恶臭气体广泛产生于工农业生产、污水、污泥及垃圾处置过程[1]。目前，适用于净化中低浓度恶臭气体的方法中，生物处理法百富策略白菜网较为广泛。但其在实际工程百富策略白菜网中却存在除臭效率低、微生物难以存活、占地面积大和使用寿命低等缺点。

恶臭污染物是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质[2]。生活废弃物处理处置工程中，生物除臭法工艺流程如图1所示。首先，通过集气罩、通风管等气体收集系统将各类臭气产生源的臭气进行集中收集;臭气在引风机的作用下，经过分配风阀将气体平均分配至各生物除臭模块;臭气在生物除臭模块中，在喷淋水洗涤及生物菌群的多重作用下进行降解，达标后进行集中排放。

生活废弃物处理处置工程中产生的臭气成分主要为NH3、H2S、VOCs、水蒸气、杂质颗粒以及一些无机物[3]，而生物法去除恶臭气体的过程可以归纳为以下几个步骤进行:

1)恶臭气体进入生物除臭模块后，首先经过喷淋水洗，将易溶于水的气体(主要为NH3)、部分挥发性有机物、水蒸气、部分无机物以及杂质颗粒等进行水洗去除。

2)经水洗处理后的气体进入生物滤料，恶臭气体与生物滤池和滤料-生物膜表面的水接触后溶于水，H2S气体与水接触，由气相转移至液相水中。

溶于水的H2S发生电离，H2S=HS-+H+;HS-=H++S2-。其中H2S、HS-等离子逆水流方向，从下向上流动。生物膜具有很强的吸附能力，表面总有一层附着水，附着水中的H2S被生物膜吸附、吸收，使水中的H2S浓度减低，同时流动水中的H2S又不断地向水膜传递，而液相中的H2S减少，又使气相中的H2S不断溶解。H2S被微生物氧化分解，为微生物的生长与繁殖提供了能量，使H2S转化得以持续进行。

3)复合滤料中的生物菌群种类繁多，同样对挥发性有机物及VOCs起作用，这些物质被微生物氧化分解，分解物溶于喷淋水中，最终被置换。

生活垃圾由进气口沿切线方向进入旋风分离器，由于空间增大，风速降低，垃圾固体颗粒受离心力和重力作用，沿着筒壁旋转向下，螺旋状导流带可以促使混合气流沿着固定的螺旋轨迹向下运动，在整个分离器锥型筒中形成“旋风状”涡流。

质量较大的垃圾颗粒，如厨余垃圾、金属、大块玻璃、塑料瓶等固体颗粒在碰撞旋转栅网前就已经被分离器内部高速旋转的气流所产生的离心力甩向筒壁，掉入落料桶。大部分体积较小的垃圾颗粒，如碎玻璃、渣土颗粒等，在导流带的作用下沿锥型桶内壁旋转向下，掉入落料桶中。质量较轻的垃圾颗粒，如纸张、塑料袋等以及部分细小颗粒，如灰尘、渣土等随气流在锥形桶内旋转，部分颗粒随气流沿着中部向上进入出气口，进入出气口前由旋转过滤栅网进行过滤，待抽风机停止工作后，掉入落料桶。进入落料桶的垃圾颗粒，经压实机压缩后外运处理。而混合气体中的空气经由顶部的出气口进入后续管网。

恶臭污染物的降解需要微生物菌群保持长久的活性，因此为微生物生长提供良好的环境条件，是影响生物法除臭性能的最主要因素。主要包括滤料成分、比表面积、空隙度、粉尘、湿度、温度、pH值、气体停留时间及滤料的预处理等。

1)滤料成分。

滤料是生物除臭系统的核心构件，理想的滤料不仅需具备较好的持水性、良好的透气性和丰富的微生物菌群。滤料还应能提供微生物生长所需的营养物质和微量元素并具有一定的缓冲能力;自身无异味;材料成本可控，耐老化，运行和养护简单。

生物滤料的种类繁多，主要分为有机滤料以及无机滤料。有机滤料主要有:花生壳、稻米外壳、椰子外壳、甘蔗渣、玉米茬、干树皮、芦苇杆等植物类;无机滤料主要有:泥煤、纤维性泥炭、多孔的陶粒、火山岩、沸石、兰石、聚乙烯醇纤维、海绵、贝壳等。

2)比表面积。

滤料可以提供给微生物栖息场所及养分，滤料的体积直接决定了微生物的菌群数量。因此，单位体积内的滤料表面积越大，生物可附着的面积就越大，微生物的数量就越多，生物除臭的去除效率就越高。

3)空隙度。

单位体积内的滤料，滤料空隙度越高，臭气的停留时间就越短，容积利用系数越低。相反，滤料空隙度越低，臭气的停留时间就越长，去除效率就越高。高空隙度不仅有利于防止滤池堵塞，气体短流，还有利于微生物的新陈代谢，使得气体与喷淋水既能通畅流动，又能充分接触。

随着除臭系统的运行，生物菌群数量的增加，滤料中的有机质会腐烂，滤料之间的空隙会被堵塞，造成压降增加，通气效率下降。因此，需要考虑整个运行周期及滤料的使用年限，合理控制滤料的空隙度。

4)粉尘。

恶臭气体在收集过程中，不可避免地含有粉尘或无机物颗粒，若粉尘进入后续生物滤料，会堵塞生物滤料之间的空隙，造成压力损失的急剧增加，严重时会造成运行失败。

5)湿度。

滤料层湿度是保持生物过滤性能最重要的操作参数之一，70%以上的生物过滤系统问题由滤料含湿量引起。微生物的活动是以水为介质，如果滤料的湿度太低，微生物的生理代谢活动受到很大抑制，会使微生物失活。湿度不够还会造成滤料的干燥开裂，产生气体短路，除臭效果变差。而湿度过高，会使气体通过滤料层的压降增高，且由于氧气不能进入，形成局部厌氧区域，使得降解速率降低。研究发现，滤料层的初始湿度由70%下降至30%时，其表面的总微生物量从4×107个下降至3×107个。

对于大多数生物滤池的滤料而言，最佳运行条件必须保证50%～70%的湿度(根据湿重计算)，一般应控制在50%～60%。空气的相对湿度需达到95%以上，保证滤层中的水分满足微生物需要。

6)温度。

附着在滤料上的生物好氧菌群，在保持活性的状况下会自发产生热量，若不加控制，可达到70℃。温度过高会使滤料中的有机质碳化分解，从而影响生物除臭效率。温度过低，如冬季低于5℃，滤料中的游离水会结冰，菌群在此环境下难以存活。同时，温度也影响滤料床的湿度，过高的进气温度将影响湿度控制，导致滤料干化，结构破坏，使用寿命缩短。温度过低，水会在滤料表面凝结，影响气液传递，降低除臭效率。

7) pH值。

生物新陈代谢很大程度上依赖于环境的p H值，大部分的微生物适宜在中性环境中生长，环境pH值在6～8可保持微生物的良好活性。由于一些有机物在降解过程中会产生酸性物质，一是H2S和含硫有机物导致H2SO4的积累;二是NH3和含氮有机物导致HNO3的积累;三是含氯有机物导致的HCl的积累，这些过程会使滤料酸化。因此需要定期对pH值进行检测及调节。

8)气体停留时间。

生物降解过程需要一定的时间，臭气需要与滤料中的微生物菌群充分接触，以完成整个生物化学反应过程。气体停留时间越长，生物反应越充分，臭气取出效果越明显，一般气体在滤料里的停留时间不能低于10 s。可通过调整滤料室的面积、滤料厚度的方法来进行增加。但随着滤料体积的增大，相应会带来空隙度减小、系统压损增加、处理量减小和成本增加的问题。

9)滤料的预处理。

单纯的有机或无机滤料中并不含有生物菌，依靠所处理的气体中所含的菌类进行培养时间过长，且难以控制其成活率。因此，需要在系统运行初期调试阶段往滤料中投加菌种。生物菌具有较强的自我繁殖及适应能力，一旦培养成功，只要保持适合的环境条件就可以长久存活。菌种的种类繁多，需要配合喷淋水、pH值及温湿度控制系统进行培养。

在实际工程中，气源产生的臭气浓度、时间及种类各不相同。如百富策略白菜网脱水车间与污泥储存间H2S含量较高;污泥脱水车间的臭气浓度比沉砂池高;污泥好氧发酵车间臭气以NH3为主，浓度可达到200 mg/L。因此，通过对影响生物法除臭性能最主要因素的分析，结合已有工程的运行经验及实验数据，提出具体的工艺参数，指导工程百富策略白菜网。

1)臭气处理风量计算。

易产生恶臭气体的常用构筑物除臭换量(每小时)的参考如下。

换气量设计原则:有人员进出的场所，空间容积×6～10次;无人员进出的场所，空间容积×2～4次。若对运行条件不稳定的构筑物，可预留20%～50%安全系数。对于曝气池可按1.1倍曝气量进行校核。当瞬间臭气量较大时，如污泥好氧发酵翻堆时，需要全程满负荷收集臭气。

2)臭气收集系统。

室外收集需在气源上端设置集气罩，如曝气池、沉淀池等构筑物;室内收集管路应设置在屋面顶板处;人员长时间工作位，应设置在工作位正上方。

管材首选圆形或方形有机玻璃钢或不锈钢薄壁(含氯环境除外)通风管;不可采用无机玻璃钢材质;室外玻璃钢风管需外涂防紫外线胶衣，内部涂刷减阻胶层，以防止灰尘沉积。风管控制流速≤15 m/s，一般为8～12 m/s。

收集管道通过控制支管阀门的开启度来进行不同区间、距离、管径臭气量收集的调节，一般选用具有锁定功能的玻璃钢闸阀。滤池内部应畅通，承托滤料的基础尽量采用柱状基础，底部应根据总风量留有足够的通气空间，一般承托板底部高度不应<400 mm。

3)引风系统。

由于气体成分复杂，含水量较大且气体具有一定的腐蚀性，宜选用风量大、风压小玻璃钢单机离心风机。典型的运行参数为:滤池运行初期压力降一般为500～800 Pa;但随着设备的运行，生物膜的生长，滤料的压缩分解，运行压力会逐渐上升，在滤料更换末期，压力降可达到1000～2000 Pa。项目整体风压应考虑管道+滤池+其他的压降;一般要求风机风压≥2500 Pa，对于臭气浓度不均匀程度较大或间歇性要求较高的场所，应采用变频风机。

4)预处理洗涤。

预处理洗涤一般采用喷淋法，预处理洗涤可以起到除尘，增加气体水饱和度，控制p H值和温度，还可有效控制臭气浓度的效果。

根据所处理臭气的浓度和种类的不同，预处理洗涤的喷淋液可以是水，投加少量NaOH的稀碱液或投加少量HCL稀酸液，喷淋量一般为10～50 m3/m2·h。洗涤段滤料采用?50～80 mm的塑料空心球、塑料花环滤料、鲍尔环、聚乙稀或聚丙烯等多孔球型悬浮材料;滤料层高一般为0.8～2.2 m。

5)复合生物滤料。

生物滤料应具有比表面积大，抗冲击负荷能力强，使用寿命长的特点。滤料厚度不应<0.5 m(宜造成气体短流)，也不宜>2.5 m(压力降过高，承托受压)。根据处理量、臭气浓度、过流截面积不同，滤料厚度一般为0.8～2.2 m。底部宜采用厚度200 mm的?50～100 mm的多孔火山岩无机料[4]。可以起到一定的承托作用，并防止腐烂的植物颗粒进入循环水系统。

火山岩上宜铺设粒径?50～100 mm的松树皮，或粒径≤?50 mm的细碎干木块。干花生壳，干木渣等颗粒较小的滤料可为微生物提供足够多的养料，同时具有较好的透气性，但添加比例不应超过总滤料体积比的20%。锯末、稻壳等植物纤维遇水易腐烂且透气性较差，不宜采用。工程百富策略白菜网中，还应计算滤料接触水分后，会有200 mm左右的压缩量。

为防止滤料酸化，还应采取在滤料中添加少量石灰(CaO)、大理石、石灰石(CaCO3)、白云石和贝壳等无机物来增加缓冲能力。其中，石灰容易形成板结块，因此，在加调节剂时CaO的添加不可单独成层，宜采取撒播形式。

6)滤料湿度控制。

工程中宜采用二次湿度控制方法，以确保运行的湿度满足要求。臭气通过预处理中的水洗涤，基本可达到气体中含水率的完全饱和。而在生物滤料段同样需要设置喷淋系统，通过调节喷淋的频次，可以对滤料的湿度进行有效控制。具体实施中，通过调整喷淋周期和强度，对生物除臭设施的进出气湿度进行控制。复合生物滤料的最佳湿度为50%～65%;循环液体的喷淋量只需润湿滤料即可，根据滤池面积及温度情况，计算每天的蒸发量(稍稍超过蒸发量)，安全系数一般取1.1～1.2。

7)温度控制。

结果表明，微生物适宜的温度在15～45℃，最佳温度在25～35℃。生物菌群在反映过程中有一定的升温过程，夏季应增加通风及喷淋频次，以免温度过高。寒冷地区或冬季运行，若气温低于5℃时，会造成滤料内部结冰，菌群死亡，可在除臭装置主体外壁采用隔热夹层，或设绝热防护膜保温层，喷淋水预加热循环的方法，达到对滤料温度的有效控制。

8) pH值及控制。

由于滤料在长期运行过程中易出现酸化现象，在工程百富策略白菜网中，应调节喷淋循环水中的pH值，以减小酸化对微生物生理代谢的影响。一般需要控制的pH为6～8。如百富策略白菜网生物过滤系统主要控制在中性至偏弱碱性的环境中(p H为7～8);污泥好氧发酵臭气含有大量NH3，需添加弱酸来平衡滤料中的酸碱度。具体可采用pH在线监测、循环水中添加弱酸、碱化学溶液的方法。若循环水系统难以调节，则对循环水箱中的水进行置换。

9)循环水系统。

预处理洗涤段的循环水pH值变化要明显高过生物段循环水，且用水量、循环次数也存在较大差异，因此两水箱需要单独分开。例如，污泥好氧发酵处理车间除臭系统中，由于存在较多NH3，预处理段的循环水明显偏若碱性，用量大，且易饱和。预处理洗涤段的循环水箱需要根据喷淋量计算体积，一般≤1.5m3，喷淋时间随风机启停，循环水更换频次为≤7 d。

生物段循环系统喷淋主要作用在于保持滤料的湿润，用量较小，更换频次较低。喷淋水应选用洁净自来水，不宜使用中水，以免杂质堵塞喷头。

10)生物菌群驯化。

通过进行微生物菌种培养，生物复育，细胞接种的方法，在生物滤料上形成高效生物膜，用以对恶臭气体进行生物降解。菌种类型一般为自养型和甲基营养型。

工程中将预先在实验室或其他生产场合培养好的微生物菌剂，或百富策略白菜网的回流活性污泥撒布在滤料表面，并在同生产条件下逐步通入臭气，配合喷淋系统保持合适的湿度和温度进行培养。生物膜未成形前，微生物附着力不够牢固，送风量不可过大。一般培育期为7～14 d，可通过观察口或检修口进行观察，当滤池壁内现丝状灰白色物质，或壁板上出现大量霉菌斑点，则证明培育成功。当在菌膜中出现原生动物，如草履虫、鞭毛虫、变形虫等，表明恶臭去除效果明显。生活污泥、畜禽粪便堆肥后的富含菌群的腐熟料，也可作为生物菌种使用。

11)气体停留时间。

恶臭气体在滤料中的停留时间一般在10～90 s，具体的停留时间与生物反应器的类型，进气浓度、组成成分、滤料种类等有关，并存在很大差异。生活废弃物处理工程中喷淋水洗段设计气体停留时间一般为3～5 s;若空间受限，则可取停留时间为2 s，但需要相应加大喷淋量;气体在生物段停留时间，一般为10～20 s，若除臭设施面积受限，则可通过适当增加滤料厚度的方法进行调整。

唐山市丰润污泥处理厂，设计处理规模400 t/d，采用生物法除臭，水洗涤段滤料为PP球，生物段为1.8 m厚度火山岩滤料。最高NH3进气浓度可达到200 mg/L;H2S含量极低。滤池设计臭气处理能力20万m3/h。运行初期，压力降测量值为500 Pa，系统达标排放;随着使用年限增加，生物菌死亡，滤池压力增加至1600 Pa，后投加松树皮、腐熟料混合物，生物挂膜成功后达标排放。

洛阳市污泥处理厂，设计处理规模176 t/d，满负荷运行，采用生物法除臭，水洗涤段滤料为PP球，生物段为2.5 m厚度复合生物滤料。计臭气处理能力20万m3/h。运行期间，除臭效果达标，微生物活性强，有明显菌群附壁。处理厂大修期间停运20 d，滤池停止工作，微生物死亡，滤料变干。维修结束后，重新启动，再次培育菌种成功。

浙江兰溪百富策略白菜网除臭工程主要对粗、细格栅间、进水泵房、曝气沉砂池、调节池、沉淀池、水解酸化池、A/O生物反应池、污泥脱水机房进行臭气处理。共设置2套生物除臭系统，处理气量分别为16000,25000 m3/h。

调试期间气温为平均25℃，进气H2S测量含量为6.7 mg/m3，微生物挂膜成功后(观察口明显出现丝状微生物)，连续1周测量生物段p H值基本维持在6.9～8.1，出气H2S含量基本在0.18～0.25 mg/m3。

案例分析:污泥好氧发酵臭气主要含有NH3，水蒸气、粉尘等成分;好氧发酵情况良好情况下，H2S气体含量较少，低于仪器测量值，仅在混料车间和储泥间或料堆厌氧情况下产生。NH3通过洗涤段强力喷淋，大部分溶于水，达到较好的去除;少量H2S气体通过生物段去除;单纯火山岩无机滤料，养分低，无法满足微生物的持续生长;火山岩宜饱和，死亡微生物及过多水分堵塞孔眼，造成滤池压力降升高;树皮等有机质可以为微生物持续存活提供养料;生物滤料的温湿度及PH值在保持生物活性中起到至关重要的作用。

污水厂臭气浓度含量相对较低，生物菌群培养成功后，p H值变化不大，H2S去除率较高，去除率大于90%。

生物除臭法在处理污水、污泥、垃圾等废弃物所产生的恶臭气体方面，具有运行费用低，系统结构简单，易于维护，操作管理方便，处理效率高等优点。工程百富策略白菜网中，应根据实际需对系统进行优化设计，尽可能提供微生物所需的生存环境，保持生物菌群的活性，以达到理想的运行效果。