生物除臭的原理及工程案例分析

張平

【摘要】：本文以廣州某污水處理站臭氣治理工程為例，介紹了生物除臭的基本原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，分析了生物除臭的基本工藝及工藝處理效果。運(yùn)行效果表明，對(duì)污水處理站產(chǎn)生的臭氣采用生物除臭工藝，處理后的臭氣可以達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。

【關(guān)鍵詞】：惡臭氣體生物除臭；污水處理站

污水處理站運(yùn)行過(guò)程中常伴有大量的惡臭氣體產(chǎn)生，不僅影響人的感官，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體健康造成嚴(yán)重危害。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們的環(huán)境意識(shí)日益增強(qiáng)，污水處理站的惡臭污染問(wèn)題日益引起重視。國(guó)家通過(guò)制定一系列的法律法規(guī)來(lái)控制惡臭氣體的排放，如1993年制定的《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554）中，就對(duì)惡臭氣體的排放做了嚴(yán)格的規(guī)定。

目前，國(guó)內(nèi)外主要的污水臭氣除臭技術(shù)有水洗滌和藥劑吸收法、活性炭吸附法、燃燒法、微生物/植物提取液噴淋法、高能離子法、生物法等[1]。生物除臭由于其能耗低、裝置簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，作為一種安全可靠的處理方法被廣泛應(yīng)用于污水處理廠的惡臭氣體治理中，在國(guó)際上被譽(yù)為治理空氣污染的綠色解決方案。

1生物除臭原理

惡臭物質(zhì)根據(jù)其組成的不同一般分為含硫化合物（如硫化氫）、含氮化合物（如氨）、含氧有機(jī)物（如醇、醛、酮、酚以及有機(jī)酸）。由于這些物質(zhì)都帶有活性基團(tuán)，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是被氧化。當(dāng)活性基團(tuán)被氧化后，氣味就消失，除臭工藝就是基于這一原理。

生物處理臭氣其基本原理是利用微生物把溶解于水中的惡臭物質(zhì)吸收于微生物自身體內(nèi)，通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)使惡臭物質(zhì)降解的一種過(guò)程，從根本上降解分解時(shí)產(chǎn)生惡臭氣體的物質(zhì)。

生物除臭基本上可以分為三個(gè)過(guò)程：（1）惡臭氣體的溶解，這是將臭氣由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟膫髻|(zhì)過(guò)程；（2）水溶液中惡臭成分被微生物吸附、吸收，溶于水中的臭氣通過(guò)微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物吸收，不溶于水的臭氣先附著在微生物體外，由微生物分泌的細(xì)胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞；（3）進(jìn)入微生物細(xì)胞的惡臭成分作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為微生物所分解利用，使臭氣得以去除。

目前生物除臭技術(shù)主要有生物洗滌技術(shù)、生物過(guò)濾技術(shù)、生物滴濾技術(shù)等[2]，填料、微生物、溫度、pH、停留時(shí)間是影響生物除臭效率的主要因素[3]。

2工程實(shí)例

2.1工程概況

本案例企業(yè)的污水站采用氣浮+生化處理方式。臭氣主要產(chǎn)生于集水池、調(diào)節(jié)池、綜合池及氣浮機(jī)、污泥區(qū)。

（1）產(chǎn)生氣味的物質(zhì)主要由碳、氮和硫元素組成的有機(jī)物及其他無(wú)機(jī)化合物。致臭氣體主要成分見(jiàn)表1。

表1致臭氣體的主要成分表

名稱(chēng) 化學(xué)式 特征氣味 名稱(chēng) 化學(xué)式 特征氣味

氨 NH3 刺激性 甲基硫醇 CH3SH 爛白菜味

氯 Cl2 窒息的，刺激性 糞臭素 C9H9N 糞臭味，惡心

乙基硫醇 CH3CH2SH 爛白菜味 硫甲酚 CH3C6H4SH 腐臭

硫化氫 H2S 臭雞蛋味 二甲基胺 （CH3）2NH 魚(yú)腥味

甲基胺 CH3NH2 腐爛，腥味 三甲基胺 （CH3）3N 刺激性，腥味

（2）項(xiàng)目臭氣排放執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）污水處理站臭氣量一般根據(jù)構(gòu)筑物的種類(lèi)、散發(fā)臭氣的水面面積、臭氣空間體積等因素綜合確定，設(shè)備臭氣風(fēng)量一般根據(jù)設(shè)備的種類(lèi)、封閉程度、封閉空間體積等因素綜合確定。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)風(fēng)量按8000m3/h計(jì)算。

（4）工藝流程及說(shuō)明

圖1工藝流程圖

項(xiàng)目采用“光催化除臭+生物除臭”治理技術(shù)。

光催化氧化利用人工紫外線燈管產(chǎn)生的真空波紫外光作為能源來(lái)活化光催化劑，驅(qū)動(dòng)氧化還原反應(yīng)，利用空氣中的氧作為氧化劑，有效地降解有毒有害廢臭氣體，其作為預(yù)處理設(shè)備。

生物除臭系統(tǒng)由“預(yù)洗滌系統(tǒng)+生物過(guò)濾系統(tǒng)”兩部分組成，是項(xiàng)目核心工藝。組合式生物除臭裝置不僅是生物除臭的場(chǎng)所，同時(shí)也是微生物生長(zhǎng)繁殖的場(chǎng)所，生物附著、固定在高效的惰性填料上，比表面積大，微生物附著面多，微生物數(shù)量多，氣體通過(guò)填料層與微生物接觸的機(jī)會(huì)也多。臭氣中有機(jī)物也會(huì)有碳、氮、磷等元素，大多數(shù)情況下能滿足微生物生長(zhǎng)需要，當(dāng)廢氣中的有機(jī)物缺少上述等元素時(shí)需再適量添加缺少的元素。生物除臭系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì)：①工藝成熟穩(wěn)定，對(duì)臭氣負(fù)荷的抵抗性強(qiáng)，微生物分解臭氣速度快，效率高。②氣體分布均勻，臭氣的去除率一般達(dá)到90%以上，不產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題。③無(wú)需專(zhuān)人操作，維護(hù)管理簡(jiǎn)單。

2.2主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）光催化除臭設(shè)備：1臺(tái)，SS304，N=1.1kW。

（2）FRP離心風(fēng)機(jī)：1臺(tái)，Q=8489 m3/h，P=2184Pa，N=7.5kW。

（3）一體化生物除臭設(shè)備：2500×4000×3000mm，SS304，內(nèi)含高效生物填料和菌種，配2臺(tái)洗滌泵（1用1備，Q=8.0m3/h，H=30.5m，P=2.2kW）和2臺(tái)循環(huán)泵（1用1備，Q=15m3/h，H=35m，N=5.5kW）。

2.3運(yùn)行效果

項(xiàng)目自2015年9月開(kāi)始改造，2015年11月進(jìn)行了環(huán)境監(jiān)測(cè)，氨排放量為0.07mg/m3，硫化氫為0.005mg/m3，臭氣為18，均低于《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，處理效果良好。

結(jié)論

生物除臭在臭氣處理要求較高的場(chǎng)合具有良好的應(yīng)用性。相比化學(xué)除臭法、物理除臭法，生物除臭能耗低、裝置簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染，安全可靠，從經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等方面考慮都具有明顯優(yōu)勢(shì)。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]沈東平，方衛(wèi)，張?zhí)鹛?城市污水廠除臭技術(shù)的應(yīng)用綜述[J].微生物學(xué)通報(bào)，2009，（06）：887-891.

[2]黃淑玲.“生物除臭”技術(shù)在污水處理廠中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2014，（02）：130.

[3]史林華.淺析生物除臭工藝研究與應(yīng)用[A].國(guó)家環(huán)境保護(hù)惡臭污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室.第六屆全國(guó)惡臭污染測(cè)試與控制技術(shù)研討會(huì)論文集[C].國(guó)家環(huán)境保護(hù)惡臭污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室：2016：5.endprint