“生物除臭”技术在污水处理厂中的应用
[摘要]通过分析臭气的来源和特征，主要探讨了污水处理厂的臭气问题，污水处理厂中恶臭气体污染已成为环境污染的重大问题，除臭技术的研究与应用已经成为一个热点，生物除臭技术利用微生物降解氨气、硫化氢、硫醇、硫醚等恶臭物质，使之成为稳定的氧化产物，从而达到无臭化、无害化的一种技术，即不产生二次污染。
【关键词】恶臭污染；生物除臭；污水处理厂
1、简述
臭气广泛产生于工农业生产和市政污水废物处理过程，这些物质刺激人的嗅觉器官，影响了现场工作人员和周边设施的环境卫生，也降低了周围居民的生活环境质量，为了提高现场和周围区域的环境卫生质量，减少二次污染，对臭气必需进行有效处理。根据我方对于污水厂设计经验及实际工程经验，需除臭主要主要物质及浓度为：硫化氢（H2S）浓度为5～30（mg/m3），氨（NH3）浓度为10～30（mg/m3），臭气浓度为3000～10000（mg/m3）。
2、除臭工艺选择
臭气的处理方法有很多，主要分为离子除臭法、吸附法、吸收法和燃烧法四大类。
离子除臭法
原理是置于室内的离子发生装置发射出高能正、负离子氧化分解污染物。有数据表明，由于氧化反应可逆，基本没有实质性处理效果。尽管根据系统进出口测得数据表明臭气成分的去除率很低，但处理现场人的嗅觉却察觉不到臭气，具体原因有待研究。此外可逆反应造成处理系统下风向一定距离处臭气重新形成。由于其处理效果不稳定，耐冲击负荷能力弱，且不适合大规模处理，因此现在大型的及要求标准高的污水处理厂已不采用。
吸附法
主要是利用活性炭对臭气成分进行吸附，今年来也出现厂家在活性炭上加载碱性/酸性/氧化性成分，以和臭气成分进行化学反应。但是这样的工艺都存在一个缺点，就是一定时间之后，填料会失效，需要定期更换，除了需要填料更换的费用，更换期间臭气问题也是一个问题。当臭气风量小，并且臭气浓度很低的工况下，建议采用这种方法。
燃烧法
由于其投资高、系统复杂，需要热源，因此一般常用于臭气浓度很高的场合，如工矿企业，市政污水处理厂极少使用。但是如果正好有合适的需要一定的锅炉补风，且需要的风量大于臭气风量的情况，可以采用燃烧的方式。但是由于臭气被氧化后具有一定的腐蚀性（如硫化氢燃烧后产生二氧化硫），因此所采用的锅炉和烟道应充分考虑防腐，并需要对二次污染物考虑必要的处置。
吸收法
中主要又分化学洗涤法和生物吸收法，其中化学洗涤法是利用强碱与硫化氢等恶臭物质发生化学反应，生成盐类物质，从而去除臭味的一种工艺方法。处理效果主要取决于碱液的使用量。这种方法的缺点是设备和管道很容易被腐蚀，产生的副产品硫化钠需要运出，增加了成本，碱液需要定期补充。并且在运行时为了防止喷淋后的碱液在处理装置中发生结垢或板结，在处理装置中需设置强烈喷淋管，定期对处理装置中的填料进行高强度冲洗，这样就容易产生二次污染，维护维修量大，增加管理难度。该方法在市政污水处理厂内一般不作为首选方法。
在这些方法中最为经济有效的是生物法除臭法，原理是是利用微生物降解氨气、硫化氢、硫醇、硫醚等恶臭物质，使之成为稳定的氧化产物，从而达到无臭化、无害化的一种工艺方法，即不产生二次污染。这种方法能够将硫化氢臭气溶解吸收，同时能结合微生物的降解作用进行处理。被降解的硫化氢等恶臭物质首先溶解于水中，再转移到微生物体内，通过微生物的代谢活动而被降解。单纯的生物法除臭不需要使用药剂；利用微生物分解臭气也不需要太多的外补能量；生物繁殖、排泄维持其自身生存和活力。生物法除臭是近年发展起来的新型除臭技术，它可有效地去除废气中的H2S、还原硫化物等臭气物质，去除率高，运转费用低，操作管理简单，是解决H2S等恶臭气体污染进而保护大气环境的理想净化技术。
3、生物除臭工作原理及分解恶臭成分的化学反应式
生物除臭采用塔体形式，下层为布气空间（小阻力布气），中间为填料层，上层为气体收集空间，兼做洒水的空间。臭气经过生物除臭塔，其中的臭气成分被填料捕集，并被生长在填料上的微生物作为食物分解掉，最终变成稳定的无机物如二氧化碳，水，硫酸，等物质，排放在液相中，随着散水的进行，排出除臭系统。整个系统的需水选用市政自来水，除臭微生物所需要的营养元素除了臭气成分来自于气相，其他的微量元素从散水中获得，其步骤如下：a.恶臭气体接触到受散水而湿润的生物填料表面的水膜而溶解。b.溶解于水中的恶臭成分被栖息于生物填料上的微生物吸收分解。c.被吸收的恶臭成分也成为微生物的营养源被吸收、氧化、分解、利用。其微生物分解恶臭成分的化学反应式为
a. 硫化氢H2S+202→H2SO4；
b.甲硫醇 2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O；
c.硫化醇 （CH3）2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O ；
d.二甲二硫 2（CH3）2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O ；
e.氨 NH3+2O2→HNO3+H2O；
f.三甲胺 2（CH3）3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O。
从以上的反应所示，臭气成分会分解成二氧化碳，水和硫酸、等酸性物质，适当的散水能冲掉这些酸性物质，以保持适当的微生物生长的环境。
4、结束语
“生物除臭”技术的特点：1）水的吸收效率高。由于溶解于水中的恶臭成份可同时生物填料和生物膜吸附，水相臭气浓度始终很低，类似化学吸收，相间平衡推动力大，吸收效率高。2）生物降解速度快。生物降解速度与臭气浓度成正比，普通生物除臭主要靠生物吸附，而本技术生物和生物填料共同吸附，生物密度大，降解速率也相应加快。3）恶臭气体净化彻底。恶臭成份复杂需要多种微生物参与降解。生物填料与微生物的相容性好，有利于多种微生物生长，可形成生物群落丰富的生物膜，使各种臭气成份同时有效除去。4）抗负荷波动能力强。恶臭气体的浓度变化大，负荷常会发生大的波动。由于生物填料的吸附性能，可起到调节水相浓度的缓冲作用。提高了系统适应负荷波动的能力。5）稳定运行周期长。
参考文献
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