生物除臭的原理及工程案例分析

张平

【摘要】：本文以广州某污水处理站臭气治理工程为例，介绍了生物除臭的基本原理及应用优势，分析了生物除臭的基本工艺及工艺处理效果。運行效果表明，对污水处理站产生的臭气采用生物除臭工艺，处理后的臭气可以达到《恶臭污染物排放标准》二级标准的排放要求。

【关键词】：恶臭气体生物除臭；污水处理站

污水处理站运行过程中常伴有大量的恶臭气体产生，不仅影响人的感官，而且对生态环境及人体健康造成严重危害。随着社会经济的不断发展和生活水平的不断提高，人们的环境意识日益增强，污水处理站的恶臭污染问题日益引起重视。国家通过制定一系列的法律法规来控制恶臭气体的排放，如1993年制定的《恶臭污染物排放标准》（GB14554）中，就对恶臭气体的排放做了严格的规定。

目前，国内外主要的污水臭气除臭技术有水洗涤和药剂吸收法、活性炭吸附法、燃烧法、微生物/植物提取液喷淋法、高能离子法、生物法等[1]。生物除臭由于其能耗低、装置简单、无二次污染等优点，作为一种安全可靠的处理方法被广泛应用于污水处理厂的恶臭气体治理中，在国际上被誉为治理空气污染的绿色解决方案。

1生物除臭原理

恶臭物质根据其组成的不同一般分为含硫化合物（如硫化氢）、含氮化合物（如氨）、含氧有机物（如醇、醛、酮、酚以及有机酸）。由于这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失，除臭工艺就是基于这一原理。

生物处理臭气其基本原理是利用微生物把溶解于水中的恶臭物质吸收于微生物自身体内，通过微生物的代谢活动使恶臭物质降解的一种过程，从根本上降解分解时产生恶臭气体的物质。

生物除臭基本上可以分为三个过程：（1）恶臭气体的溶解，这是将臭气由气相转变为液相的传质过程；（2）水溶液中恶臭成分被微生物吸附、吸收，溶于水中的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物吸收，不溶于水的臭气先附着在微生物体外，由微生物分泌的细胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞；（3）进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解利用，使臭气得以去除。

目前生物除臭技术主要有生物洗涤技术、生物过滤技术、生物滴滤技术等[2]，填料、微生物、温度、pH、停留时间是影响生物除臭效率的主要因素[3]。

2工程实例

2.1工程概况

本案例企业的污水站采用气浮+生化处理方式。臭气主要产生于集水池、调节池、综合池及气浮机、污泥区。

（1）产生气味的物质主要由碳、氮和硫元素组成的有机物及其他无机化合物。致臭气体主要成分见表1。

表1致臭气体的主要成分表

名称 化学式 特征气味 名称 化学式 特征气味

氨 NH3 刺激性 甲基硫醇 CH3SH 烂白菜味

氯 Cl2 窒息的，刺激性 粪臭素 C9H9N 粪臭味，恶心

乙基硫醇 CH3CH2SH 烂白菜味 硫甲酚 CH3C6H4SH 腐臭

硫化氢 H2S 臭鸡蛋味 二甲基胺 （CH3）2NH 鱼腥味

甲基胺 CH3NH2 腐烂，腥味 三甲基胺 （CH3）3N 刺激性，腥味

（2）项目臭气排放执行《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）二级标准。

（3）污水处理站臭气量一般根据构筑物的种类、散发臭气的水面面积、臭气空间体积等因素综合确定，设备臭气风量一般根据设备的种类、封闭程度、封闭空间体积等因素综合确定。本项目设计风量按8000m3/h计算。

（4）工艺流程及说明

图1工艺流程图

项目采用“光催化除臭+生物除臭”治理技术。

光催化氧化利用人工紫外线灯管产生的真空波紫外光作为能源来活化光催化剂，驱动氧化还原反应，利用空气中的氧作为氧化剂，有效地降解有毒有害废臭气体，其作为预处理设备。

生物除臭系统由“预洗涤系统+生物过滤系统”两部分组成，是项目核心工艺。组合式生物除臭装置不仅是生物除臭的场所，同时也是微生物生长繁殖的场所，生物附着、固定在高效的惰性填料上，比表面积大，微生物附着面多，微生物数量多，气体通过填料层与微生物接触的机会也多。臭气中有机物也会有碳、氮、磷等元素，大多数情况下能满足微生物生长需要，当废气中的有机物缺少上述等元素时需再适量添加缺少的元素。生物除臭系统具有如下优势：①工艺成熟稳定，对臭气负荷的抵抗性强，微生物分解臭气速度快，效率高。②气体分布均匀，臭气的去除率一般达到90%以上，不产生二次污染等问题。③无需专人操作，维护管理简单。

2.2主要工艺设计参数

（1）光催化除臭设备：1台，SS304，N=1.1kW。

（2）FRP离心风机：1台，Q=8489 m3/h，P=2184Pa，N=7.5kW。

（3）一体化生物除臭设备：2500×4000×3000mm，SS304，内含高效生物填料和菌种，配2台洗涤泵（1用1备，Q=8.0m3/h，H=30.5m，P=2.2kW）和2台循环泵（1用1备，Q=15m3/h，H=35m，N=5.5kW）。

2.3运行效果

项目自2015年9月开始改造，2015年11月进行了环境监测，氨排放量为0.07mg/m3，硫化氢为0.005mg/m3，臭气为18，均低于《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）二级标准限值，处理效果良好。

结论

生物除臭在臭气处理要求较高的场合具有良好的应用性。相比化学除臭法、物理除臭法，生物除臭能耗低、装置简单、无二次污染，安全可靠，从经济、生态环境等方面考虑都具有明显优势。

【参考文献】：

[1]沈东平，方卫，张甜甜.城市污水厂除臭技术的应用综述[J].微生物学通报，2009，（06）：887-891.

[2]黄淑玲.“生物除臭”技术在污水处理厂中的应用[J].科技与企业，2014，（02）：130.

[3]史林华.浅析生物除臭工艺研究与应用[A].国家环境保护恶臭污染控制重点实验室.第六届全国恶臭污染测试与控制技术研讨会论文集[C].国家环境保护恶臭污染控制重点实验室：2016：5.endprint