生物滤池除臭工艺在污泥发酵工程中的应用探讨

廖富迎，郑文辉，王夏燕

（1.广州绿辉生物科技有限公司，广东广州 510663；2.广州怡和生物科技有限公司，广东广州 510663）

1 生活污泥发酵臭气的来源及危害

1.1 生活污泥发酵臭气的来源

生活污泥发酵工程中，臭气产生的根源是局部厌氧现象及大分子有机物在降解过程的中间产物积累，发酵翻堆不及时、发酵的鼓风量不足等皆会导致局部厌氧现象。氨基酸脱羧作用产生的致臭胺类，以及不完全降解有机物在发酵高温期内直接作用的挥发性脂肪酸，这些都是生活污泥发酵臭气的重要组成成分。

1.2 生活污泥发酵恶臭的危害

生活污泥发酵工程中产生的臭气具有浓度低、产生量大的特点，当发酵臭气累积到一定的浓度时，其主要的恶臭物质通过特定的致臭基团对人体内的嗅觉细胞产生一定的刺激，严重时可致人晕厥，造成事故。操作人员长期暴露于臭气中，对身体危害极大，易引起头痛、头晕、呼吸道不适等，因此更应做好防护措施。同时，由于生活污泥发酵工程中发酵设备长期处于高湿的工况环境下，容易发生电气短路，对生产安全造成威胁。

2 生物滤池处理发酵臭气的技术原理

2.1 通过滤料层吸收致臭污染物

作为一种经济、运行难度小、高效便利的生物除臭工艺，生物滤池被广泛应用于工业污水处理工程的恶臭处理。通过滤料层将致臭污染物吸收，借助滤料上的微生物有效地降解污染物。其结构层级分明，主要由预洗池、喷淋、滤料池、循环系统，以及配套的管道系统、风机组成。

2.2 滤池系统有机分辨污染物是否溶于水

生物滤池运行时，通过管道将待处理的臭气由风机送入预洗池，预洗池中适当地放置惰性填料。在水雾喷淋的效果作用下，表面覆盖大面积的水膜，与臭气接触之后，可以有效地去除易溶于水的致臭物质及颗粒物。对于不溶于的污染物，附着在滤料的表面或微生物的体外，由胞外酶进行分解。进入到微生物的细胞后，致臭物质作为营养来源和能量物质，被微生物所利用，逐步分解，最终消除臭气。

3 生物滤池除臭系统的设计

3.1 相关的影响性因素

3.1.1 滤料的种类

在生物滤池处理发酵臭气的过程中，常用的滤料一般分为可降解滤料和不可降解滤料。影响生物滤池处理效果的一般为可降解滤料，因其滤料层在处理过程中表面积不断减少，从而增大了风阻。与可降解滤料的作用效果相反，不可降解滤料不易堵塞压实，在生物滤池除臭过程中的滤层阻力较小，符合预期设想，以珍珠岩、硅藻土为代表。但是，不可降解滤料的孔隙度很小，在日常的作业操作中，应注意扬长避短，善于利用不可降解滤料的滤层处理效果，适当地增加碳源，维护好滤层中微生物赖以繁殖的环境。此外，因其初始调试时间较长，运行的维护成本也会随之增加[1]。

3.1.2 滤料的含湿量比例

滤料含湿量越高，氨的去除效果越明显。当滤料的含湿量降低时，氨的去除率也对应降低。因此，滤料的含湿量比例成为生物滤池处理项目中一项较难掌控的影响因素。安全的滤料含湿量比例应控制在40%～60%，超过这个范围，氨的去除率便很难保证。只有控制在这个范围内，才能达到理想的氨净化效果。

3.1.3 滤料层的厚度

滤料层的厚度过高会导致生物滤池的阻力加大，给生物滤池除臭系统造成能耗负担，同时也会增大气流短路的危险状况。考虑到这一点，在实际操作过程中，滤料层填料的选取便显得尤为重要，不仅要选取能使滤料层布气均匀的填料质地，还有选取符合滤层高度的填料，工程建设中滤料层的厚度一般设在1～1.5 m。

3.1.4 生物滤池停留的时间

生物滤池停留的时间有两种，分别是有效停留时间、空床停留时间。有效停留时间考虑的制约性因素为工作风压，工作风压是人力较难精准把控的，其他的因素如滤料的孔隙度、密度，虽然会影响有效停留时间，但在工程上可以有选择地避开其短处。一般而言，选择所需空床停留时间进行生物滤池的设计是较为科学的做法。至于可溶于水的污染物，因空床停留的需求时间较短，人力可以合理控制。

3.1.5 滤料池的pH值

生物滤池除臭工艺中，滤料池的pH值之所以会下降，是因为滤料池中采用喷淋液循环的运行方式，使微生物的副产品或降解产物呈现酸性。可适当采取持续跟踪喷淋液的pH值、定期更换喷淋液的改良措施。

3.2 生物滤池除臭工艺的设计与应用

在整个污泥发酵项目中，当生物滤池除臭系统运转时，若生物滤池管理不善，将会使pH值的调节滞后时间过长，造成的负面影响极大，既破坏了微生物的新陈代谢能力，也使系统的运行受到阻碍。滤料的种类、滤料的含湿量比例、滤料层的厚度、生物滤池停留的时间、滤料池pH值都是影响生物滤池除臭工艺的因素，因此对于生物滤池除臭工艺的设计，应当懂得多角度考量。下面以某污泥发酵工程中生物滤池除臭项目为例进行详细的探讨。

3.2.1 控制滤池的pH值及滤料的含湿量

运用生物滤池除臭工艺时，为保持滤层中微生物的正常生长、繁殖及新陈代谢，滤池的pH值应维持在7.0～8.0。生物滤池除臭过程中，滤料的含湿量一般合理地保持在40%～60%。控制好滤料的含湿量好处很多，不仅有利于微生物和滤料之间的传质，还有助于微生物的新陈代谢[2]。

3.2.2 加速废气及污染物的降解，提高除臭的效率

灵活避开相关因素的制约，采用槽式好氧发酵系统，并且合理控制发酵原料的含水率，对生活污泥发酵工程中所产生的臭气采取物料翻抛的作业。增大滤料层的厚度，适当延长气体与滤料层之间的有效接触时间，目的是扩大生物的承载量，更好地加速废气污染物的降解，从而提高滤层除臭的效率[3]。

3.2.3 配备电动卷闸，工程末端除臭

在发酵车间中，重要的物流进出口配备电动卷闸一般为常闭状态，检修、出料除外。设计通过管道收集发酵车间所产生的臭气，末端除臭也妥善处理到位。

3.2.4 滤料选取应质地结实，以巩固滤层结构

为克服不同类型滤料的不足，工程上常采用三加滤料，如火山岩+木屑+石英砂。这样一来，既为微生物的正常生长、繁殖提供一定的碳源，同时也可以保证滤层结构的稳定，防止堵塞现象的出现。整个过程中，生物降解的效果正是通过滤层中滤料质地的巩固、滤层结构的稳定慢慢实现的[4]。

3.2.5 科学提高空床停留时间，节约滤池维护成本

该生物滤池除臭项目通过科学地提高空床停留时间，从而提升处理致臭污染物的能力。保持合理的空床停留时间，空床停留时间建议大于25 s。科学地控制生物滤池的占地和建设成本，才能最终压缩整个工程建设的预算。

4 结语

应用生物滤池除臭工艺在污泥发酵项目中所产生的意义深远，其优越性是普通除臭措施无法比拟的。当然，若要使生物滤池高效运行，除了降低维护及运营成本，还要考虑其他因素的影响，如致臭物质成分复杂、发酵臭气处理量大等。只有在实际操作中逐步完善生物滤池除臭系统，才能更好地发挥这门工艺的生态价值，从而更好地实现对环境的保护。