生物除臭技術

1、生物除臭技術第1章概述生物除臭技術的發(fā)展生物除臭技術是20世紀50年代發(fā)展起來的新興除臭技術，是利用微生物的生理代謝活動降解惡臭物質，將其氧化成無臭、無害的最終產物，達到除臭的目 的。生物除臭早在1957年就在美國獲得專利，70年代后，各國開始在這一領域 開展廣泛的研究，其中美國、日本、德國取得的成就最為顯著，主要研究內容包括除臭的基本原理和方法、裝置設備及操作工藝條件等。80年代以來，已有各類微生物除臭的裝置和設備開始運用于石油、化工、屠宰、污水處理等實際中，并取得明顯效果。生物除臭技術與目前采用的物理、化學法，例如燃燒、吸附、吸收和還原等相比較。這些物理化學方法的工藝或設備較復雜，運行費用

2、較高；用于處理某些惡臭廢氣時，效果不甚理想。生物脫臭法通過不斷改進完善，克服了前述物理、化學方法的缺陷，并顯示出處理效率較高、適應性較廣、工藝較簡單以及費用較省等 優(yōu)點，成為治理惡臭的一個重要發(fā)展方向。生物除臭的原理 氣味物質的成分大多都是低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮 類、醛類以及脂肪 族的、芳香族的、雜環(huán)的氮或硫化物，帶有活性基團的這些物質 被液相吸收后， 特別易被生物氧化， 當活性基團被氧化后， 惡臭氣味就消失了。 臭氣經不同種類 的微生物分解后，產物不一樣。如含氮的臭氣，經微生物的氨化作 用后，分解為HN又通過亞硝化細菌、硝化細菌的作用，進一步氧化為穩(wěn)定的硝酸態(tài)化合物；而含硫的臭氣經微生

3、物分解后產生 HS, H2S可以被硫化細菌氧化為硫酸。 生物除臭 工藝就是基于這一原理，所以該方法要求被去除的臭味物質有好的水溶性。微生物除臭過程分為三個步驟：(1)臭氣同水接觸并溶解到水中，臭氣的有機物質由氣相轉移到液相(或固體表面液膜)中;(2)溶于水中的臭氣通過微生物的細胞壁和細胞膜被微生物吸收，不溶于水的臭氣先附著在微生物體外，由微生物分泌的細胞外酶分解為可溶性物質，再 滲入細胞。在液相(或固體表面液膜)中的臭氣成分被微生物吸附、吸收，惡臭 成分 從水中轉移至微生物內；(3)進入微生物細胞的惡臭成分作為營養(yǎng)物質被微生物所氧化分解和同化 合成，產生的代謝產物一部分溶入液相，一部分作為細胞

4、物質或細胞代謝能源， 還 有一部分(如CQ則析出到空氣中。臭氣通過上述過程不斷減少，從而使污染物得以去除，得到凈化。生物除臭的特點(1)生物脫臭法可避免或減少二次污染。一般將硫系、碳系、氮系等各種 惡臭成分，以及苯酚、鼠等有毒成分氧化和分解成CQ HQHNQ SQ等物質。生物處理的產物是微生物，很容易處理。(2)生物除臭投資少，能耗低，運行費用低。生物除臭是以惡臭成分作為 生物體內的能源，只要使微生物與惡臭成分相接觸，完成氧化和分解過程，不需 投 加額外的化學品；消耗的動力只是污染氣體進入處理系統(tǒng)時所耗的能量(正壓送風或負壓引風)。與物理化學法相比，不僅可省能源和資源，而且處理成本也比較低廉。

5、(3)生物脫臭法的脫臭效率高。只要控制適當?shù)呢摵蓷l件與氣接觸條件， 就能達到極高的脫臭效率，對于一般的空氣污染物去除效率超過90%(4)生物脫臭裝置較為簡單，只需設置諸如生物過濾器、布氣系統(tǒng)、氣體 收集器等裝置。第2章 生物除臭技術的主要類型土壤處理法原理 歡迎下載土壤法是較早出現(xiàn)的凈化惡臭氣體的方法之一，利用土壤中存在的土壤膠粒 吸附難降解和難溶性惡臭成分，利用土壤中棲息的種類繁多的細菌、放線菌、霉 菌、原生動物、藻類等微生物吸收降解臭氣物質，從而消除和降低臭氣的方法。該法是將臭氣以緩慢的速度將通人 46? 60cm深度的土壤后，在土壤介質中擴散，向上穿過土壤介質，臭氣成分首先被土壤顆粒吸附

6、或溶解于土壤水溶液中，然后在土壤微生物的作用下將其氧化分解轉化達到消除臭氣的目的。影響因素(1)廢氣濃度降解速率與濃度成正比，但超過一定濃度，降解速率與濃度無關。(2)環(huán)境因素如溫度、濕度、pH值應控制適當，不應過高或過低，一般溫度為 5? 30C、濕 度為50%? 70% pH值為7? &t壤處理系統(tǒng)使用一年后會發(fā)生酸化，需加入 石灰石調 整pH值。(3) 土壤所用的土壤要求具有質地疏松、富含有機質、通氣性和保水性能強等特點， 符合這些條件的土壤主要有火山灰土和腐殖質土(如森林表層土)。在無法得到上述土壤的情況下，也可以利用一些肥沃的表層土壤與一些有機材料等按一定比例進行人工配制。另外，對于

7、土壤層的厚度也有要求，土壤層越厚，其中的微生物量越多，因 此，除臭效果越好，但隨著土壤層厚度的增加，系統(tǒng)的壓降一般會增加，從而影 響 去除效果?？刂茀?shù)土壤法通常采用床形過濾器，由送風機將臭氣 風量0.1? Im3/ (mb min)送入 土壤槽下部的主通風道，然后由支通風道分散到土壤槽底部的各部分，由支通風道出來的臭氣通過較大石塊的空隙依次進人砂層(或碎石層)和土壤層，并逐漸擴散開來被土壤顆粒吸附，最終被土壤中微生物分解轉化。氣體由擴散層進人土壤層。土壤除臭裝置中，土壤層厚度一般為0.5? 1.0m,設計除臭能為一般 以通人空氣中的惡臭物質(例如NH等)平均濃度在200mg/L以下為宜。土壤

8、下 部通氣靜止壓 力最好在2000? 3500Pa,如果通風速度過高就會引起土壤顆粒發(fā)生震動而導致土壤壓實，致通氣阻力增加并降低除臭效果。通人的惡臭物質如果歡迎下載3超過了土壤微物每日能作用的量，除臭效果就會降低。另外，長時間通人高溫汽體不僅會快速降低土壤水分、破壞土壤結構，而且會使土壤微生物失活或死亡。因此，通人的空氣溫度不能超過 40C。特點土壤處理法的優(yōu)點是設備簡單，運轉費用低，維護管理方便，在土壤上還可 以 種植花草進行綠化，也不依賴土地的實際形狀，土壤高吸附能力可以適應較大的惡臭負荷變動。但處理氣量較大時的占地面積大，但土壤濾層使用一段時間后會板結，阻力會逐漸增大，需定期翻新或更換土

9、壤?；钚晕勰嗥貧夥ㄔ砘钚晕勰嗥貧饷摮舴ㄊ侨毡靖Ｉ降热嗽?80年代初最先開發(fā)成功的。該方法 是將 惡臭物質以曝氣形式分散到活性污泥的混合液體底部，臭氣溶解于混合液中，通過懸浮的微生物降解惡臭物質。這與廢水的活性污泥法處理過程極為相似，只是用臭氣像空氣一樣注入活性污泥中。影響因素與控制參數(shù)一般活性污泥濃度控制在 5000- 10000mg/L為宜，臭氣的送入速度以20nVh以 下為好，該方法適用于各種不同極限負荷范圍內的惡臭氣體。效果很好，其去除效率均可高達99 7中上。影響惡臭氣體去除率的主要因素有曝氣水深、曝氣強 度、 污泥濃度、酸堿度以及營養(yǎng)物質的投放等。特點活性污泥曝氣脫臭法不需要新的除

10、臭裝置，可以和污水處理場的活性污泥曝氣池并用，所以該法既經濟又節(jié)省能源。但是，該法必須控制空氣與污水的體積比，使其不能對活性污泥不利。該法適用于臭氣濃度低、氧氣濃度高的氣體。生物濾池法原理生物濾池法是在土壤過濾法的基礎上發(fā)展而來的。收集的臭氣先經過加濕處歡迎下載 理，再通過長滿微生物的、濕潤多孔的生物濾層，臭氣物質被填料吸收，然后被 生物分解成二氧化碳和其他無機物，從而達到除臭目的。生物濾池的技術特點是體系中的微生物是固定附著在填料上面，而且所用填料可以為微生物提供足夠的養(yǎng)分，無需另外添加營降物質，填料的使用壽命視種類一般為3? 5年。生物濾池填料層的厚度一般約 1.0? 2.0m,可以為單級

11、或多 級，面積 視處理氣體量和處理效果而定。常用的填料本身含有大量各種微生物及其所需無機營養(yǎng)成分，因此不需外加營養(yǎng)物。但由于在運行過程中填料本身為附著于其上的微生物提供一定的養(yǎng)分，能被微生降解，因此存在運行一定時間后因填料降解而導致的透氣性、去除效果變差等問題，應注意觀察填料的變化。采用有機填料可獲得較土壤法為多的微生物量，故其處理效果和負荷均比土壤法好，占地面積也小了很多。加濕裝置圖1生物濾池裝置示意圖影響因素與控制參數(shù)(1)廢氣中污染物質的種類及含量廢氣中的污染物應為可以微生物利用和降解的有機或無機物質，而且不含有對微生物生長抑制作用的有毒物質。對于生物過濾池，廢氣中的污染物含量宜過高，若

12、含量過高將會使微生物大量繁殖，從而導致填料的空率大大降低，最終影 響除臭效果和使用壽命。使用生物濾池時，適宜的有機物質量濃度為1000mg/m以下，不應高于3000? 5000mg/m另外，廢氣中的化合物應是溶于水和可生物降解的，廢氣中不含大量對微生物有毒的物質及大量的灰塵、油脂等。(2)濕度歡迎下載在生物過濾池中，填料層的均衡潤濕性制約著生物濾池的透氣性和處理效果。若潤濕效果不夠，生物過濾池中的填料會變干并生成裂紋，嚴重影響廢氣通過填料層的均勻性，導致除臭效果變差；但是過分濕潤會形成高氣動阻力的無氧 區(qū)，從而會減少廢氣中污染物與填料層的接觸時間，并生成帶有氣味的揮發(fā)物。因此廢氣在進入生物濾池

13、之前須先經過潤濕，一般進氣的濕度應大于95雙保證填料具有一定的持水率。(3)溫度和pH值每種微生物均有一合適的生長溫度和 pH值，因此，溫度和pH值是影響微生 物 生長的關鍵因素。廢氣生物凈化的中溫是 20? 37C,高溫是50? 65C,在此 范圍內生 物過濾池都可正常運行。一般溫度為 5C? 65Co在廢氣生物凈化過程 中，含氯有機 物、NH HS的氧化分解會導致凈化環(huán)境中的 pH下降，它將影響 微生物的生化作 用，可通過在生物濾池的填料上噴灑 pH值緩沖劑來穩(wěn)定pH值。4、填料生物濾池所選用的填料特性也是影響其處理效果的關鍵因素。填料的選擇不僅要考慮到比表面積、機械強度、化學穩(wěn)定性及價格

14、等方面，還要考慮持水性的問題。特點生物濾池具有設備少、降作簡單、不需外加營養(yǎng)物、投資運行費用低、除臭 效 率高等優(yōu)點。但其缺點是反應條件控制較難、占地面積大，基質濃度高時，生 物量 增長快而易堵塞填料、影響傳質效果。生物滴濾池法原理生物滴濾池其采用營養(yǎng)液輔助的方式可獲得更高的微生物量由池體、生物滴濾床、營養(yǎng)液循環(huán)噴淋系統(tǒng)、參數(shù)控制系統(tǒng)等組成。生物滴濾池的 單位體積填料層內的微生物量較大，其處理臭氣的能力是相應生物濾池的2? 3倍。 TOC o 1-5 h z 而且， 采用無機填料壽命長、空隙率大、氣體通道大、壓降小，還可通過調整循環(huán)營養(yǎng)液的pH值和溫度來控制濾池的工藝條件。生物滴濾床吸收了生物

15、濾池的優(yōu)點。 填料具有較大的空隙率和較強的吸附能力，在生物滴濾床的使用周期中無需更換填料；生物滴濾床技術加大了填料上掛膜菌群的單位數(shù)量，提高了微生物的降解能歡迎下載6力，減少了氣體在生物填料中的停留時間，生物滴濾床的占地面積也可大大減 小。在運行啟動初期，首先要在填料表面掛上生物膜。具體做法如：在循環(huán)液中接種丁經馴化的微生物菌種，微生物利用溶解于液相中的污染物進行代謝繁殖，并附著于填料表面，形成微生物膜。掛膜后，當氣相主體的污染物和氧氣經過傳輸進入微生物膜時，微生物進行好氧呼吸，將污染物分解。生物滴濾池填料層的厚度一般約1.0? 2.0m。與生物濾池不同的是，生物濾 池所 用的填料為無機惰性填

16、料，不能為微生物的生長提供營養(yǎng)作為微生物附著的載體，填料的表面系數(shù)比較低，這就為氣體通過提供了大量的空間，使氣體通過 填料柱時的壓力損失小，同時也避免了由微生物生長和生物膜疏松起的空間堵塞現(xiàn)象。營養(yǎng)液、補充水流水I營養(yǎng)液、補充水流水I廢水圖2生物滴濾池裝置示意圖PH值、營養(yǎng)242PH值、營養(yǎng)影響生物滴濾池除臭效果的因素主要有：填料、溫度、濕度、物質以及操作方式等243特點生物滴濾吃吸收了生物濾池的優(yōu)點，填料由不易腐爛，有利于微生物的生長和掛膜的人工填料構成。填料具有較大的空隙率和較強的吸附能力，在生物滴濾 池的使用周期中無需更換填料；生物滴濾池技術加大了填料上掛膜菌群的單位數(shù)量，提高了微生物的

17、降解能力，減少了氣體在生物填料中的停留時間，生物滴濾 池的占地面積也可大大減小。但其缺點是需外加營養(yǎng)物，運行成本較生物濾池高等。歡迎下載第3章生物除臭的主要參數(shù)3.1菌種惡臭物質的生物降解取決于生物菌種的優(yōu)劣，可見菌種的篩選、微生物的掛膜與馴化是生物除臭的核心技術。一個完善的生物除臭系統(tǒng)，必須包括一套完善的微生物培養(yǎng)方法，能短時間內培養(yǎng)出高效的脫臭菌群，使不同的菌種能互相搭配，保證生物處理的質量和效率。微生物適宜的環(huán)境不盡相同，通過人工操作，給微生物提供不同的環(huán)境，培 育 出有針對性的生物菌群，充分發(fā)揮各自的功效。例如，生物滴濾床技術可針對惡臭氣體的具體成份及種類，先期篩選出高效的脫臭菌，除臭

18、設備在出廠前可對 填料進 行預掛膜，并在現(xiàn)場實際運行的模式下進行二次馴化，以增強微生物對污染物的降解能力。3.2填料3.2.1填料選擇填料材料的選擇主要因素是適合細菌和其它微生物的生長以及通氣阻力小。對于生物反應池而言，良好的填料會給微生物提供良好的生存環(huán)境。在選擇 填 料時，一般需符合以下幾個條件：1、填料首先應具有較好的表面性質，適合于微 生物的生長，如表面正電荷性質的填料利于微生物的附著；2、填料必須有較大的比表面積，以盡可能大地提供微生物的附著面積，提歡迎下載高微生物持有量，從而盡可能地提高單位體積的有機污染物降解量; TOC o 1-5 h z 填料必須具備一定的空隙率，以防止濾床中

19、微生物的快速增長而引起填料堵塞和壓降升高，進而引起短流，降低填料的利用率和提高出氣口污染物的濃度；填料若具有一定的持水性，可保持生物滴濾池在間斷運行后微生物生存所需的液體環(huán)境，使微生物的生物降解能力在重新啟動后能較快地恢復；填料必須具備一定的結構強度和防腐蝕能力。3.2.2常見填料的類型和特點 322.1有機填料有機填料在生物濾池多年的應用實踐中已被證明為一種有效的天然生物載體，但也存在一定的缺陷，例如：填料處理效果隨運行時間的增加而逐漸下降。由于微生物對填料進行不斷降解，填料的粒徑隨之減小，導致濾床阻力升高。這導致空氣在濾床中停留時間縮短，影響了臭氣處理效果。填料需要定期更換。填料老化導致濾

20、床板結現(xiàn)象。這些現(xiàn)象發(fā)展到一定程度，就需要對填料進行更換。當高分子有機物和有機填料濾池對不同污染物組分的處理效果差異明顯。當高分子有機物和難溶于水的化合物含量較高時，濾池的處理效果顯著下降。這主要是由污染物從氣相轉移至液相的效率降低和生物氧化能力不足造成的。常用的有機填料種類有：含微生物量較高的木屑，富含纖維質物質，質地疏松、通氣性好和非常睡合于微生物生長和繁殖的泥炭土（或草甸土），以及透氣 性 好、吸附性強、持水性適中的鋸末、樹皮、樹葉、干草、谷殼、木渣和貝殼等 組成 的單一填料或混合填料。3.2.2.2無機填料無機填料不會產生分解老化的問題，其無機結構可保證物理狀態(tài)的穩(wěn)定性，從而長期維持較

21、低的濾床壓降，風機的風壓也不需要很高。無機填料的質量在生產過程中可以得到有效控制，從而使得添加特殊配方成分成為可能。經特殊加工而成的無機填料能夠提高生物濾池的運行效率和穩(wěn)定性，保證長期的處理效果。具有以下優(yōu)點：節(jié)省運行費用。由于無機填料堅固耐用，濾池板結和含水率變化造成的填歡迎下載 TOC o 1-5 h z 料體積波動現(xiàn)象不再發(fā)生。同時填料不需要頻繁更換，填料的使用壽命保守估計為15? 20 年。運行穩(wěn)定。在整個研究過程中，填料對于臭氣的處理效果和濾池的能耗都未發(fā)生改變。常用的無機填料有：絲網(wǎng)、ACO眇渣、浮藻石、鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、鋼環(huán)、 陶 粒、沸石、瓷環(huán)、輕質陶面空心塑料小球、塑料填料、顆

22、?；钚蕴?、碳素纖維等。323填料的厚度濾池填料的堆放高度取決于所要求的停留時間和表面負荷。生物濾池和生物滴濾池的填料層的厚度一般約1.0 ? 2.0m布氣系統(tǒng)布氣系統(tǒng)的好壞直接影響到生物填料的利用率和氣體在填料中的停留時間。氣體進口裝置的設計，應能防止淋下的液體進入管內，同時還要使氣體分散均勻。氣體的入塔速度一般為0.1 ? 1.0m/s ,可配以盤管，有利于氣流均勻分布， 大型 塔中用配有導流板的環(huán)形分布器。停留時間的長短直接影響脫臭效果，速度過快或過慢，脫臭效果都不好，不 能充分發(fā)揮裝置的脫臭性能。濕度控制1、各種生物除臭方法的濕度控制：(1 )土壤處理法的處理土壤濕度應控制在50? 70%(2)在含污染物的氣體進入生物濾池之前，首先進入調節(jié)器進行潤濕，控 制進氣口相對濕度大于98%(3)在生物滴濾池內，散水