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隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加速，其規模也日益擴大，就造成了可利用土地不斷減少，并導致城市污水廠(chǎng)的位置越來(lái)越靠近居民生活區。近年來(lái)，各種除臭技術(shù)也都相繼在研發(fā)、應用、進(jìn)展當中，而生物除臭作為一種新型綠色環(huán)保技術(shù)以其經(jīng)濟，實(shí)效，操作性強的優(yōu)點(diǎn)而得到大力推廣。文章簡(jiǎn)要介紹利用生物膜技術(shù)脫除污水處理廠(chǎng)等臭氣的研究進(jìn)展。

　　一、污水處理廠(chǎng)氣味的特征與危害

　　惡臭物質(zhì)是指能引起嗅覺(jué)器官多種多樣臭感的物質(zhì)。在污水處理工藝過(guò)程中產(chǎn)生的氣味物質(zhì)主要由碳、氮和硫元素組成。只有少數的氣味物質(zhì)是無(wú)機化合物，例如：氨、膦和硫化氫;大多數氣味物質(zhì)是有機物，比如低分子脂肪酸、胺類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、醚類(lèi)、鹵代烴以及脂肪族的、芳香族的、雜環(huán)的氮或硫化物。值得注意的是，這些物質(zhì)都帶有活性基團，容易發(fā)生化學(xué)反應，特別是被氧化。當活性基團被氧化后，氣味就消失，生物除臭工藝就是基于這一原理。

　　城市污水中產(chǎn)生的惡臭分布廣，影響大，對人體主要有呼吸系統、循環(huán)系統、消化系統、內分泌系統、神經(jīng)系統、精神狀態(tài)等幾個(gè)方面危害。

　　二、生物除臭的基本原理

　　生物處理臭氣的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，通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)使其降解的一種過(guò)程。被作用物最終被微生物分解為無(wú)機酸，形成不利于腐敗微生物生活的酸性環(huán)境，并從根本上降解分解時(shí)產(chǎn)生惡臭氣體的物質(zhì)。

　　微生物除臭可分為三個(gè)過(guò)程：

1.惡臭氣體的溶解過(guò)程，即由氣相轉移到液相;

2.水溶液中惡臭成分被微生物吸收，即溶于水中的臭氣通過(guò)微生物的細胞壁和細胞膜被微生物吸收，而不溶于水的臭氣先附著(zhù)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(zhì)，再滲入細胞;

3.進(jìn)入微生物細胞的惡臭成分作為營(yíng)養物質(zhì)為微生物所分解、利用，使污染物得以去除。

　　三、生物除臭的主要方法

　　根據微生物在除臭作用中的存在形式，處理方法主要分為生物過(guò)濾法和生物吸收法，生物膜除臭技術(shù)正是結合了這兩種方法，可以有效的去除污水處理廠(chǎng)等惡臭物質(zhì)。

1.生物過(guò)濾法

　　生物過(guò)濾法除臭是目前研究最多、工藝最成熟、應用最廣泛的生物除臭方法。該除臭法是在適宜條件下，使收集到的廢氣在通過(guò)長(cháng)滿(mǎn)微生物的填料，臭源物質(zhì)先被填料吸收，然后被其上的微生物氧化分解為二氧化碳和水，由此臭味除去。

　　除臭過(guò)程中，固體載體上生長(cháng)的微生物承擔著(zhù)物質(zhì)轉換的重要任務(wù)，微生物生長(cháng)需要足夠的有機養分，所以固體載體中應含

　　有一定濃度的有機物質(zhì)。同時(shí)，為保持微生物的活性，必須為其創(chuàng )造良好的生存環(huán)境，在操作過(guò)程中，應注意控制溫度、濕度、pH、養份等指標。

2.生物吸收法

　　生物吸收法(也可稱(chēng)為生物洗滌法)多采用活性污泥的方法，先將惡臭成分轉移到水中，然后，再將受污染的水進(jìn)行微生物處理。按氣液接觸方式分為兩種形式：曝氣式和洗滌式。

　　曝氣式與污水處理廠(chǎng)的生物曝氣類(lèi)似，只是用臭氣代替空氣注入活性污泥中，所用的設備通常是曝氣罐，風(fēng)量為0.1～1 mm/s。該方法適用各種不同的惡臭氣體，效果較好，其去除率與污泥的濃度、pH、溶解氧(DO)、曝氣強度有關(guān)。

　　洗滌法是利用微生物、營(yíng)養物和水組成的微生物吸收液來(lái)處理廢氣，此法適合吸收可溶性氣態(tài)物。吸收廢氣的微生物混合液再進(jìn)行好氧處理，去除液體中吸收的污染物，經(jīng)處理后的吸收液可以重復利用。在生物洗滌法中，微生物及其營(yíng)養物配料存在于液體中，氣體中的污染物通過(guò)與懸浮液接觸后轉移到液體中被微生物降解。

　　四、生物膜除臭技術(shù)的在污水處理廠(chǎng)等方面的應用

　　利用升流式厭氧污泥床反應器(UASB)能有效的去除蛋氨酸合成時(shí)甲硫基丙醇的惡臭，經(jīng)兩級串聯(lián)的UASB處理后，其去除率達100%，而且使廢水的惡臭消失。

　　利用改進(jìn)型生物脫臭滴濾塔對硫化氫和氨氣進(jìn)行處理，考察了污水處理廠(chǎng)小試規模的改進(jìn)型生物滴濾塔對NH3和H2S的脫臭效能及兩者的相互影響，試驗結果表明，該裝置對H2S 和NH3去除效果較好，在循環(huán)液噴淋量為10L/s，氣體流量為400L/s 的情況下，H2S容積負荷為68.2g/(m·h)時(shí)，去除率為99.2%;NH3容積負荷為10.53 g/(m·h)時(shí)，去除率達到99.5%。而H2S和NH3之間的相互作用對兩者的去除效果沒(méi)有明顯的影響。同樣，高質(zhì)量濃度NH3對H2S 去除無(wú)影響，甚至高質(zhì)量濃度H2S對NH3去除也無(wú)影響。

　　利用生物膜法處理惡臭氣體H2S，他們采用PVC彈性立體填料進(jìn)行了好氧生物法脫硫的研究，結果表明：生物掛膜速度快，馴化時(shí)問(wèn)短，抗沖擊自荷能力較強，在空速為100～200h-1，噴淋水量為1000～1500 L/(m·h)，H2S質(zhì)量濃度<1200mg/m時(shí)，脫硫率達90%以上。

　　針對污水處理場(chǎng)廢氣進(jìn)行的生物濾池工藝開(kāi)發(fā)、生物脫臭填料開(kāi)發(fā)、H2S和NH3的處理效率以及工業(yè)化應用等。監測結果表明：開(kāi)發(fā)的生物脫臭技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉、無(wú)二次污染、處理效率高等特點(diǎn)，其中H2S處理效率最高可達到99%以上，NH3的處理效率可達到86%以上。

　　利用生物滴濾池中生物膜凈化低濃度大 風(fēng)量惡臭氣體，他們采用內裝塑料片、塑料絲、海綿塊的中空魚(yú)網(wǎng)狀塑料球為填料的生物滴濾池，對某垃圾壓縮站產(chǎn)生的低濃度大風(fēng)量的含氨臭氣進(jìn)行了近1年的連續脫臭試驗。研究了有關(guān)的凈化效果與生物膜特性，在進(jìn)口氨氣濃度0.8～1.5mg/m3，風(fēng)量8000m3/h，停留時(shí)間2.5s，氨氣去除率為90%以上，達到國家一級排放水平。系統添加營(yíng)養液時(shí)凈化效果從75%提高到90%。

　　利用生物滴濾器處理味精廠(chǎng)揮發(fā)性惡臭的廢氣，報道了采用以沸石為填料的生物滴濾器凈化處理味精廠(chǎng)內揮發(fā)性惡臭廢氣的試驗結果。在一定的試驗條件下，當高強度惡臭廢氣的進(jìn)氣量<3m3/h時(shí)，系統除臭效果顯著(zhù)，此外，研究表明，在凈化氨氮臭氣取得良好效果的生物膜基礎之上，加入特定菌液能較快地培養出適宜處理味精廠(chǎng)內惡臭廢氣的微生物種群，且能獲得滿(mǎn)意的凈化效果。

　　采用生物滴濾塔進(jìn)行了惡臭氣體惡臭成分脫除試驗，探討了填料層高度、營(yíng)養液噴淋量和停留時(shí)間對惡臭成分的脫除影響。結果表明，優(yōu)化工藝條件為：填料層高度500mm，噴淋量為20L/h，停留時(shí)間40s。并在此

　　條件下進(jìn)行了連續運行試驗，取得了良好效果。

　　五、生物除臭新技術(shù)

1.研制新的填充材料

　　生物除臭法裝置中的充填材料最初都是采用一些天然材料或經(jīng)適當加工處理后的天然材料如土壤、泥炭土、沸石、鋸末等。

　　盡管這些材料具有價(jià)格便宜、材料易得等優(yōu)點(diǎn)，但是大都存在著(zhù)占地面積大、保水性不強、pH緩沖性能小、不適于微生物大量著(zhù)生和不宜商品化等缺點(diǎn)。為了克服上述缺點(diǎn)，許多研究人員努力開(kāi)發(fā)那些適宜微生物大量著(zhù)生、吸附性強、保水性強、自身不易分解等兼具各種優(yōu)點(diǎn)的特殊材料。至目前為止已相繼開(kāi)發(fā)出了多種新材料，如利用天然沸石與活性炭進(jìn)行特殊加工合成的材料、多孔質(zhì)金屬氧化物、泥炭纖維與塑料進(jìn)行特殊加工合成的材料、PVA顆粒等特殊材料，這些新材料的開(kāi)發(fā)成功，大大促進(jìn)了除臭裝置的商品化，同時(shí)也促使人們去開(kāi)發(fā)更加新型的材料。

2.篩選高效除臭菌

　　微生物除臭法中最主要的作用是除臭微生物，篩選高效除臭菌不僅可以達到使惡臭物質(zhì)分解速率提高的目的，同時(shí)也可使難生化降解的物質(zhì)得到有效地去除。目前這方面的研究大多采用馴化的城市污水處理廠(chǎng)活性污泥進(jìn)行處理。由于大多情況下由臭氣源排放的臭氣往往是一種復合臭氣，即多種臭氣的混合物，單一微生物很難將臭氣全部除去，因此將這些微生物進(jìn)行分離、培養后進(jìn)行研究具有較大的科學(xué)意義。

3.微生物菌群除臭劑的研制

　　制備固定化微生物，如海藻酸鈉包埋的固定化微生物對甲硫醇的去除率高達90 %;篩選出對生化性較差的惡臭物質(zhì)具有特殊降解性能的高效廣譜菌;尋找菌株的最佳組合，或存活容易、適應性強及遺傳性穩定的優(yōu)勢菌株，如分解H2S的黃單胞菌DY44等;通過(guò)基因工程改造菌株，把許多降解特性組合在一起，培育超級除臭菌種。

　　六、結束語(yǔ)

　　治理污水廠(chǎng)等方面惡臭的工藝多種多樣，由于地域環(huán)境不同，在設計過(guò)程中，應根據自身的實(shí)際情況選擇合適的除臭工藝系統。由于微生物除臭技術(shù)具有其他方法無(wú)法相比的優(yōu)越性，如工藝簡(jiǎn)單、操作方便、去除效果好等，有著(zhù)廣闊的應用前景。但是，受時(shí)間和技術(shù)方面的影響，因此還有許多需要解決的問(wèn)題，如高效率除臭菌株的分離與篩選;高濃度的惡臭氣體、復雜的混合氣體的處理研究;設備的除臭率與工藝參數之間的關(guān)系等等，以上這些將是今后科研人員的研究重點(diǎn)，這些研究將為我國的微生物除臭技術(shù)實(shí)現更大的突破。