程 辉

(杭州绿然环保集团有限公司，浙江 杭州 311100)

1 引言

恶臭气体的产生，不仅影响生态环境，也会危害人体健康[1]。目前，恶臭处理方法常见如氧化法、燃烧法、吸附法、中和法等，而生物除臭技术的应用，具有成本低、效果好、操作方便、环境友好等特点，在除臭领域发展迅猛。为了适应新形势下的环保需求，生物除臭期间，应该进一步提高去除效率、研发新型填料、培养优势菌种。以下结合工作实践，探讨钙基复合填料的应用。

2 生物除臭技术应用概述

2.1 工艺流程

生物除臭的工艺流程可以分为三步：第一步，废气中的毒害、恶臭污染物和水接触，相溶后成为液相分子或离子，完成物理形态的转化。第二步，加入特定菌种，微生物能吸收恶臭成分，此时恶臭物质从水中转移到微生物体内。第三步，恶臭物质在微生物细胞酶的催化作用下，可以实现氧化分解，生成CO2、H2O等无机物；同时微生物代谢产生新的细胞。

2.2 技术特点

分析生物除臭技术的特点如下：①除臭过程清洁、环保，不会产生二次污染，可对多种污染物同时处理；②处理时间短，一般5～10 s即可完成净化，除臭效率达到95%以上[2]；③抗冲击能力强，当废气浓度在3～150×10-6之间波动时，不会影响正常的除臭过程；④生物菌种的类型多，不仅接种时间短，而且运行费用低，除臭期间不会使用其他药剂；⑤复合滤料的透气性好，不容易发生板结，因此使用寿命长；⑥PLC技术、夹层保温材料的应用，不仅实现了除臭的自动化，而且能在低温天气下运行。

2.3 适用范围

结合生物除臭的工艺流程和技术特点，适用范围包括：一是城市污水站，用来处理泵站臭气、污泥臭气；二是垃圾处理厂，处理收集站臭气、分选车间臭气；三是工业生产企业，例如涂料厂、橡胶厂、食品饮料厂、制药厂、饲料加工厂等。

3 生物除臭效果的影响因素

生物除臭效果，会受到生物滤床的气流流场、当地气候条件影响，此外，还和以下几个因素密切有关。

3.1 温度

结合实践，生物除臭系统应用时，一般将温度控制在20～40 ℃之间，其中35 ℃是好氧微生物的最佳生长温度。除臭过程中，随着温度升高，扩散、生化反应速度均会加快，可改善除臭效果；温度越低，会削弱生物活性，除臭效果变差。

3.2 pH值

相关研究显示[3]，用于降解气相硫化物的微生物主要分为两种：一是化能自养型微生物，二是甲基乙养型微生物。这些微生物的使用，可将硫化物氧化成CO2，其中后者会促使环境呈现为酸性。但是，微生物适宜生存在pH值为中性的环境中，酸性会降低生物的代谢效率。此外，二甲基硫代谢酶在酸性条件下，其自身性能不稳定，也会影响除臭效果。

3.3 填料类型

在生物除氧工艺中，填料是一个关键因素，相同工艺下，选用不同的填料类型，会产生不同的除臭效果。分析原因在于，不同填料的理化性质、生长速度、挂膜程度均不同。优良填料的比表面积大、保水性好，其理化性质稳定，不仅方便挂膜，还能为微生物提供营养物质，因此除臭效果好。

3.4 填料含水率

生物滤池运行期间，运行参数的设置必须考虑到填料的含水率指标。在微生物的生长、代谢过程中，水分均是一个重要因素，填料保持合理的含水率，可以增强自身的缓冲能力，充分发挥出除臭作用。

4 钙基复合填料在生物除臭中的应用

4.1 填料特点

钙基复合填料的主要成分是碳酸钙CaCO3，分为两种类型：一是重质碳酸钙，使用白云石、贝壳、方解石、石灰石、大理石等为原料，经粉碎风选处理，得到一定细度；二是轻质碳酸钙，其粒径一般在0.5～6.0 μm，采用化学沉淀法获得。在生物除臭领域，使用的钙基复合填料是重质碳酸钙。

4.2 除臭原理

一些常见的恶臭污染物，微生物转化的产物如下：①硫化氢：H2S+O2→H2SO4；②甲硫醇：2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O；③三甲胺：2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O；④氨：NH3+2O2→HNO3+H2O。恶臭成分在降解时会产生酸性物质，如果除臭过程中没有清除这些酸性物质，就会降低微生物的活性，继而影响除臭效率。为了提高系统pH值，可使用钙基复合填料中和酸性，填料中的CaCO3和水接触后会缓慢释放，形成缓冲体系[4]。如果恶臭污染物的浓度较大，此时CaCO3可以中和酸性，将pH值控制在合适范围内，从而提高微生物的活性，最终获得良好的除臭效果。

4.3 方案设计

4.3.1 搭建平台

生物除臭性能测试平台，是由生物滤池、循环水泵、离心风机、自动补水阀、自动排水阀、PLC系统组成。其中，生物滤池的长、宽、高为1.5 m、1.0 m、1.0 m，填料的装填体积为1.5 m3，填料体积负荷设计值为150 m3/h，设计处理量为225 m3/h，设计排出量为200 L/d。调节管路阀门的开启程度，即可调整风量、喷淋量；设定排水时间、频率，即可调整排水量。

4.3.2 臭气取样

对臭气进行取样，可以使用DN100管道，和目标工厂的臭气排风管道相连接。

4.3.3 检测方法

检测H2S的浓度，采用亚甲蓝分光光度法；检测NH3的浓度，采用纳米试剂分光光度法；检测pH值，采用精密试纸；测定风量，采用涡轮流量计；测定喷淋量，采用玻璃转子流量计[5]。

4.3.4 接种驯化

利用好氧曝气池中的活性污泥进行接种驯化，操作如下：首先将活性污泥混合液，喷淋在填料床表面，流过填料床会在塔底水箱聚集；然后开启风机、喷淋循环泵，调整至设计的运行参数；最后活性污泥混合液在喷淋循环中，即可完成挂膜。

4.3.5 数据分析

该平台使用期间，应该对各项数进行监测，保证运行工况的稳定性。采集数据时，周期设置为45 d，每日采样1次。分析进口、出口的H2S和NH3浓度变化、pH值变化，评价除臭效果。

4.4 案例分析

以某城市的污水处理厂为例，采用生物除臭技术对恶臭进行处理，按照设计方案开展除臭工作。分析可知：①该除臭系统运行后，前10 d的H2S、NH3浓度降低明显，说明水对H2S、NH3的吸收能力较强。②从第20 d开始，H2S出口浓度维持在0.4 mg/m3以下，其去除效率达到98%以上；③从第15 d开始，NH3出口浓度维持在1.0 mg/m3以下，其去除效率达到85%以上；④参考该城市的《恶臭污染物排放标准》，处理后的H2S、NH3浓度均满足排放限值。

而在pH值变化上，精密试纸测定结果显示，在45 d的除臭周期内，循环液的pH值均在7.0左右，能提高微生物的活性，没有对除臭结果造成影响。

5 结语

在污染物治理工作中，生物除臭是一种新型的技术方案，具有诸多应用优势。分析可知，影响生物除臭效果的因素，主要包括温度、pH值、填料类型、填料含水率等。文中以钙基复合填料为核心，搭建生物除臭性能测试平台，结合实例分析了生物除臭效果。结果显示，处理后的H2S、NH3浓度均满足排放限值，且pH值稳定在7.0左右，系统运行稳定、除臭效率高，值得推广。