城市污水处理厂恶臭气体的生物处理方法

 　摘 要：城市污水处理厂城主要的臭气源是进水和污泥处理部分，即进水格栅、曝气沉砂池、生化池、污泥浓缩池以及最终贮泥池等工序。国内外治理臭气所采用的方法主要有吸附法、吸收法、焚烧、化学氧化和催化燃烧等，然而这些传统的物理化学法存在设备复杂、工艺过程繁琐、能耗高、二次污染后再生困难等问题。生物法具有处理效率高、环境友好、能耗低、运行费用低廉等优点，已广泛应用于恶臭污染问题的解决。 

　　关键词：城市污水处理厂；臭气；治理；生物法 

　　中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）23-64-02 

　　恶臭物质是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质，恶臭（offensive odor）即难闻的臭味。恶臭可对人体产生嗅觉伤害，是引起呕吐、导致疾病的公害之一。城市污水处理厂在污水收集、运输、处理过程中以及浓缩污泥的处理过程中，都有恶臭气体产生，其中H2S和NH3是臭味的主要组成成分。 

　　1 恶臭气体的治理方法 

　　从宏观上可以将恶臭治理分为两类：一类是源头控制，指的是将生产工艺进行改良和完善，主要通过添加恶臭抑制剂等途径实现；另外一类是末端净化，指的是将臭气收集并采用物理法、化学法、生物法及等离子法进行处理。表1总结了主要的恶臭治理方法。 

　　2 城市污水厂处理恶臭气体的生物除臭技术 

　　生物除臭技术是指在适宜的环境条件下，利用微生物的生理代谢降解恶臭物质，达到去除臭味的方法。生物法净化恶臭气体的机理最初是由荷兰学者Ottengraf提出的[1]，即“吸收-生物膜”理论。该理论认为生物法处理废气一般经过3个步骤：（1）废气中的污染物由气膜扩散进入液膜；（2）溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，并被其中的微生物吸附、吸收；（3）进入微生物细胞的污染物在微生物体内的代谢过程中作为营养物质和能源分解、利用，将污染物去除。 

　　2.1 生物过滤法 生物过滤法除臭是将恶臭气体增湿后输送到生物滤池，臭气附着在填料层的生物膜上，被微生物吸附、吸收，经过不同的生理代谢途径被分解为简单的无机物，以达到净化的目的。 

　　2.2 生物滴滤法 生物滴滤法除臭是将废气吹入生物滴滤池，当湿润的废气通过附有生物膜的填料层时，气体中的恶臭物质被充满营养物质的循环液和填料表面的微生物所吸附、吸收、降解，并最终分解成CO2、H2O等简单无害的无机物，消除致臭成分，净化后向大气排放。 

　　2.3 生物洗涤法 生物洗涤塔是由吸收塔和再生池两部分组成。在吸收塔内，循环营养液由塔顶喷淋而下，与底部进入的恶臭气体逆流接触，使臭气组分由气相转入液相，进入再生池；再生池内有悬浮生长的活性污泥，以及维持其生长的营养物质，恶臭物质在再生池内得以降解。 

　　3 生物法处理臭气的微生物种类 

　　目前国内的生物脱臭处理大多采用的是活性污泥直接挂膜驯化，生物滴滤池内的脱臭微生物是经驯化而筛选得到的复合菌群。但是，活性污泥中微生物种类复杂，可能存在一些能适应环境但是不具有除臭作用的微生物。这些微生物占据填料的空间，可能会影响系统的处理效果。而且采用活性污泥驯化时间比较长，往往需要14～180d才可以投入使用[2]。为了提高生物处理效率，国内外研究者进行了高效脱臭微生物的筛选和培养工作。实验研究结果表明，高效脱臭微生物在脱臭过程中，驯化期缩短，可以直接投入运行，保持稳定的处理效果。 

　　刘波[3]等把氧化硫硫杆菌（T.thioxidans）、排硫硫杆菌（T.thioparus）组成的自养菌群和黄单胞菌（Xanthomonas）为主的异养菌群分别接种在2个生物滴滤反应器中，依次串联净化处理H2S和甲硫醇混合臭气，一级反应器的复合自养菌在酸性环境下对进气负荷为7～8g/（m3・h）的H2S平均去除率可达94%，且不受混合气体中甲硫醇含量的影响。二级反应器适于中性环境，甲硫醇进气负荷为4～5g/（m3・h）的情况下，去除率达到83%。 

　　郑连英[4]等从土壤中筛选出以甲苯为唯一碳源的高效降解甲苯的假单胞菌Pseudomonas sp.ZD5，并研究了温度10～50℃、入口甲苯浓度为1 000～4 500mg/m3，气流量为0.3～0.7m3/h、相对湿度为50%～80%等因素对甲苯降解率的影响。 

　　Xue[5]等将亚硝化细菌（ammonia-oxidizing bacteria）和硝化细菌（nitrite-oxidizing bacteria）接种在生物滴滤反应器中，与没有生物膜的阶段和以活性污泥挂膜的阶段相比，NH3的去除率分别提高59.9%和15.0%。 

　　杨义飞、姜安玺等[6]将分离得到的异养菌黄单胞菌H10接种到生物滴滤池中，对H2S进行脱臭实验研究，试验结果表明：该菌具有较高的H2S去除能力，当H2S进气浓度不大于1 170mg/m3时，出气中不会检测到H2S的存在，H2S的最大容积负荷为2.897gH2S・L-1（填料）・d-1，同时对H2S的降解并没有表现出延迟期，这意味着使用该菌挂膜进行H2S的脱臭具有很好的应用前景。 

　　4 结束语 

　　生物法治理污染空气始于20世纪50年代，最初是用土壤来治理生活污水厂散发的恶臭气体。由于生物法治理废气具有经济、高效和环保的优点，目前已经得到广泛应用，并开展了大量有关工艺、填料及影响处理效率的各种元素（如温度、pH、营养物质等）等方面的应用研究。处理系统中微生物的生长受到各种环境因素的影响，只有深入了解微生物的种群结构以及微生物与环境因素的相互作用关系，才能通过调整运行参数和改进工艺，控制微生物的适度生长，并保持相对的稳定，从而提高生物法治理恶臭气体的效率和性能。 

　　参考文献 

　　[1]Ottengraf S P P，van Den Oever A H C.Kinetics of organic compound removal from waste gases with a biological filter[J].Biotechnology and Bioengineering，1983，25：3 089-3 102. 

　　[2]Cho Kyeoung-Suk.Enhanced removal efficiency of malodorous gases in a pilot-scale peat biofiter inculated with Thiopacillus DW44[J].Journal of Fermentation and Bioengineering，1992，73（1）：46-50. 

　　[3]刘波，姜安玺.两级滴滤去除硫化氢和甲硫醇混合恶臭气体[J].中国环境科学，2003，23（6）：618-621. 

　　[4]郑连英，邓献存.生物法降解低浓度含甲苯废气的研究[J].环境污染与防治，2002，24（5）：277-278.