劉寶玉 楊華軍 張欣 王振

（天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司 天津 300381天津凱英科技發(fā)展股份有限公司 天津 300381）

引言

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，大量污染物被排放到大氣中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，影響人們的正常生活和身體健康，投訴率一直居高不下，因此惡臭氣體的治理迫在眉睫。惡臭廢氣的來源比較廣泛，如石油化工、制藥、紡織印染、造紙、食品加工、畜牧養(yǎng)殖和污水處理廠等。與常規(guī)的物理、化學(xué)方法相比，生物處理技術(shù)具有成本低廉、操作簡便、清潔、無二次污染等特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)主要是不使用對環(huán)境有害的化合物，而是利用微生物來降解惡臭化合物，因而應(yīng)用廣泛。本文概述了三種傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)和幾種新型生物處理技術(shù)，闡述了各自的處理特征、使用范圍以及優(yōu)缺點(diǎn)。

1 傳統(tǒng)生物處理技術(shù)[1]

1.1 生物濾池法

通常惡臭氣體先通過預(yù)濕度裝置再進(jìn)入裝有填料的生物濾池，填料通常為土壤、堆肥、木料、泥炭/煤、樹皮或者礦石等。氣體通過液相被附著在填料表面的生物膜中的微生物吸附、吸收，通過生化反應(yīng)分解為無害的小分子物質(zhì)，凈化后的氣體經(jīng)排放口排出。該技術(shù)操作簡便，啟動(dòng)方便、無需額外添加營養(yǎng)物質(zhì)、投資運(yùn)行成本低等。但是填料使用壽命短、易堵塞，反應(yīng)條件控制難，在氣體濃度發(fā)生波動(dòng)時(shí)，適應(yīng)能力差，設(shè)備占地面積大等。生物濾池適合處理流量大，含硫化氫濃度低的廢氣，處理目標(biāo)惡臭化合物的濃度〈1g/m3亨利系數(shù)〈10。

1.2 生物洗滌法

生物洗滌法即活性污泥洗滌裝置法，由洗滌塔和生物反應(yīng)器兩部分組成，洗滌塔內(nèi)填裝惰性填料，負(fù)責(zé)氣體的傳質(zhì)；生物反應(yīng)器是活性污泥處理系統(tǒng)，進(jìn)行生物降解反應(yīng)。惡臭氣體首先從洗滌塔底部進(jìn)入，與填料上的微生物和從塔頂上面噴淋下來的生化反應(yīng)池中的泥水混合物進(jìn)行傳質(zhì)吸附、吸收，其中部分化合物在洗滌塔被降解，大部分化合物隨液相進(jìn)入生化反應(yīng)器，通過活性污泥的代謝作用降解，凈化后的氣體從洗滌塔頂排出。該技術(shù)反應(yīng)條件控制簡單，填料不宜堵塞，壓降低。但是設(shè)備多，需額外添加營養(yǎng)物質(zhì)，投資、運(yùn)維成本高等。該法適合處理流量大、污染物水溶性大的高濃度惡臭氣體的處理，如H2S、NH3等，處理目標(biāo)惡臭化合物的濃度〈5g/m3亨利系數(shù)〈0.01。

1.3 生物滴濾法

生物滴濾法是一種介于生物濾池和生物洗滌之間的惡臭氣體處理方法。首先氣體無需加濕直接從底部進(jìn)入裝滿惰性填料的塔體，循環(huán)水不斷地從填料上方噴灑，廢氣被填料表面的生物膜吸收，進(jìn)而被膜內(nèi)的微生物降解，達(dá)到凈化氣體的目的。所用填料一般是陶粒、珍珠巖、活性炭、聚氨酯和聚乙烯等，填料不含微生物和營養(yǎng)物質(zhì)，只起到微生物載體的作用，需要接種微生物和添加營養(yǎng)物。該法設(shè)備少、微生物生長條件容易調(diào)節(jié)、填料空隙率高、使用壽命長、不宜堵塞等。但需外加營養(yǎng)物質(zhì)，運(yùn)行成本較生物濾池高，啟動(dòng)過程復(fù)雜。適合處理含鹵化物、硫化物和含氮化合物的惡臭氣體，處理目標(biāo)惡臭化合物的濃度〈0.5g/m3亨利系數(shù)〈1。

2 新型生物處理技術(shù)

近年來，針對不同化合物的特征開發(fā)了一些除臭新技術(shù)，膜生物反應(yīng)器、真菌生物反應(yīng)器以及雙液相生物反應(yīng)器可用于疏水性物質(zhì)的去除，針對污染物組分復(fù)雜、負(fù)荷多變的廢氣開發(fā)了細(xì)菌－真菌復(fù)合式生物反應(yīng)器及物化-生物組合反應(yīng)器。

2.1 膜生物反應(yīng)器[2]

膜生物反應(yīng)器是一種新型的用于微生物固定化的廢氣處理技術(shù)。主體是由并聯(lián)的中空纖維膜管構(gòu)成，微生物生長在中空纖維膜管間的液相，并有營養(yǎng)液噴淋，惡臭氣體從管內(nèi)通過時(shí)，通過膜擴(kuò)散到液相，并被微生物降解。該技術(shù)氣液接觸面積大，處理效率高等，但是膜易堵塞，造價(jià)昂貴，長期運(yùn)行不穩(wěn)定等。目前未大規(guī)模應(yīng)用于工程中。

2.2 真菌生物反應(yīng)器[3]

真菌生物反應(yīng)器是利用真菌降解惡臭污染物，真菌適合在濕度低、偏酸性的環(huán)境中生長，其菌絲體增大了與周圍環(huán)境的接觸面積，對于疏水性或水溶性很差的污染物的降解效率高于細(xì)菌。與普通的細(xì)菌生物反應(yīng)器相比，凈化能力強(qiáng)，與底物的接觸面積大，耐低pH，所需營養(yǎng)有限，運(yùn)維費(fèi)用低等。但易堵塞，一些真菌具有潛在的致病性，代謝底物有限等。

2.3 雙液相生物反應(yīng)器

雙液相生物反應(yīng)器是一種可高效去除疏水性、難降解有機(jī)廢氣的新型生物處理裝置，包含水相和非水相，疏水性廢氣進(jìn)入裝置后首先快速溶于非水相中，使氣相中的有機(jī)污染物得到凈化，再通過液液傳質(zhì)擴(kuò)散到水相中，并進(jìn)入生物膜被微生物降解為水和CO2等小分子無機(jī)物或者轉(zhuǎn)為自身的細(xì)胞組織。該技術(shù)提高了疏水性污染物的生物降解效率，但能耗高。

2.4 細(xì)菌-真菌復(fù)合式生物除臭反應(yīng)器[5]

由于不同微生物具有降解不同化合物的能力，實(shí)際廢氣中成分復(fù)雜，因此降解所需的微生物也不同。一般細(xì)菌生存于濕度高、pH值為7-8的環(huán)境，可降解水溶性較好的污染物，而真菌則適于濕度低、pH值為3-5的環(huán)境中，對于疏水性化合物的降解效率高。因此，細(xì)菌-真菌復(fù)合式生物反應(yīng)器就是在反應(yīng)器不同的區(qū)域分別接種細(xì)菌和真菌以去除廢氣中不同類型的污染物，達(dá)到凈化目的。

2.5 物化-生物組合技術(shù)

微生物降解惡臭污染物時(shí)需要一定的氣體停留時(shí)間和生物量，生物降解緩慢的化合物的去除效率較低。在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中也會(huì)出現(xiàn)污染物負(fù)荷突然升高的現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致污染物不能及時(shí)降解，排氣口氣體超標(biāo)。通過將物化技術(shù)和生物技術(shù)相結(jié)合，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，可以有效去除不用類型的惡臭氣體，提高系統(tǒng)的耐沖擊性。該技術(shù)去除效率高、耐沖擊能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等，但是反應(yīng)條件不易操作，啟動(dòng)復(fù)雜，投資、運(yùn)行和維護(hù)成本高。

結(jié)語

目前，惡臭氣體污染問題比較嚴(yán)重，其生物處理技術(shù)已經(jīng)將近百年歷史，并且廣泛用于污水處理廠、垃圾廠、養(yǎng)殖等產(chǎn)生的惡臭氣體的處理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物處理技術(shù)的類型不斷增加，根據(jù)惡臭化合物的特征選擇適合的生物反應(yīng)器，有助于提升惡臭氣體的處理效率。在環(huán)保和技術(shù)經(jīng)濟(jì)共贏的情況下，如何保證生物處理工藝的長期高效穩(wěn)定運(yùn)行是研究的熱點(diǎn)，以便開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的惡臭生物處理技術(shù)。