城市污水廠生物除臭研究現(xiàn)狀

徐 佩， 邵林廣

(武漢科技大學(xué)，湖北 武漢 430065)

城市污水廠生物除臭研究現(xiàn)狀

徐 佩， 邵林廣

(武漢科技大學(xué)，湖北 武漢 430065)

介紹了城市污水處理廠常用的一些除臭方式，通過逐一分類進行比較（物理法，化學(xué)法和生物法），指出生物除臭法具有優(yōu)越性，近幾年發(fā)展較快。同時重點介紹生物除臭法中填充塔式除臭法，指出該法適合我國發(fā)展狀態(tài)，有良好的研究發(fā)展前景。

城市污水廠； 臭氣； 生物除臭技術(shù)； 填充塔式除臭法； 研究現(xiàn)狀

隨著人們對環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，各地新建了越來越多的污水處理廠。污水在污水廠運行之中，各個處理單元都會產(chǎn)生臭味[1]。惡臭不僅嚴重影響污水處理廠工作人員的工作，也影響周邊居民的生活。我國對臭氣排放出臺了相關(guān)規(guī)定。《惡臭污染物排放標準》（6814 554-93）和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18 918—2 002）中規(guī)定：城鎮(zhèn)污水處理廠要執(zhí)行廢氣排放標準，按一、二、三級標準控制排放，H2S的最高排放濃度為0.03、0.06、0.32 mg／m3，NH3最高排放濃度為1.0、1.5、4.0 mg／m3，臭氣濃度則分別為10、20、60 mg／m3[2]。為了改善污水處理廠及周圍環(huán)境，污水處理廠惡臭氣體的污染治理已經(jīng)成為一項緊迫的任務(wù)[3]。

1 污水廠臭氣處理方法分類

城市污水處理工程中的臭氣主要來源于污泥和污水處理構(gòu)筑物，一般可以分為三類：含氮化合物類如氨等，含硫化合物類如硫化氫、甲硫醇等，碳、氫或碳、氫、氧組成的化合物類如低級醇、醛、脂肪酸等。

大量資料顯示，目前污水處理廠除臭技術(shù)可分為兩大類：物理化學(xué)法（氧化法，燃燒法，吸附法，洗滌法）和生物法（生物洗滌法，土壤過濾法，堆肥過濾法）。

物理化學(xué)法是指通過物理或化學(xué)手段使惡臭氣體通過被吸附、氧化或發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)而被去除，使氣體氣味變得能夠為人們所接受。吳忠標等人的研究表明，單純的水洗滌方法對臭氣的去除率不超過85%[4]。尹軍等認為，氧化法的去除效率較高可達99%以上[5]。

生物除臭法是使用微生物的代謝作用來進行臭氣物質(zhì)的降解，這是近些年來發(fā)展起來的除臭技術(shù)。尚魏等認為，生物過濾技術(shù)應(yīng)用于處理城市污水廠散逸的惡臭，具有投資省、操作管理簡單、運行費用低、安全可靠等優(yōu)點[6]

物理化學(xué)除臭法具有設(shè)備復(fù)雜、工藝過程繁瑣、二次污染后再生困難、后處理過程復(fù)雜，不夠節(jié)能環(huán)保等缺點；生物法則有相對簡單、投資較少、運行費用低廉、維護管理成本低、處理效果優(yōu)異等長處，所以生物除臭法近些年來發(fā)展較快。

2 生物除臭原理及分類

2.1 除臭機理

生物脫臭主要是利用微生物的新陳代謝作用，將臭氣成分氧化分解而實現(xiàn)脫臭的目的。產(chǎn)生惡臭的氣體分子首先溶解到濕潤的生物載體的水膜中，而后被棲息于生物載體上的微生物吸附、吸收、乃至氧化分解。最終使硫化物分解成硫酸鹽，氮化物分解成硝酸鹽，碳化物分解成二氧化碳和水。氧化分解有兩種情況：直接被微生物細胞膜吸收或者通過酶（微生物分泌物）的水解作用被吸收。以此同時，被吸收的臭氣成分也能成為微生物的營養(yǎng)源而被其利用。

2.2 生物除臭分類

目前，污水處理廠主要應(yīng)用：生物濾池法、洗滌式活性污泥法以及曝氣式活性污泥法等這三種生物除臭法。

洗滌式活性污泥法其原理與活性污泥曝氣法相同，不同點在于該法體積更小。受微生物生長的影響，在處理過程中往往需要添加炭源和含磷元索的營養(yǎng)液等物質(zhì)。在實際運行中該法運行費用較低，除臭效果較好。

曝氣式活性污泥法與廢水的活性污泥法很相似。該除臭法可以用于處理各種不同負荷范圍內(nèi)的惡臭氣體，且處理效果很好。有研究表明曝氣強度、曝氣水深、污泥濃度、酸堿度以及營養(yǎng)物質(zhì)等都會影響該法的脫臭效果。

生物濾池法是指惡臭氣體從填料的底部從下到上穿過填料，通過填料上微生物的新陳代謝作用而去除。惡臭氣體在進入填料前一般要進行去塵增濕或降溫等一些預(yù)處理工藝。

3 生物填充除臭法

生物填充脫臭法是通過附著在填料表面的微生物的新陳代謝來降解惡臭氣體成分的。影響生物填充除臭法脫臭效率的因素主要有：惡臭氣體的成分，設(shè)計中空塔速度，載體，散水量和散水的溫度以及布氣的均勻性和自然條件等。李慧麗等的研究表明：臭味氣體的負荷、除臭濾池的溫度以及氣體的相對濕度等因素對除臭效果有不同程度的影響。提高負荷，提高除臭濾池的溫度，氣體的相對濕度>80%時，可以提高對發(fā)臭物質(zhì)的去除能力[8]。

生物塔內(nèi)填料載體的厚度以及其布氣的均勻性都會影響載體上水膜對惡臭氣體的吸收率，從而影響到脫臭效果。常用的填料有兩種：一種是木削、沙、土壤、石頭、貝殼等天然填料；另一種是陶瓷、塑料等人工合成材料。如果塔內(nèi)使用的濾料是人工合成的惰性材料時，往往需要人為地投加一些除臭氣物質(zhì)以外的營養(yǎng)物質(zhì)。有研究表明：生物濾池填料可采用纖維性泥炭、多孔的陶粒、聚乙烯醇纖維、海綿、干樹皮、干草、木渣、貝殼等，在歐洲，污水處理廠除臭常采用干樹皮、干木渣或貝殼作為生物濾池填料[9]。

生物填充層的pH值在惡臭氣體入口處的下方呈酸性，越往上越接近中性。為了確保生物填料的水分維持及清洗反應(yīng)生成物，須從填充層上方向下進行噴水。在生物填充塔內(nèi)，散水可以采用間歇式或連續(xù)式這兩種方式。一般可采用上流和合流氣液接觸兩種。為了使發(fā)臭氣體能被充分吸收，同時也能滿足微生物生存、繁殖的需要，散水量必須要能使填料表面形成水膜。另外散水水溫需保持在10 ～ 40 ℃的范圍內(nèi)。在處理高濃度臭氣時，為提高除臭效率，填充層通常分為上、下兩層，下填充層利用好酸性硫氧化菌分解硫化氫，上填充層則利用中性硫氧化菌分解其他硫化物。

生物填充除臭法惡臭去除能力較強、受冬季冷氣候影響較少，裝置節(jié)能環(huán)保，運行管理方便，價格低廉。該法的主要缺點是占地面積較大、操作參數(shù)難以控制，生化反應(yīng)過程的停留時間較長。同時在運行中散水等需要消耗大量的水，還會產(chǎn)生較多滲濾液。并且對于某些成分復(fù)雜和高濃度的惡臭處理有一定的局限性。但是，相對于其他除臭法而言生物填充脫臭法在實際工程中仍得到廣泛地應(yīng)用。

4 結(jié) 論

雖然國內(nèi)外對于污水處理廠中惡臭氣體的處理方法有很多，但鑒于處理效率、成本、規(guī)模和臭氣復(fù)雜的組成成分等各個方面的限制，目前對于一些除生物法、洗滌法、氧化法和吸附法外的處理方法較少采用。填充塔式除臭法尤其是生物濾池法得到廣泛應(yīng)用，成為除臭法發(fā)展主流。

[1] 張容賢. 惡臭的測定與評價[J].化工環(huán)保，1996，16（5）：10-12.

[2] 國家環(huán)境保護局和國家技術(shù)監(jiān)督局.GB14554-93(1993) 中華人民共和國國家標準惡臭污染物排放標準[S].

[3] 尹軍，王曉玲，趙玉鑫，等. 城市污水廠除臭技術(shù)[J]. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2006，7（8) :90.

[4] 吳忠標，金一中. 大氣污染控制工程[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[5] 尹軍，王曉玲，趙玉鑫,等. 城市污水廠除臭技術(shù)[J] .環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2006，7（8):91.

[6] 郭靜，尚巍，匡影,等. 污水處理廠惡臭污染狀況分析與評價[J].中國給水排水，2002，18（2）：41-42.

[7] 羊壽生，張辰. 污水處理設(shè)施中的脫臭技術(shù)[J].給水排水，1996(22)：2.

[8] 李慧麗，張建新，張榮兵,等. 污水廠生物除臭設(shè)施運行及影響因素的研究[J].環(huán)境工程學(xué)報，2007，1（5）.

[9] 趙忠富. 污水廠厭氧池生物除臭系統(tǒng)設(shè)計[J].西南給排水，2002:13-14 .

[10 ] 范運湘，侯書林. 污泥處理過程中惡臭控制技術(shù):污泥處理處置技術(shù)與裝備國際研討會[C].2003-03-22.

Research Status of Biological Deodorization in Municipal Wastewater Treatment Plant

XV Pei，SHAO Lin-guang
（Wuhan University of Science and Technology, Hubei Wuhan 430065, China）

Some conventional deodorizing methods in municipal wastewater treatment plants were introduced and compared, such as physical method , chemical method and biological method.It was pointed out that the biological method has many advantages and has gained fast development in the recent years. At the same time,the biofilter biological deodorization method among biological methods was investigated.The results show that the biofilter deodorization technology is the most effective method，which is suitable for China and has good prospect for research and development.

Municipal wastewater plant；Odor gas；Biological deodorization；Biofilter；Research present situation

X 703

A

1671-0460（2011）02-0193-03

2010-8-25

徐佩（1985- ），女，武漢科技大學(xué)碩士研究生，湖北天門人，研究方向：污水處理理論與技術(shù)。E-mail：xupei.620@163.com。