浅谈恶臭污染物的生物处理技术

刘宝玉 杨华军 张欣 王振

（天津创业环保集团股份有限公司 天津 300381天津凯英科技发展股份有限公司 天津 300381）

引言

随着工业的迅速发展，大量污染物被排放到大气中，造成严重的环境污染，影响人们的正常生活和身体健康，投诉率一直居高不下，因此恶臭气体的治理迫在眉睫。恶臭废气的来源比较广泛，如石油化工、制药、纺织印染、造纸、食品加工、畜牧养殖和污水处理厂等。与常规的物理、化学方法相比，生物处理技术具有成本低廉、操作简便、清洁、无二次污染等特点，其优点主要是不使用对环境有害的化合物，而是利用微生物来降解恶臭化合物，因而应用广泛。本文概述了三种传统的生物处理技术和几种新型生物处理技术，阐述了各自的处理特征、使用范围以及优缺点。

1 传统生物处理技术[1]

1.1 生物滤池法

通常恶臭气体先通过预湿度装置再进入装有填料的生物滤池，填料通常为土壤、堆肥、木料、泥炭/煤、树皮或者矿石等。气体通过液相被附着在填料表面的生物膜中的微生物吸附、吸收，通过生化反应分解为无害的小分子物质，净化后的气体经排放口排出。该技术操作简便，启动方便、无需额外添加营养物质、投资运行成本低等。但是填料使用寿命短、易堵塞，反应条件控制难，在气体浓度发生波动时，适应能力差，设备占地面积大等。生物滤池适合处理流量大，含硫化氢浓度低的废气，处理目标恶臭化合物的浓度〈1g/m3亨利系数〈10。

1.2 生物洗涤法

生物洗涤法即活性污泥洗涤装置法，由洗涤塔和生物反应器两部分组成，洗涤塔内填装惰性填料，负责气体的传质；生物反应器是活性污泥处理系统，进行生物降解反应。恶臭气体首先从洗涤塔底部进入，与填料上的微生物和从塔顶上面喷淋下来的生化反应池中的泥水混合物进行传质吸附、吸收，其中部分化合物在洗涤塔被降解，大部分化合物随液相进入生化反应器，通过活性污泥的代谢作用降解，净化后的气体从洗涤塔顶排出。该技术反应条件控制简单，填料不宜堵塞，压降低。但是设备多，需额外添加营养物质，投资、运维成本高等。该法适合处理流量大、污染物水溶性大的高浓度恶臭气体的处理，如H2S、NH3等，处理目标恶臭化合物的浓度〈5g/m3亨利系数〈0.01。

1.3 生物滴滤法

生物滴滤法是一种介于生物滤池和生物洗涤之间的恶臭气体处理方法。首先气体无需加湿直接从底部进入装满惰性填料的塔体，循环水不断地从填料上方喷洒，废气被填料表面的生物膜吸收，进而被膜内的微生物降解，达到净化气体的目的。所用填料一般是陶粒、珍珠岩、活性炭、聚氨酯和聚乙烯等，填料不含微生物和营养物质，只起到微生物载体的作用，需要接种微生物和添加营养物。该法设备少、微生物生长条件容易调节、填料空隙率高、使用寿命长、不宜堵塞等。但需外加营养物质，运行成本较生物滤池高，启动过程复杂。适合处理含卤化物、硫化物和含氮化合物的恶臭气体，处理目标恶臭化合物的浓度〈0.5g/m3亨利系数〈1。

2 新型生物处理技术

近年来，针对不同化合物的特征开发了一些除臭新技术，膜生物反应器、真菌生物反应器以及双液相生物反应器可用于疏水性物质的去除，针对污染物组分复杂、负荷多变的废气开发了细菌－真菌复合式生物反应器及物化-生物组合反应器。

2.1 膜生物反应器[2]

膜生物反应器是一种新型的用于微生物固定化的废气处理技术。主体是由并联的中空纤维膜管构成，微生物生长在中空纤维膜管间的液相，并有营养液喷淋，恶臭气体从管内通过时，通过膜扩散到液相，并被微生物降解。该技术气液接触面积大，处理效率高等，但是膜易堵塞，造价昂贵，长期运行不稳定等。目前未大规模应用于工程中。

2.2 真菌生物反应器[3]

真菌生物反应器是利用真菌降解恶臭污染物，真菌适合在湿度低、偏酸性的环境中生长，其菌丝体增大了与周围环境的接触面积，对于疏水性或水溶性很差的污染物的降解效率高于细菌。与普通的细菌生物反应器相比，净化能力强，与底物的接触面积大，耐低pH，所需营养有限，运维费用低等。但易堵塞，一些真菌具有潜在的致病性，代谢底物有限等。

2.3 双液相生物反应器

双液相生物反应器是一种可高效去除疏水性、难降解有机废气的新型生物处理装置，包含水相和非水相，疏水性废气进入装置后首先快速溶于非水相中，使气相中的有机污染物得到净化，再通过液液传质扩散到水相中，并进入生物膜被微生物降解为水和CO2等小分子无机物或者转为自身的细胞组织。该技术提高了疏水性污染物的生物降解效率，但能耗高。

2.4 细菌-真菌复合式生物除臭反应器[5]

由于不同微生物具有降解不同化合物的能力，实际废气中成分复杂，因此降解所需的微生物也不同。一般细菌生存于湿度高、pH值为7-8的环境，可降解水溶性较好的污染物，而真菌则适于湿度低、pH值为3-5的环境中，对于疏水性化合物的降解效率高。因此，细菌-真菌复合式生物反应器就是在反应器不同的区域分别接种细菌和真菌以去除废气中不同类型的污染物，达到净化目的。

2.5 物化-生物组合技术

微生物降解恶臭污染物时需要一定的气体停留时间和生物量，生物降解缓慢的化合物的去除效率较低。在实际的工业生产中也会出现污染物负荷突然升高的现象，也会导致污染物不能及时降解，排气口气体超标。通过将物化技术和生物技术相结合，可充分发挥各自的优势，可以有效去除不用类型的恶臭气体，提高系统的耐冲击性。该技术去除效率高、耐冲击能力强、结构紧凑、占地面积小等，但是反应条件不易操作，启动复杂，投资、运行和维护成本高。

结语

目前，恶臭气体污染问题比较严重，其生物处理技术已经将近百年历史，并且广泛用于污水处理厂、垃圾厂、养殖等产生的恶臭气体的处理。随着科学技术的发展，生物处理技术的类型不断增加，根据恶臭化合物的特征选择适合的生物反应器，有助于提升恶臭气体的处理效率。在环保和技术经济共赢的情况下，如何保证生物处理工艺的长期高效稳定运行是研究的热点，以便开发高效、经济、环保的恶臭生物处理技术。