生物滤池技术

分解硫及硫化物的细菌有多种，其中以氧化硫和硫化物
获得能源的细菌主要是硫杆菌属和硫磺菌属。 在脱臭过程中，因空压机抽吸尾气，所以菌种以好氧菌 属较多，并且在反应中不断产生 H2SO4 ，使溶液pH值下降， （因液体是循环使用的）最终将以适宜在酸性条件下生 长的氧化硫硫杆菌）（最适 pH=2.0-3.5 、 pH=1-1.5 仍可 生长）居多；同时，H2S不足时，新型硫杆菌和中间型硫 杆菌占多数；而当填料积累硫粒过多时，硫磺细菌将氧 化硫粒为H2SO4，从而获得能量。
H2S的检测
（1）H2S检测方法：
乙酸锌溶液吸收，碘滴定法； （2）SO42-浓度分析： 铬酸钡光度法，用722分光光度计； （3）COD：重铬酸钾法，GB11914-87； （4）S2- 浓度分析：碘量法； （5）pH值：pHS—2C型精密酸度计； （6）MLSS：重量法，GB11901-89； （7）生物相：显微镜观察。
（3）H2S被微生物氧化分解，在转化过程中产生能量，
为微生物的生长与繁殖提供了能源，使H2S的转化持续 进行。其中，H2S部分转化成为硫磺颗粒，另一部分转 化为硫酸盐溶于喷淋水中，此过程遵循能量守恒定律。
用于生物降解H2S的微生物
在微生物氧化H2S的过程中，用于生物降解的微生物叫脱
硫菌，又称为硫细菌，有自养菌、异养菌两大类，其中 自养菌合成有机物能力强，有利于无机物的转化。
恶臭物质的来源：（1）天然的动植物体在生态环境循 环系统的自然腐败过程；（2）工厂加工生产过程中产 生、释放的恶臭气体。 恶臭污染具有恶臭污染和有害气体污染的两重性。
在日本的公害诉讼中，恶臭是在七种典型公害（大 气污染、水污染、土壤污染、噪音污染、振动污染、地 面污染、恶臭污染）中仅次于噪音污染而居于第二位。 美国许多专家指出，对于恶臭不必说哪种有害哪种无害， 单单是其存在就构成了公害。
生物法脱除H2S反应的机理
生物降解H2S的过程可以归纳为以下几个步骤进行：
（ 1 ） H2S 气体与水接触，溶于水，由气相转移至液相，
此阶段反应遵循亨利定律。
（ 2 ）溶于水的 H2S 被微生物吸附或吸收在生物体内，
当溶液流经填料表面时，溶解在水中的H2S被栖息在填 料上的生物所吸附，由液相转移到生物相，此阶段遵 循一般生物化学反应速度。
wk.baidu.com微生物的培养
生物滤池的接种污泥污水处理厂曝气池性能良好的混 合液，然后投加适当比例的营养成份（葡萄糖、尿素、 K2HPO4 、 MgSO4 、 CaCl2 、 FeSO4 ）。 营养物质对细菌起
着如下两个方面的作用：一是在细菌进行新陈代谢过 程中提供所需要的能量；二是能够合成为菌体的本身 成分。
恶臭物质的种类很多，其中硫化物占大多数。
H2S不仅危害人体健康，而且还会严重地腐蚀设备 与器材。即使在浓度很低时，它对环境与健康的危害也 是显而易见的。因此，就H2S的来源及危害来看，以H2S 作为研究对象是具有代表性的。
传统的H2S处理方法，主要是物理、化学的吸附和 吸收法，设备复杂、费用高。国内外的专家认为利用效 率高、费用低的生物脱臭技术是顺应时代要求的最优技 术。
微生物的驯化
驯化是基于细菌遗传与变异的原理。驯化工作是让 微生物获取一个适应性变异的过程，即改变微生物的 生存条件，而使其逐渐适应变化后的环境。这包括两 个方面，一是使不适应所处理对象的微生物逐渐被淘 汰；二是使能适应环境的微生物得到发展和繁殖。
实验所采用的方法就是改变环境条件，利用在喷淋 水中投加Na2S和直接通入H2S气体的方法进行驯化。硫 化物的存在一方面刺激了硫细菌的生长，另一方面淘 汰了不能利用和处理硫化物的菌种。
无机硫的氧化及其途径
目前关于硫化物的氧化主要有两种看法：
（ 1 ）认为硫的氧化过程是经过一系列的多硫酸盐中
间体，主要是连四硫酸盐的积累，然后再转变成硫酸 盐，其反应如下： 4S2-→2S2O32- →S4O62- →SO32- + S3O62-→4SO32-→4SO42当硫被氧化到亚硫酸盐的速率低于硫代硫酸盐的分 解速率时，就以单质硫的形式被排到细胞外面；当硫 代硫酸盐的分解被阻，细胞获得能量，将其氧化到连 四硫酸盐，一旦硫代硫酸盐被分解，亚硫酸盐就会抑 制硫代硫酸盐氧化酶。亚硫酸盐被氧化到硫酸盐的两 种途径：一是直接氧化到硫酸盐，另一条是通过中间 产物APS（腺苷—5—磷酰硫酸盐）转化到硫酸盐。
国内外恶臭处理常用的方法
常用的方法有6种，即：吸收法，也叫洗涤法；吸附 法；燃烧法；化学氧化法；冷凝法；生物法。 吸收法虽然净化效率较高，但动力消耗大，投资 运行费用高，控制条件苛刻，产生二次污染等问题； 吸附法具有工艺简单，净化效率高的特点，但活性炭 价格昂贵，而且再生过程又存在许多技术问题；燃烧 法需耗费燃料，使成本增加；氧化法和冷凝法存在处 理不完全等缺点。而生物脱臭法不需要再生过程和其 它高温处理，其处理设备简单，费用低，并可达到无 害化。
（ 2 ）认为在硫的氧化过程中，没有多硫酸盐的中间载
体，氧化的第一个产物是亚硫酸盐，然后是亚硫酸盐再 被氧化为硫酸盐。反应如下： H2S + NAD →S + NADH2 S积累在细胞内 S→SO32-→SO42即： 2H2S + O2 → 2S + 2H2O + 能量 2S + 3O2 + 2H2O → 2H2 SO4 + 能量 二者合并为： H2S + 2O2 → H2 SO4 + 能量 在反应中产生的能量，作为新细胞合成的能源，这样 使反应循环往复。在生物氧化 H2S 的过程中，气相中的 溶解氧也不断进入水膜，传到生物膜，供微生物呼吸及 分解H2S。
生物技术除臭
恶臭污染物（odor pollutants）：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。 属于感觉公害的范畴。 恶臭气体从其组成可分为五类：1) 含硫的化合物， 如H2S、硫醇类、硫醚类；2) 含氮的化合物，如胺类、 酰胺、吲哚类；3) 卤素及衍生物，如氯气、卤代烃； 4) 烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃；5) 含氧 的有机物，如醇、酚、醛、酮、有机酸等。其中无 机物有H2S、NH3等，绝大多数恶臭气体为有机物质。
备 注
1、生物滤池除臭，用普通曝气池的活性污泥 接种、排泥法挂膜、低负荷条件下直通气流 驯化获得成功。尤其利用排泥法挂膜具有速 度快、效果好的特点。生物膜培养驯化期短， 培养出高选择性生物脱硫杆菌，并观察到菌
相结构，脱硫效率达到95%，操作方便。生物 滤池易启动。 2、采用弹性软性填料和陶粒为填料，取材方 便、与国外应用木炭、多孔质填料等生物过 滤装置相比较，价格低廉，在中低负荷条件 下，性能优良，具有开发价值。
至 大 气
进气
至下水道
生物法净化工艺示意图 1. 循环水槽 2. 恒流泵 3. 布气板 4. 填料 5. 法兰盘 6.喷淋头 7.出气采样点 8. 出气洗涤槽
填料作为微生物的附着物，在整体处理系统中起着
重要的作用。从理论上讲，它的总表面积越大，即生 物可附着的面积越大，微生物的数量就越多，生物反 应器的去除效率就越高。同时，填料还要有相当的空 隙度，空隙度越高，在同体积的反应器中，当处理量 一定时，实际停留时间越长，反应器的容积利用系数 越高。另外，高空隙对防止滤池堵塞、防止产生短流 均有好处，又有利于微生物的新陈代谢，气体与喷洒 水量既能通畅流动，又能充分接触。因此，填料的粒 径与强度均要适宜，既不能过大也不能过小。 通过比较，生物滤池一般多采用软性弹性填料和多 孔陶粒填料。
同时每日曝气，并每天停曝 1 小时，等混合液静置后， 去掉部分上清液，再补充营养，继续曝气。经过 3 天 的 强 化 培 养 ， 混 合 液 的 悬 浮 物 浓 度 MLSS 已 达 到 4000mg/L。同时每日进行显微镜观察，此时有少量钟 虫、轮虫出现，这表明污泥培养已成熟。
生物膜的挂膜
生物膜挂膜采用排泥挂膜法，即将培养好的活性污 泥注入生物滤床中，静置6-8小时，使污泥与载体接 触起到接种微生物的作用，之后全部排放掉，再连续 进不含污泥的污水，并逐渐加大进水量。 利用排泥法挂膜，它优于传统的循环法。接种污泥加 入滤床后，少量污泥载留附在载体表面，这些固着态 微生物将摄取废水中的营养物，进行降解代谢有机物 的生命活动，并在载体表面生长、繁殖，逐渐形成薄 的胶质粘膜，随着时间的增加，微生物不断增长，进 而形成成熟的生物膜。 影响生物膜附着性的因素除了载体（填料）的外观 形状，还与载体的表面粗糙度、亲水性等有关。
5、生物滤池处理H2S系统具有较强的抗击冲击 负荷的能力。
生物技术除臭的主要特点
（1）费用低。
（2）设备简单、维护管理方便。
（3）减少甚至无二次污染问题。微生物分解恶臭物 质的速度快、效率高、稳定。 （4）生物膜固着生长，生态条件稳定，单位体积内 生物量大，高密度的微生物群具有较高的微生物吸 附和生物氧化的能力，因而对外界负荷、毒物冲击 的抵抗力强。 （5）运行费用主要是风机的电费，运行费低。
3、生物滤池处理H2S恶臭气体的最佳工艺运行 条件。如：滤池的容积负荷、进气浓度、空 间速度、循环水喷淋量、温度及pH值。 4 、生物滤池运行中，循环液的 pH 值下降、 SO42- 浓度增多，但观察到 SO4-2 对滤池除臭效 率影响很小。在实际应用中，考虑到恶臭气 体中的其它组成在酸性条件下的转化效率， 以及防腐问题，可适当加 NaOH 中和。营养盐 的含量要根据气体性质、进行条件来确定。 同时填料含水率越高，生物活性也好，滤池 的去除效率也越高。