恶臭气体生物处理技术研究进展

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体因素而定，在实践中也常将几种方法结合使用。２０ 世纪５０年代发展起来的生物法，因具有显著优点而 得到很快发展，其中尤以日本、德国、荷兰等国取得的 成效最显著。我国在２０世纪８０年代末才开始这方 面的研究【８’９ｊ。近些年来对恶臭气体的处理越来越受 到人们的重视，研究的重点已转向生物法的研究。
生物滴滤池（Ｂｉｏｔｒｉｃｋｌｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）是介于生物滤 池和生物洗涤器之间的一种处理技术，生物吸收和 生物降解同时发生在一个反应装置内，如图４所示。 滴滤池内装有填料，循环水不断喷洒在填料上，填料 表面被微生物形成的生物膜所覆盖。恶臭气体通过 滴滤池时，气体中的恶臭物质被微生物降解。
生物法处理恶臭气体存在的问题及 研究方向
表２。 ５
ｍｇ／ｍ３的条件下，探讨了洗涤器对氯苯废气的
处理效果。研究表明，生物洗涤器对氯苯有较强的生 物降解能力，比降解速率（一ｙ）随人口负荷（Ｆ）的增加 而增加，随着Ｆ的增大，一７趋于稳定，在Ｆ为１．０～
２．０
ｍｇ／（ｇ．ｈ）时，一ｙ最高达Ｎ０．８ ｍｇ／（ｇ．ｈ），当Ｆ
低于ｏ．８ ｍｇ／（ｇ・ｈ）时，氯苯降解率（叼）维持在９０％。 ４．３生物滴滤池
万方数据
第１期
赵鹏等．恶臭气体生物处理技术研究进展
高，适于处理浓度较高、水溶性较强的恶臭气体。 Ｐｈｉｌｉｐｓ等Ｈ纠开发出一种新型生物洗涤处理废气 系统，用贝壳等石灰质物质作填料，处理恶臭气体十分 有效。李国文等啪１以活性污泥为介质，在温度２０一 ３０℃、气体流量０．０３～０．２５ ｍ３／ｈ、人口氯苯质量浓度
５｜。
流
图３生物洗涤器处理恶臭气体工艺流程
洗涤器里的喷淋柱将水逆着气流喷洒成微小的 水珠，使气流中的恶臭物质与填料表面的水接触，被 水吸收而转人液相。如果恶臭物质浓度较低、水溶 性较高，则极易被水吸收，带人生物反应器。在生物 反应器内，恶臭物质被生物氧化去除。与生物滤池 不同的是，生物洗涤器工艺中的液相（通常带有悬 浮微生物）是流动的，在两个回路里循环。 与生物滤池相比，生物洗涤器的优点是反应条 件易控制、压降小，但设备多，需外加营养，成本较
４．２生物洗涤器
ｇ，
净化气中质量浓度分别降至１０，５，１ ｍｇ／ｍ３以下，
生物洗涤塔（Ｂｉｏｓｃｒｕｂｂｅｒ）通常由一个装有填料 的洗涤器和一个装有活性污泥的生物反应器构成，
如图３所示。
图１
恶臭气体生物脱臭原理
４
生物法处理恶臭气体研究进展
生物法处理恶臭气体主要有生物滤池、生物滴
滤塔和生物洗涤器３种形式，目前应用最广泛的是 生物滤池和生物滴滤塔¨引。
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恶臭气体生物处理技术研究进展
赵鹏１，栾金义２，王京刚１，叶晶菁２
（１．北京化工大学化学工程学院，北京１０００２９；２．中国石化集团北京化工研究院环保所，北京１０００１３）
［摘要］介绍了恶臭气体的种类、危害、特征、处理方法及原理；概述了恶臭气体的３种主要生物处理方 法：生物滤池、生物滴滤池和生物洗涤器，介绍３种方法的工艺流程、技术特点及最新研究进展；提出了 生物法处理恶臭气体亟需解决的问题及研究方向。 ［关键词］恶臭气体；生物处理；生物滤池；生物滴滤池；生物洗涤器 ［中图分类号］Ｘ５１２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００６—１８７８（２００５）０１－００２９一０４
３
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Ｓｈｅｒｉｄａｎ Ｂ
Ａ，Ｃｕｒｒａｎ
Ｔ Ｐ，Ｄｏｄｄ Ｖ Ａ．Ｂｉｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ
ｎ—
ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｆｏｒ
ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｏｄｏｕｒ．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ・
中华人民共和国国家标准ＧＢｌ４５５４－－－９３．恶臭污染物排 放标准
１７
ｏｇｙ，２００３，８９：１９９～２０５
图２生物滤池处理恶臭气体工艺流程
Ｓｈｅｒｉｄａｎ等［１刚用生物滤池去除养猪厂恶臭气体
中的Ｎ丁酸，进气Ｎ丁酸质量浓度为０．１３～
３．１来自百度文库
ｇ／ｍ３，去除率达１００％。Ａａｒｏｎ等Ⅲｏ用生物滤
池和曝气池（ＳＧＲ）进行去除ＶＯＣ比较实验，发现 温度升高（２℃）易使生物滤池填料变干、裂缝，造成 去除效率降低约２０％。王玉亭等ｕ副用生物滤池处 理炼油废水处理场废气，处理气量为３ １１１３／ｈ，池内 装有短纤维泥炭填料，恶臭物质苯系物、硫化氢、有 机硫化物平均处理负荷分别为２３．５９，２．０５，０．５６ 去除率分别达到８５％，９０％，９０％。
４．１生物滤池
出 水
生物滤池（Ｂｉｏｆｌｉｔｅｒ）内部充填活性填料，恶臭气 体经加压预湿后从底部进入生物滤池，气体中的恶 臭物质与填料上附着生成的生物膜（微生物）接触， 被生物膜吸收，最终被降解为水和二氧化碳或其它成 分，处理过的气体从生物滤池的顶部排出，如图２所 示。生物滤池的进气方式可采用升流式或下流式，前 者容易造成深层滤料干化，后者则可避免，并可防止 未分解的可流性有机物排出。为防止气体中颗粒物 造成滤池堵塞，恶臭气体进入滤池前必须除尘。 生物滤池处理技术具有设备少、操作简单、不需外 加营养物、投资运行费用低等特点。生物滤池用于处 理恶臭气体在欧洲和美国已得到广泛的应用ｕ４＇ｌ
３
恶臭气体生物脱臭原理
恶臭气体生物脱臭原理如图１所示。在水、微
生物和氧存在的条件下，利用微生物的代谢作用氧 化分解发臭物质，以达到净化气体的目的Ｈ¨１２ ｏ。生 物处理大致可以分为３个过程：发臭物质被载体 （固定有微生物）吸附；发臭物质向微生物表面扩 散、被微生物吸附；微生物将发臭物质氧化分解。不 含氮的恶臭物质被分解成ＣＯ：和Ｈ：Ｏ，含硫恶臭物 质被分解成Ｓ，ｓｏ；一，ｓｏ：一，含氮恶臭物质则被分解 成ＮＨ；，Ｎ０２－，ＮＯ；。
成果。
３种恶臭气体处理技术特点比较
但是由于生物反应器涉及气、液、固三相传质及 生化降解过程，影响因素多而复杂，所以在理论研究 方面和实际应用方面还有许多亟待解决的问 题㈨蚓。今后的研究主要应集中在：（１）对于低浓
度的、复杂的混合型恶臭气体的生物处理还有待研 究；（２）适合于特定有机物降解的细菌种类和接种 方法的研究与开发；（３）废气生物处理的动力学及 生物学原理的研究；（４）与其它恶臭气体处理方法
ｂｃｒｅｉｃｈ ｄｅｒ Ｌｕｆｔ ｕｎｄ
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万方数据
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结合应用研究，以提高恶臭物质的去除效果；（５）新 型、高效生物处理设备的研制。
参考文献 １加藤龙夫．董福来译．恶臭的仪器分析．北京：中国环境科 学出版社，１９９２
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６
１８王玉亭，郭兵兵，曾向东等．用生物过滤法净化炼油污水处 理设施排放的废气．石油炼制与化工，２００３，３４（４）：５４－５７
１９ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｊ ｔｉｏｎ ａｎｄ
Ａｎｇｒｉｃｋｕ Ｄｒ Ｍ，Ｄｉｐｌ Ｉｎｇ Ｗ Ｋｏｃｈ．Ｎｅｕｅ ｅｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇｅｎ ｉｍ
５０—５００
生物滴滤池的优点是只有一个反应器、操作简 单，压降低，填料不易堵塞，恶臭物质去除效率高。 其缺点是需外加营养，运行成本较高，填料比表面积
小（１００～３００ ｍ２／ｍ３），不适合处理水溶性差的恶臭
气体。对于处理含卤化合物、硫化氢和氨等会产生 酸／碱性代谢物的恶臭气体，生物滴滤池更容易调整 ｐＨ。因此生物滴滤池比生物过滤器更能有效地处 理含上述污染物的恶臭气体。 Ａｌｏｎｓｏ等旧川用生物滴滤池处理挥发性有机废 气，建立了基础数学模型，确定了系统参数。美国 Ｅｎｖｉｒｏｇｅｎ公司开发出一种新型生物滴滤池，并实现 工业化旧２【，用于处理喷漆作业排出的含二氯甲烷废 气，在早期实验中对挥发性有机化合物、甲基乙基 酮、丙酮和二氯甲烷的去除率达到９９％。姜安玺 等∞纠利用黄单胞菌Ｈｅ４和排硫杆菌Ａｕｌ６固定化 生物滴滤技术处理乙硫醇臭气，有较好的效果，乙硫 醇最终降解产物为ＳＯｉ一。 以上３种恶臭废气生物处理技术比较见
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Ｊｏｈａｎ Ｖａｎ Ｇｒｏｅｎｅｓｔｏｎ，Ｐａｕｌ
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２付钟，何品晶，李国建．恶臭的治理方法——生物脱臭法．
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表１
恶臭气体常规处理方法
各种恶臭气体处理方法的目的在于经过物理、
化学、生物的作用，使恶臭气体的物质结构发生改 变，消除恶臭。恶臭气体常见处理方法有燃烧法、氧 化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等，其定义、 ｍ 适用范围和特点见表１
７｜。
各种恶臭气体处理方法的适用范围和特点
选择叨ｉ＇４ｌｐｌ／＂一俐：：ｆ－－ｄ，处ｈｋ理ｎｍ：ｔ月塔叉刿百＂ｘ．＿旭＂：ｒ－－，则要根据恶臭物质的
１
恶臭气体的种类、危害和特征
石油化学工业和有机合成工业迅速发展的同
广，涉及行业多，浓度一般较低，成分复杂，监测难度 大，治理困难¨１。 恶臭气体的浓度较低，处理后要求的恶臭气体浓 度更低，这使得恶臭气体污染的治理有别于一般空气 污染的治理。国外早在２０世纪５０年代末便开始了 恶臭气体污染治理的研究，并积累了丰富的理论知识 和实践经验。我国２０世纪８０年代才开展恶臭气体 污染的调查、测试和标准方面的研究∞ｏ，而对脱臭技 术的研究则是从２０世纪９０年代才开始进行。
Ａａｒｏｎ Ｂ
Ｎｅａｌ，Ｒａｙｍｏｎｄ Ｃ Ｌｏｃｈｒ．Ｕｓｅ ｏｆ ｂｉｏｆｉｌｔｅｒｓ ａｎｄ
ｒｅａｃｔｏｒｓ ｔｏ ｔｒｅａｔ
４周少奇．环境生物技术．北京：科学出版社，２００３
５
ｓｕｓｐｅｎ—ｄｅｄ—ｇｒｏｗｔｈ
ＶＯＣｓ．Ｗａｓｔｅ Ｍａｎ－
Ｂｒｉａｎ Ｍｉｌｌｓ．ＲｅｖｉｅＷ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｏｄｏｕｒ ｃｏｎｔｒ０１．Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
。。。表１列出的恶臭气体处理之篓童复堡笠曼。，窆妻
万方数据
［。瞻毽口曲］２００４
性质、浓度、处理量、当地的卫生要求和经济情况等具
｝作者简介ｊ赵鹏（－１０９４７８－一０６）；墨，妄；瀛２山０市４＂１／＊＂ｌＩｑ－４
［修订日期］
一０５—２５。
人，北京花工
大学环境工程硕士研究生，主要研究大气污染防治技术。
恶臭气体的生物处理技术具有其它传统方法不
可比拟的优越性，如处理效率高、无二次污染、所需 的设备简单、易操作、费用低廉、管理维护方便等，已 经得到了各国越来越多的重视，并且在欧美得到了 广泛的应用。我国近年来也有许多科研工作者进行 了生物法处理恶臭气体的研究，并取得了一些研究
图４生物滴滤池处理恶臭气体工艺流程 表２
２
时，也向大气中排放了大量有机、无机废气，对环境 造成严重影响，其中以带有恶臭气味的气体影响最 为突出。发达国家从２０世纪５０年代开始重视对恶 臭气体污染的研究，并制定了恶臭气体的测定、评 价、控制等一系列法规¨Ｊ。我国１９９３年颁布了 ＧＢｌ４５５４－－－－９３｛恶臭污染物排放标准》，制定了氨、三 甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、 苯乙烯等恶臭污染物的排放浓度限值。 恶臭气体不仅对生态环境造成严重影响，而且 对人体健康具有极大的危害，会使中枢神经产生障 碍、病变，引起慢性病、急性病和死亡。恶臭物质是 通过发臭基团，如硫基、羧基等刺激嗅觉细胞，使人 感到厌恶和不愉快。恶臭气体的污染源多，污染面
７曾向东，林大泉．石油化工废气处理技术现状及发展动 向．石油化工环境保护，２００２，２５（３）：４０～４３ ８吴志超．生物脱臭技术初探．重庆环境科学，１９９４，（４）：２６