生物脱臭是一个气体扩散和生化反应的综合过程,是应用较广泛的脱臭方法,宜用于低浓度的或中浓度的恶臭气体(浓度在50~1000mg/m3)。污染物(臭气)细胞物质生物除臭法的具体过程分为三个阶段:
(1) 废气中有毒、有害、恶臭污染物与水接触,溶于水中转化为液相中的分子或离子。这一过程是物理过程,遵循亨利定律。
(2) 溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收,恶臭成分从水中转移至微生物体内。
(3) 进入微生物细胞中的有机物在各种细胞内酶的催化作用下,被微生物氧化分解,终转化为H2O和CO2等稳定的无机物。生物除臭法符合经济环保要求,它具有传统方法无可比拟的优越性,具有很大的发展潜力和广泛的应用前景。常用于处理恶臭气体的生物反应器工艺种类较多,目前已大范围推广,应用于生产实践。
生物除臭法工艺及其应用
在废气的生物处理中,微生物起主导作用,以悬浮生长系统和附着生长系统两种形式存在。在附着生长系统中,微生物附着在多孔填料表面上,当处理废气通过填料床时被填料吸附、吸收,终被微生物降解和利用。在悬浮生长系统中,微生物悬浮于液体中,首先将处理的恶臭气体溶解于液相,再通过扩散进入微生物细胞,终被微生物降解和利用。目前,主要的生物除臭方法有生物洗涤池法、生物滤池法和生物滴滤池法等,近年来,国外工业运用中以生物滴滤法占有明显优势。
生物法除臭
生物法处理恶臭气体作为一种新兴的恶臭气体污染控制技术,具有效果好、应用范围广、所需设备简单且费用低、易于管理且安全性好、维护方便、没有或很少有二次污染等优点,在国内外恶臭防治研究与应用中受到普遍关注,表现出了良好的发展空间和应用前景。
生物除臭法的特点
1)水的吸收效率高。由于溶解于水中的恶臭成份可同时生物填料和生物膜吸附,水相臭气浓度始终很低,类似化学吸收,相间平衡推动力大,吸收效率高。
2)生物降解速度快。生物降解速度与臭气浓度成正比,普通生物除臭主要靠生物吸附,而本技术生物和生物填料共同吸附,生物密度大,降解速率也相应加快。
3)恶臭气体净化彻底。恶臭成份复杂需要多种微生物参与降解。生物填料与微生物的相容性好,有利于多种微生物生长,可形成生物群落丰富的生物膜,使各种臭气成份同时有效除去。
4)抗负荷波动能力强。恶臭气体的浓度变化大,负荷常会发生大的波动。由于生物填料的吸附性能,可起到调节水相浓度的缓冲作用。系统适应负荷波动的能力。
5)稳定运行周期长。
对恶臭污染物质的治理技术主要有物理法、化学法和生物法。物理法和化学法是比较传统的恶臭治理方法,但是对于大、低浓度的恶臭气体,使用物理和化学法处理存在投资大、操作复杂、运行成本高的问题。
目前生物除臭法技术在国内外的应用越来越广泛,但由于生物法是一种新兴的除臭技术,在使用条件及运行管理上还受到一些限制,并且针对我国复合型的环境空气污染,恶臭成分比较复杂,生物法去除恶臭气体还有许多尚待解决的问题,主要表现为:
(1) 生物滴滤池在长期运行中的有机物浓度较高,易导致生物量的过度积累,造成填料层堵塞,使整个压降增大导致系统瘫痪;
(2) 需要研究降解污染物的微生物活性,深入研究除臭菌种的除臭机理与共生协同关系,并且研究可以同时去除不同恶臭的多效除臭菌种;
(3) 针对恶臭废气成分复杂的特点,需要开发能同时去除多种恶臭污染物的生物技术;
(4) 需要对系统的运行参数进行优化设计,处理效率,同时降低处理成本;
(5)研究开发生物法与其它技术综合应用的一体化设备。
生物滤池法
生物滤池去除恶臭气体是一个气体扩散和生化反应的综合过程,恶臭气体通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层,利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能,微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点,将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物。生物滤池法除臭效率高,适合大气量低浓度的废气处理,也是常用的生物脱臭方法。
在德国,生物滤池用于含四氢呋喃、环己酮、丁酮废气的处理,但目前生物滤池法由于占地面积大,填料需定期更换,脱臭过程不易控制,运行一段时间后容易出现问题,对疏水性和难生物降解物质的处理还存在较大难度。
生物洗涤法
生物洗涤法也成为生物吸收法,生物洗涤池是利用悬浮活性污泥处理恶臭气体的反应系统,主要由吸附和生物降解两个部分组成。首先将废气通入洗涤器,与惰性填料上的微生物菌种以及由生化反应器过来的泥水混合物进行传质吸附、吸收,部分有机物在此被降解,而液相中的大部分有机物进入生化反应器,通过悬浮污泥的代谢作用被降解掉。生物洗涤池主要用于处理易溶的恶臭气体,适用于各种低负荷的恶臭气体,去除效果较好。