1、技术原理

生物除臭工艺是一种仿效大自然自净化原理，工艺所用除臭原材料完全取自于原生态自然物质，在迄今所有除臭工艺中被认为最环保、投资运行成本低、除臭效率高、无二次污染的一种绿色除臭工艺。

生物除臭装置已成功运行在世界各地的污水、垃圾、粪便等各个行业，业绩有千例之多。

生物除臭工艺是吸附降解工艺，指臭气通过生物填料吸附，然后附着在填料表面和内在的微生物进行降解臭气中污染物。生物除臭工艺中微生物能够依靠生物填料中的有机物质维持生长和繁殖，无须另外投加营养剂，该工艺绿色环保工艺，除臭效率高（除臭效果达到95-98%），运行成本低，且不产生二次污染，整个设备免维护，人工管理成本低。

2、工艺说明

生物法是一种较新的空气污染控制方法，它利用微生物降解或转化空气中的挥发性有机物以及硫化氢、氨等恶臭物质。首先介绍生物法处理臭气的基本原理，填料种类、湿度、pH、温度等影响生物法性能参数。同时综述了生物法的应用范围以及对传统生物法的改进。

生物法可去除空气中的异（臭）味、挥发性物质VOC和有害物质。具体应用范围包括控制或去除城市污水处理设施中的臭味、工业生产过程中的生产臭气、受污染土壤和地下水中的挥发性物质、室内空气中低浓度物质等。生物法可以降解大多数挥发性和半挥发性的烷烃、烯烃和芳烃，这些物质一般具有可生物降解性和水溶性较大的特点。已被试验可用生物法去除的物质包括：氨、一氧化碳、硫化氢、甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙基己醇、丙烷、异戊烷、己烷、丁醛、丙酮、甲基乙基酮、乙酸丁酯、乙酸酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、粪臭素、吲哚、甲硫醇、氯甲烷、乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、氮氧化物、二甲硫、噻吩、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等。

3、恶臭成份生物转化的大致机理

在生物处理过程中，恶臭气体通常作为反应中的能源亦即电子从体，而氧、亚硝酸盐或硝酸盐、硫酸盐和二氧化碳则作为电子受体。好氧处理中氧是电子受体，缺氧过程是利用亚硝酸盐或硝酸盐作为电子受体，而在厌氧过程中电子受体硫酸盐。

恶臭成分与微生物种类的不同，分解代谢的产物也不同。含硫的恶臭物质经微生物分解释放出H₂S后，被硫氧化细菌氧化成为硫酸。含氮的有机物质如胺类经氨化作用放出氨气，氨气可被亚硝化细菌氧化为NO₂^-，再进一步被硝化细菌氧化为NO₃^-。

1）硫化氢转化机理

当恶臭气体为硫化氢时，专性的自养型硫氧化菌会在一定条件下将硫化氢氧化成硫酸根，其过程如下：

光大彩票S2- → SO → S2O32- → S4O62- → S3O62- → SO32- → SO42-

由于该过程是可逆的，许多中间产物并不稳定，其中两种产物占主要部分：单硫和硫酸根，有人据此提出硫化氢两步生物氧化反应过程：

2H2S+O2+自养硫化细菌光大彩票 → 2H2O+2S+Q

S+3O2+2H2O → 2H2SO4+Q

而若以硫酸根为生物氧化反应最终产物，则反应式为：

H2S+O2+自养硫化细菌+CO2→合成细胞物质+SO42-+H2O

当恶臭气体为有机硫如甲硫醇时，则首先需要异养型微生物将有关硫转化成硫化氢，然后硫化氢再由自养型微生物氧化成硫酸根。

CH3SH-CH4→H2S→O2+H2O+SO42-

当低负荷运动时，H₂S被脱硫菌属几乎全部氧化为SO₄^2-形式，当负荷逐渐增加时，以SO₄^2-的形式存在的量也不断增加。但是负当负荷增加到一定量时，以SO₄^2-形式存在的量又相对减少，大量的单质硫粒子来不及氧化而沉积下来。

2） 氨气转化机理

由于氨气在水中的溶解度很大，因此当恶臭物质为氨气时，会很快地溶入水中。氨气溶于水后，在有氧条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的硝化作用转化为硝酸，在兼性厌氧的条件下，硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气。

 氨氮用于合成微生物细胞的反应如下：

CxHyOz+NH₃+O₂ →细胞物质+CO₂+H₂O+能量

硝化：NH₃+O₂ → HNO₃+H₂O

HNO₂+O₂ → HNO₃+H₂O

反硝化：HNO₃  → HNO₂  → HNO →N₂

N₂O → N₂

   亚硝酸菌和硝酸菌都是自养性细菌，从反应中获得所需要的能量进行细胞合成，考虑到细胞合成的反应式为：

光大彩票22NH4++37O2+4CO2+HCO3-→C5H7NO2+21NO3-+20H2O+42H+

3）硫醇转化机理

硫醇等一般是含硫有机化合物例如蛋白质，含硫氨基酸等在无机化过程中分解不彻底时的产物。在进一步氧化过程中以硫化氢为最后的产物。分解有机硫化物的微生物的种类很多。一般的氨化微生物，包括许多腐生性细菌，放细菌，真菌都有此作用。有机硫化物分解产生的硫化氢则被硫化细菌进一步分解转化为SO₄^-。以甲硫醇为例，其分解产生硫化氢的反应式如下：

2CH3SH+3O2 → 2CO2+2H2O+2H2S

4） 胺类转化机理

胺类物质在有氧条件下可以被氧化为有机酸。而有机酸的臭味比胺类轻很多。而且只要提供一定的环境条件，有机酸还可以被进一步氧化分解成二氧化碳和水。

在所发生的生物化学反应过程中由于氧化分解的发生，微生物细胞一方面获得了生长所需要的能量，另一方面获得了细胞增殖所必须的细胞物质，从而维持了细胞的正常生命活动。微生物有其自身的新陈代谢。代谢活动是在酶的催化作用下进行的。只有创造适宜的生存条件，使得酶的机能充分发挥，微生物才能正常生长，才能利用恶臭物质作为生长所需要的能源、碳源和氮源等，因而在生物脱臭法中保持微生物正常的生长环境极为重要。要维持微生物生长的适宜环境，就意味着环境中要有充足的营养物质和溶解氧含量、适当的温度、pH值和含水率等。同时待降解的恶臭物质必须有一定的水溶性和可生物降解性，恶臭气体的温度不能大于50℃，并且不含有抑制微生物生长的有害物质。

5） 参与降解硫化氢生化反应的微生物

根据对各种含碳化合物同化能力的不同，将可降解气态污染物的微生物分成自养菌、兼养菌、异养茵三类。自养菌有完备的酶系统，可在氧化S、H₂S、CH₃SH、NH₃、Fe等物质的过程中获得生长所需要的能量，其生存所必须的碳由二氧化碳或碳酸根中的碳元素通过卡尔文循环提供。自养菌适于进行无机物转化，生物负荷低。而异养菌则是通过有机物的氧化来获得营养物和能量，适合进行有机物的转化。

在适当的营养条件、温度、酸碱度和有氧条件下，此类微生物能较快的完成污染物的降解。如硫化氢负荷较低，菌种以自养菌属排硫硫杆菌及那不勒硫杆菌为主。光能自氧型硫细菌属于进行无氧光合作用的红螺菌属，常见种属有囊硫菌属、八球流菌属、硫螺菌属、夹硫菌属、外硫细菌属等，其典型特征是以硫化氢作为固定的二氧化碳的氢供体，这类微生物一般都是在厌氧、缺氧或微嗜氧以及pH值在中性附近的条件下生长。

化能自养菌微生物包含硫化细菌和硫磺细菌两类。硫磺细菌属于噬纤维菌目的贝日阿托氏菌科和亮发菌科。常见的种属有贝日阿托氏菌属、透明颤菌属、辫硫菌属、亮发菌属和发硫菌属。硫磺细菌能氧化硫化氢成为硫磺颗粒贮存存细胞内。

当环境中缺乏硫化氢时，细胞内的硫磺颗粒被继续氧化为最终产物硫酸。硫化细菌归属于硫杆菌属，为革兰氏阴性菌。在氧化H₂S，S，S₂O₃^2-、SO₃^2-等物质的过程中获取能量，也会形成单质硫，但是与硫磺细菌不同的是形成单质硫是只是积留在细胞体外。

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