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污水处理厂的生物滤池除臭技术

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中国给水排水 
2 0   11   0 3 Vo . 9
CHI NA  ATER & W _ W A n   ATE W R  No.   8

污 水 处 理 厂 的 生 物 滤 池 除 臭技 术 
朱 国营 , 刘俊新   
( 中国科 学院 生 态环境研 究 中心 ,北京 1 0 8 ) 0 0 5 
摘 要 : 生物滤池用于处理城 市污水处理厂的恶臭气体具有一定 的技 术及 经济优 势。介绍   

了除 臭生物 滤 池 的构 造 、 原理 及 其 几种 特殊 型 式 。  
关键 词 : 污水 处理 厂 ; 恶 臭 气体 ; 生物 滤池       

中图分类号:X 0 .  731

文献标识码 :B  

文章编号:10 — 6 22 0 )8 0 2 —0  00 4 0 (0 30 — 0 3 3 污染物首先 同水接触并溶解 ( 或混合 ) 于水 中,   即由 气膜扩散进入液膜 ; ②溶解 ( 或混合 ) 于液膜 中的有  机污染物 在浓度 差的推 动下进 一步 扩散 到生物膜  内, 进而被其中的微生物捕获并 吸收 ; ③进入微生物 

1 构造 
图1 表示 了一个简单的除臭生物滤池。  

体内的有机污染物在其 自身 的代谢过程中作为能源 
和营养物质被分解 , 终转化为无害 的化合 物。在  最 此净化过程 中, 总吸收速率主要取决于气 、 液两相中  的有机污染物扩散 速率 ( 气膜扩 散 、 液膜扩散 ) 和生  化反 应 速率 。  
臭气 

图 1 除 臭 生 物 滤 池 

该滤池 主要包 括增湿器 和生物处 理装置 两部  分。由引风机收集 的臭气经增 湿装置预处理 ( 有的  预处理还包括温度调节 、 去除颗粒物等 ) 后进人生物  处理装置 , 气体 中的污染物从气相 主体扩散到填料  外层 的水膜并被填料所吸附, 最终降解为二氧化碳 、   水等。如恶臭气体提供的营养不能满足微生物生长 
之 所需 , 应 添加 部 分 营养 物 。 则  
0   占  

c: 。气相浓度  m: 气液*衡浓 度比  c: -液相浓 度  占 生物膜厚度  :

图 2 Ot e g a 模 型    t n rf

3 运行 影响 因素 
3 1 填料  . 填料 是 除臭 生 物 滤 池 的 核 心 【 , 想 的 填 料 具  2理 ] 有 以下特点 : 较高的持水能力 , 隙率高 、 孔 表面积大 ,   适宜多种微生物生 长 , 不易堵塞 、 压降低 , 一定的结  构强度 , 较低 的密度 , 格低 , 价 对恶臭气 体具有一定  的吸附能力 , 对降解产生的酸类物质具有缓冲能力。  
常用 的填 料 包 括 活 性 炭 、 壤 、 肥 、 煤 和 树  土 堆 泥

2 除 臭 原 理  O t ga 等提出了生物膜理论 , t nrf e 并建立 了如图  2 所示 的理论模型来描述低浓度有机废气 的生物净 
化过程 。孙琨石 等较早 地在 国 内介绍 了 O t ga tnr   e f 模型 , 并认为低浓 度恶臭气体在生物滤池 中的吸附  净化一般要经历 以下几个步骤…: ①废气 中的有机 

基 金项 目 :国家 自然科 学基金资助项 目( 0 7 o 6  5 186 )

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皮等 。Wes r bt 等认为 , e 活性炭在 p H值变化的环境  下比堆肥填料更 为稳 定 , 但堆肥 填*岣 的微  生物种群 ( 不需另外培养 )所 以他推荐使用堆肥填  , 料 。为 防止堵 塞 和填 料 层 产 生 裂 缝 , 然 填 充 物 质  天
作 填 料 时可 能需 要 添加 一 些 惰性 物 质 。一 些 无机 物 

反应器通常的 p H值及 温度条件下生 长 , 并适应 必  然 发 生 的 变 化 , 时 还 应 有 竞 争 优 势 。S  ̄ ) 同 w n和 
L er 为接 种 对 堆 肥 生 物 滤 池 没 有 效 果 , 种 的  0h 认 接

微生物不具有竞争优势【。能够降解污染质是所接  5 】 种菌种 的必要特点 , 只有能够快 速利用污染质才  但 能使菌种具有 特殊的竞争优势 。实际上 , 一些人认 
为 在 实验 室 培养 的微 生 物 用 于恢 复 土壤 功 能 时可 能  会 失 败 , 为 这 些 微 生 物 只 适 应 “ 验 室 环 境 ”  因 实 。 Bh o n甚 至认 为 , 待 由实 验 室或 生 物 工 程 培 养 出的  期 微 生物 能 够 在 实 际领 域 中 占据 优 势 的 想 法 是 幼 稚  的。从 土 壤 中分 离 出来 之 后 , 些 微 生 物 在 实 验 室  这 中以特 殊 的 营养 物 质 为 食 , 营 养 的来 源 以 及 食 物  其

( 陶瓷等 ) 因具有较高的化学稳定性和物理强度也经  常被 采用 。  
3 2 营 养供 应  .

为使 对污染 质的去除能力达 到最大化 , 营养物  质的供应在种类 与数量 上应能保证微生物 的活性 ,   其具体添加的数量与频率可参考恶臭气体 中的碳含  量并结合实际运行情况来确定。营养供应的水*对  生 物滤 池 启 动 及 稳 定 阶 段 的生 物 活 性 有 很 大 的 影  响 。A u a cf 等的试验表 明 , i 较高 的营养水 *可 以使 

链 关系与实际情况有很 大的差别 ( 接种 的微生 物可  能会 成 为 原有 微 生物 的食物 )  。 尽管认为选择性接种可能会失败 , 但接种不会  造成任何危害 , 因而适宜菌种 及接种方式 的选择一  直 是 生 物 滤池 研究 的一个 重 点 内容 。  
3 4 湿 度  .

滤池快 速启 动 , 能提 高其 在 稳定 阶段 的去 除 能  并
力【 。Gbo s L er 为, 3 i n 和 oh 认   J b 只有当氮碳 比≥0 0  .1 时生物滤池才能达到最佳的去除效果 【。 4  】 理想的生物滤池具有稳定 的水相和稳定 的微生  态系统 , 微生物 自身降解产生的溶解态营养物质 可  以被正 在生 长 的生 物 体 循 环 再 利 用 ( 图 3 )其 本  如 a, 身可以维持微 生物 的营养 需求 。然 而在实 际运行  中, 渗滤液的产生可能会带走 部分溶解态 的营养物  质, 如果微生物的生长速度 比较快 , 也会造成营养供  应 的不 足 , 而影 响微 生 物继 续 生 长 。此 外 , 从 在填 料  内部或生物团的底部发生的厌氧反应也可使氮以氮  气 的形式释放出去。所 以 , 需要外加 营养物质才能  维持生物滤池的运行( 3 ) 图 b。  
臭气 

对 于 生 物 滤 池 的 运 行 来 说 , 度 可 能 是 最 重 要  湿 的一个 参 数 。在 很 多情 况 下 , 物 滤 池 的 问题 均 是  生

由忽视湿度 的控制或者控制不当造成的。湿度太低 
则 水 溶性 恶 臭成 分 难 以 及 时 进 入 液 相 , 造 成 填 料  且

易干燥 , 既影响 了整体除臭效率 , 又使得代谢产物不  易排出滤池。但是 , 当生物滤池 的湿度过 高时传质  效率也会受 到影响 , 且因气体穿过阻力增 大还可能  造成局部厌氧而影响除臭效率 。   影响滤池湿度 的因素多且关 系复杂 , 造成对湿  度的控制具 有相 当的难 度。Pn e e等认 为, 响  i t nt 影 滤池湿度的因素包括加湿 系统 、 陈代谢产 生的热  新 量、 阳光辐射 、 辐射热转移 、 传导热转移 、 降雨等。如 
果生 物 滤池 不 接 受 直 接 的淋 洗 , 湿 度 需 要 由进 气  则 来 控制 。  

营 供= . ——  ]   养 应 —1竺 苎广 =— —— — = _   — [ 养 环I 循  


臭—.登 i  ̄2:  气—1    CH 量 _ O2 .  0 物 一
图 3 生 物 滤 池 的 警 养 供 应 

4 几种特 殊 的生物滤池 
① 真菌 生 物滤 池 

滤池 中的主要微生物是细菌和真菌 , 但是 二者  的相 对 含量 差 异 可 能 会 很 大 。细 菌 具 有 生 长 快 、 新  陈代谢迅速 的优势 。但 真菌 的体积相对较 大 , 能够  降解 的 污染 质相 当 广 泛 , 以 较 之 细 菌 其 更 适 合 在  所 酸 性 及 相 对 湿 度 小 的 环 境 下 生 长  。 Va  】 n G onsj 等 的试 验 表 明 , 菌 可 以在 p 值 为  ree i tn 真 H 2 5 温度为 6 ~7 .、 0 1℃ 、 度较低 的生物 滤池 中生  湿 长 。此外 , 菌 菌 丝 在 生 物 滤 池 中 直 接 与 流 动 气 体  真

3 3 微 生物 的接 种 与 驯化 培 养  .

很多学者 曾建议在生物滤池 内接种单一 的理想  菌种 ( 降解特定 污染物的能力很强 ) 。但 是 , 只有 当  这种微生物在生 态上 可行时这种方式 才可能成功 。   菌 种必 须 能够 适 应 生 物 滤 池 的环 境 条 件 , 即能 够 在 
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接触 , 污染质可 以直接传输进人细胞表面 , 这有利于  疏水 性 物质 的吸 附 。   V n ree i 等利用培养的真菌降解 苯乙烯  a  onsj G tn 时对其 的去 除率 可达 10 去 除能 力 超过 7   0 %, 0 ( 3h  。在有氧条件下 , m ?)】 一些真菌也可 以较好地  降解含氮化合物 , 而停 留时间只需 1 i,   n 要达 到同  a r 样的处理效果以细菌为主的生物滤池则需要 6 2 ~1 
mi   no

的水头损失 比传统 的生物滤池要小得多。因为滤池  的第一段使用的是惰性填料 , 而第二段滤池又避免 了   酸化腐蚀 , 故二段式生物滤池具有较长的使用寿命。  
参考文献:  
[ ] 孙瑕 石 , 显万 , 蕴 国, . 1 杨 谢 等 生物法净化 低浓度挥 发性  有机废 气的动力 学问题探讨 [] 环境科 学学 报 ,9 9  J. 19 ,
1 ( ) 13—18  9 2 :5 5.



低p H值生物滤池 

[ ] E I A, rr 2 l 雒  ̄ ol Ar g yA, o E a ai f ak  aA, r u   d. vl t no apc — e u o
igm tr  o h   i e rdt   fH2   d po ut n   aei frtebo gaai o  S a   rd c l a d n o n  

利用常规 的除臭生物滤 池来处理 H S时效果  2 较难得以保证。在好氧 条件下 H S经生物 降解后  2 会产生硫 酸( 造成 p H值下 降) 导致 了滤池的处理  , 效率下降。为了保持* 中性经常需要加 入碳酸钙 、   白云石等调节物质 [ , 8 导致 了滤池经常堵塞 , 】 而且花 
费 也较 高 。  

aayi J . r esBohmir , 0 2 3 8) 8 3— n l s ] P o s  i e s y 2 0 , 7( : 1   s[ c c t
8 0. 2  

[ ] A laM  Viauv   CL ea  e 1 Tl f c 3 ai  E, ln eaC,  ̄d nsB,t . l e et j l r a e f  
o   ure tcn e ta ino  ifl fr t no p a n d fn tin  o c r t n o n boi o ma i n e ta   m o
g sp a etle ebo e rd t  n e if tai  o d. a  h s ou n id g a ai u d rbo irt cn i n o l n o  

t n[] Poes i hmir ,0 2 3 ( ) 7 3  i sJ . rcs Bo e s y 2 0 ,8 1 : —1 . o c t
[ ] Gr bn  J L erR  E eto  dant g  D . 4 i isM , o h  C. f c f b mei ioe on    rn

低p H值生物滤池则很好地解决 了 H S的处理  2 问题 。该种滤池内的微 生物主要为硫杆 菌( 许多硫  杆菌能在低 p H值条件下氧化 H S 等化能 自养菌 , 2)   其通过固定 C 获取生长所需的碳源 ,   不易造成滤  池的堵塞 。当 1 H<3 , <p 时 在生物滤池 中氧化硫  化物速度很快 的氧化硫杆菌经常居于主要地位。对  于产酸的生物滤 池 , 较少 的水 淋洗就可 以实现对低  p H值的调控。  
③ 二段 式生 物 滤 池 

cnrt  nboie e oma c [ ] A r s   n  e t i o  i l rpr r n e J . i Wat Ma . ao n ft f   e
a e1 9 ,8 3 :7 —4 0  g ,9 8 4 ( )4 5 8 .

[ ] S a snW , oh    . i irt n f d metl。e  5  w no   J L erR C Bo l ai : a n a d . ft o u n s

s nado e t n r c l , dapi t n[ ] E v . i  n  pr i spi i e a  p lai sJ . n i   g ao n p sn co r
n n ,9 7 1 36 :3 o E g 1 9 ,2 ( )5 8—5 2  4.

[ ] v叭 Greetn He i e  W , N M a ,t 1B0  6 onsi , i n nJ W    vn e  . 1 j ng   a .

ftr ae  n teat n o u g [ ] Wa  c Teh  iesbsd o  h  ci  ffn iJ . tS i c , l o  
2 0 ,4 9 :2 —2 2  0 14 ( )2 7 3 .

[ ] Va G  ̄ etn H sen   W . i eh ius o a   . 7 n n nsi , eslkJ Bo cnq e fr i j i t r  

C i od等研究开发 了二段式生物 滤池 , hwo t 并将  其应用于污水处理厂的除臭 中[ 。该滤池的第一段  8 】 采用惰性 、 小颗 粒 、 多孔 的石头作 为封 闭床 的填料  ( 酸性气体生物滤池) 第二段则是传统的开放式生  , 物滤池 ( 采用碎木块作填料 ) 。酸性气体生物滤池可  有效地去除 H S和其他一些挥发性有机物 , 2 而引起 

1t ncnrlJ . i erd t n 19 , :8 ui   t [] Bo gaai ,9 3 4 2 3—3 1 o o o d o 0.  
[ ] C i o dD E, vn yJS E a t no   o—s g   8 ht o    Dein   . v u i  f t w   l o a aw te a

boie  rtet n fP i l r o  a ft f r me to   

w searJ . n i n  at i[ ] E vr . o

me t  rges1 9 ,8 3 :1 n a Po rs,9 9 1 ( )2 2—2 1 l 2.   电 话 :0 0 6 8 9 0   ( 1 )2 4 18

收稿 日期 :0 3 3 9 2 0 一O —1 

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工 程信 息 ?  

上 海市将建 7座 污泥处理 厂 
上海市现有 中、 小型污水处理厂 1 , 9座 处理规模 约为 5 . ×1  / , 3 6 0 m d 这些污水处理厂产生的污泥量约   为 350t 。上海市将兴建 7座污泥处理厂 , 中规模 最大的是 白龙港污泥处理厂 ,  6  d / 其 处理量可达 60t 。 0  d  /
( 东建 筑 设计 研 究 院 华 杨 琦 供稿 )  

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