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微生物除臭技术

简说微生物除臭技术的发展史

更新时间:2018-02-01 13:06:41


简说微生物除臭技术的发展史

微生物除臭技术是2O世纪5O年代发展起来的新兴除臭技术,是利用微生物的生理代谢活动降解恶臭物质,将其氧化成无臭,无害的最终产物,达到除臭的目的。7O年代后,各国开始在这一领域开展广泛研究,其中日本,德国取得的成就最为显着,主要研究内容包括除臭的基本原理和方法,装置设备及操作工艺条件等。8O年代以来,已有各类微生物除臭的装置和设备开始运用于石油,化工,屠宰,污水处理等实际中,并取得明显效果。

我国这方面的研究工作起步较晚,上世纪8O年代我国才开展了恶臭气体污染的调查,测试和标准方面的工作。到了2O世纪9O年代以后才开展这方面的实验室的研究工作,目前已有一些研究报道。基于以上原因,有必要对其目前的研究进展进行综述,以期为今后的研究者进行相关研究提供借鉴和依据。

1.恶臭气体的种类与去除过

目前已知的恶臭气体种类有上万种,研究人员按体的化学组分同五类:(1)含硫的化合物如HS,SO,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,卤化氢;(4)烃类,如烷烃,烯烃,炔烃,芳香烃;(5)含主要分为生物过滤法和生物,如醇,酚,醛,酮,有机酸等。

微生物除臭可分为三个过程:(1)恶臭气体的溶解过程,即由气相转移到液相;(2)水溶液中恶臭成分被微生物吸附;(3)进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解,利用,使污染物得以去除。

微生物除臭的主要方法:

2.主要分为生物过滤法和生物吸收法:

(1)生物过滤法:此方法的原理是臭气从反应器的底部进入,通过附着在填料上的微生物,将臭气中的污染物氧化分解为二氧化碳,水,硝酸根和硫酸根,达到臭气净化的目的。污染物在生物滤池中的去除第一步必须是物质通过气,水界面传递到附着在滤料表面的生物膜中,由微生物转化或降解成为初级产物,代谢物质或合成新的细胞物质。

生物滤池处理臭气时,运行费用低,处理效率高,虽然其占地面积很大,填料也需要定期更换以及除臭过程不易控制,但是在实际中仍得到广泛地应用有关报道显示,在土壤中加入某种改善剂,如少量鸡粪和珍珠岩后,可以提高对恶臭气体的去除率。德国在80年代初在畜牧业养殖中用泥炭代替土壤处理臭气,其除臭效果比使用土壤的效果要好,在德国和荷兰已有多座生物滤池投入应用,它们中的大多数用于家禽和食品加工工业。随着技术的不断改进,近几年此方法已逐渐用于化学工业产生的难降解恶臭物质的处理,如采用该法处理H2S气体,甲醛和氨,有机污染物,脂肪类碳氢化合物等都取得了显着的效果。

(2)生物吸收法

生物吸收法(也可称为生物洗涤法)多采用活性污泥的方法,先将恶臭成分转移到水中,然后,再将受污染的水进行微生物处理。按气液接触方式分为两种形式:曝气式和洗涤式曝气式与污水处理厂的生物曝气类似,只是用臭气代替空气注入活性污泥中,所用的设备通常是曝气罐,该方法适用各种不同的恶臭气体,效果较好,其去除率与污泥的浓度,pH,DissolvedOxygen(DO),曝气强度有关。1974年日本率先提出用臭气代替空气通入活性污泥法的曝气池中进行除臭,经过几天的驯化后,活性污泥中的微生物就可将恶臭成份分解,福山等于80年代初将此方法实验成功,随后应用于屎尿处理场和污水处理场的臭气处理实际的效果表明:从尿处理厂的尿调整槽中排出的高浓度恶臭气体进行处理检验,几乎完全去除涤法是利用微生物,营养物和水组成的微生物吸收液来处理废气,此法适合吸收可溶性气态物。吸收废气的微生物混合液再进行好氧处理,去除液体中吸收的污染物,经处理后的吸收液可以重复利用。在生物洗涤法中,微生物及其营养物配料存在于液体中,气体中的污染物通过与悬浮液接触后转移到液体中被微生物降解,其典型的形式有喷淋塔,鼓泡塔和穿孔板塔等生物洗涤器。这种方法可以处理大量的臭气,同时操作条件易于控制,占地面积较小,压力损失也较小,实际中有较大的适用范围日本某铸造厂和德国某印刷厂采用该法处理恶臭气体都取得了很好的除臭效果,但这种方法设备费用大,操作复杂而且需要投加营养物质,因而其应用受到了一定的限制。

3.微生物除臭技术的应用

(1)污水处理在污水处理方面具有代表性的是日本冲绳县具志川市图书馆采用EM净化楼层生活污水,可显着降低污水中BOD,大肠菌数并具有除臭功能,达到饮用水的标准。张振家,张仁江等利用升流式厌氧污泥床反应器(UASB)能有效的去除蛋氨酸合成时甲硫基丙醇的恶臭,经两级串联的UASB处理后,其去除率达,而且使废水的恶臭消失。

(2)畜禽粪便

日本研究者利用发酵鸡粪,活性污泥中培养出的微生物固定在除臭装置上制成微生物过滤器,使得鸡舍中排除的恶臭气体只需在其中停留s,便可使氨稳定减少。

高华等以自行分离筛选的混合菌株作为除臭菌剂,进行鸡粪堆肥对比实验结果表明,除臭菌剂在鸡粪堆肥过程中提高除臭效果,加快堆肥进程及提高堆肥质量胡尚勤选用不同酵母菌与放线菌发酵处理鸡粪,除臭效果达85%。沈根祥等使用EM对鸡舍进行除臭,鸡舍空气中NH3的浓度下降了75%。朱晓霞与李庆康等通过现场及试验室内试验分析认为:在鸡粪上喷洒EM液,对减轻鸡粪恶臭能起到一定的作用俄亥俄大学的研究人员在粪便中添加碱性物质,提高粪便pH值,可减少恶臭气体的产生和杀死病源微生物与杂草种子。

(3)城市生活垃圾

我国对于城市垃圾的处理主要有两种途径:(1)在没有腐化的垃圾中加入EM菌纤维素分解菌和木质素分解菌等组成高效微生物接种剂,进行堆肥,使之转化成肥料重新利用.(2)在已腐化有恶臭的垃圾中加入微生物菌群,控制恶臭经过EM处理,城市生活垃圾可以被农业高效利用利用EM处理后的生活垃圾农肥完全可以替代并超过各种化学肥料,不但使农作物增产,同时还减少了化肥,农药对环境的污染。

罗永华等利用从填埋场土壤中分离得到微生物除臭剂,可有效减轻垃圾转运站的恶臭,并且还能有效抑制致臭微生物的生理生化活动,消除臭气效果比较持久。方向平等通过对生物滤池滤料中微生物的分析认为:酵母菌,乳酸菌是生活垃圾除臭的主要功能菌。张兰英等研究表明,利用微生物技术处理生活垃圾,具有除臭速度快(微生物技术只需8——12小时,而常规方法往往要2——3天)和高效固氮的特点。

4.微生物除臭技术

(1)开发研制新的填充材料微生物除臭法装置中的充填材料最初都是采用一些天然材料或经适当加工处理后的天然材料如土壤,泥炭土,沸石,珍珠岩,锯末,堆肥等尽管这些材料具有价格便宜,材料易得等优点,但是大都存在着占地面积大,保水性不强,pH缓冲性能小,不适于微生物大量着生和不宜商品化等缺点。另外,一些材料经使用一段时间后也会因材料?

自身的分解或因流通气体的扰动使得通气阻力增加,必须重新填充或进行材料更换等为了克服上述缺点,许多研究开发机构努力开发那些适宜微生物大量着生,吸附性强,保水性强,自身不易分解等兼具各种优点的特殊材料至目前为止已相继开发出了多种新材料,如利用天然沸石与活性炭进行特殊加工合成的材料,多孔质金属氧化物,泥炭纤维与塑料进行特殊加工合成的材料,PVA(聚乙烯醇)颗粒等特殊材料,这些新材料的开发成功,大大促进了除臭装置的商品化,同时也促使人们去开发更加新型的材料。

(2)高效除臭菌的筛选

微生物除臭法中最主要的作用者是除臭微生物,筛选高效微生物除臭菌不仅可以达到使恶臭物质分解速率提高的目的,同时也可使难生化降解的物质得到有效地去除目前这方面的研究大多采用驯化的城市污水处理厂活性污泥进行处理。由于大多情况下由臭气源排放的臭气往往是一种复合臭气,即多种臭气的混合物,单一微生物很难将臭气全部除去,因此将这些微生物进行分离,培养后进行研究具有较大的科学意义由于微生物除臭技术具有其他方法无法相比的优越性,如除臭效率高,污染少,所需设备简单,容易操作等,各国对其的重视程度也在逐年增加,并且在西方发达国家得到广泛的应用但是,受时间和技术方面的影响,我国的研究工作起步较晚,因此还有许多需要解决的问题,如高效率除臭菌株的分离与筛选高浓度的恶臭气体,复杂的混合气体的处理研究设备的除臭率与工艺参数之间的关系等等,以上这些将是今后科研人员的研究重点,这些研究将为我国的微生物除臭技术实现更大的突破。





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