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微生物除臭技術(shù)是2O世紀5O年代發(fā)展起來的新興除臭技術(shù),是利用微生物的生理代謝活動降解惡臭物質(zhì),將其氧化成無臭,無害的最終產(chǎn)物,達到除臭的目的。7O年代后,各國開始在這一領(lǐng)域開展廣泛研究,其中日本,德國取得的成就最為顯著,主要研究內(nèi)容包括除臭的基本原理和方法,裝置設(shè)備及操作工藝條件等。8O年代以來,已有各類微生物除臭的裝置和設(shè)備開始運用于石油,化工,屠宰,污水處理等實際中,并取得明顯效果。
我國這方面的研究工作起步較晚,上世紀8O年代我國才開展了惡臭氣體污染的調(diào)查,測試和標準方面的工作。到了2O世紀9O年代以后才開展這方面的實驗室的研究工作,目前已有一些研究報道。基于以上原因,有必要對其目前的研究進展進行綜述,以期為今后的研究者進行相關(guān)研究提供借鑒和依據(jù)。
1.惡臭氣體的種類與去除過
目前已知的惡臭氣體種類有上萬種,研究人員按體的化學組分同五類：（1）含硫的化合物如HS,SO,硫醇類,硫醚類；(2)含氮的化合物,如胺類,酰胺,吲哚類；(3)鹵素及衍生物,如氯氣,鹵化氫；(4)烴類,如烷烴,烯烴,炔烴,芳香烴；(5)含主要分為生物過濾法和生物，如醇,酚,醛,酮,有機酸等。
微生物除臭可分為三個過程:(1)惡臭氣體的溶解過程,即由氣相轉(zhuǎn)移到液相；(2)水溶液中惡臭成分被微生物吸附；(3)進入微生物細胞的惡臭成分作為營養(yǎng)物質(zhì)為微生物所分解,利用,使污染物得以去除。
微生物除臭的主要方法：
2.主要分為生物過濾法和生物吸收法：
（1）生物過濾法：此方法的原理是臭氣從反應器的底部進入,通過附著在填料上的微生物,將臭氣中的污染物氧化分解為二氧化碳,水,硝酸根和硫酸根,達到臭氣凈化的目的。污染物在生物濾池中的去除第一步必須是物質(zhì)通過氣,水界面?zhèn)鬟f到附著在濾料表面的生物膜中,由微生物轉(zhuǎn)化或降解成為初級產(chǎn)物,代謝物質(zhì)或合成新的細胞物質(zhì)。
生物濾池處理臭氣時,運行費用低,處理效率高,雖然其占地面積很大,填料也需要定期更換以及除臭過程不易控制,但是在實際中仍得到廣泛地應用有關(guān)報道顯示,在土壤中加入某種改善劑,如少量雞糞和珍珠巖后,可以提高對惡臭氣體的去除率。德國在80年代初在畜牧業(yè)養(yǎng)殖中用泥炭代替土壤處理臭氣,其除臭效果比使用土壤的效果要好,在德國和荷蘭已有多座生物濾池投入應用,它們中的大多數(shù)用于家禽和食品加工工業(yè)。隨著技術(shù)的不斷改進,近幾年此方法已逐漸用于化學工業(yè)產(chǎn)生的難降解惡臭物質(zhì)的處理,如采用該法處理H2S氣體,甲醛和氨,有機污染物,脂肪類碳氫化合物等都取得了顯著的效果。
（2）生物吸收法
生物吸收法(也可稱為生物洗滌法)多采用活性污泥的方法,先將惡臭成分轉(zhuǎn)移到水中,然后,再將受污染的水進行微生物處理。按氣液接觸方式分為兩種形式:曝氣式和洗滌式曝氣式與污水處理廠的生物曝氣類似,只是用臭氣代替空氣注入活性污泥中,所用的設(shè)備通常是曝氣罐,該方法適用各種不同的惡臭氣體,效果較好,其去除率與污泥的濃度,pH,DissolvedOxygen(DO),曝氣強度有關(guān)。1974年日本率先提出用臭氣代替空氣通入活性污泥法的曝氣池中進行除臭,經(jīng)過幾天的馴化后,活性污泥中的微生物就可將惡臭成份分解,福山等于80年代初將此方法實驗成功,隨后應用于屎尿處理場和污水處理場的臭氣處理實際的效果表明:從尿處理廠的尿調(diào)整槽中排出的高濃度惡臭氣體進行處理檢驗,幾乎完全去除滌法是利用微生物,營養(yǎng)物和水組成的微生物吸收液來處理廢氣,此法適合吸收可溶性氣態(tài)物。吸收廢氣的微生物混合液再進行好氧處理,去除液體中吸收的污染物,經(jīng)處理后的吸收液可以重復利用。在生物洗滌法中,微生物及其營養(yǎng)物配料存在于液體中,氣體中的污染物通過與懸浮液接觸后轉(zhuǎn)移到液體中被微生物降解,其典型的形式有噴淋塔,鼓泡塔和穿孔板塔等生物洗滌器。這種方法可以處理大量的臭氣,同時操作條件易于控制,占地面積較小,壓力損失也較小,實際中有較大的適用范圍日本某鑄造廠和德國某印刷廠采用該法處理惡臭氣體都取得了很好的除臭效果,但這種方法設(shè)備費用大,操作復雜而且需要投加營養(yǎng)物質(zhì),因而其應用受到了一定的限制。
3.微生物除臭技術(shù)的應用
（1）污水處理在污水處理方面具有代表性的是日本沖繩縣具志川市圖書館采用EM凈化樓層生活污水,可顯著降低污水中BOD,大腸菌數(shù)并具有除臭功能,達到飲用水的標準。張振家,張仁江等利用升流式厭氧污泥床反應器(UASB)能有效的去除蛋氨酸合成時甲硫基丙醇的惡臭,經(jīng)兩級串聯(lián)的UASB處理后,其去除率達,而且使廢水的惡臭消失。
(2)畜禽糞便
日本研究者利用發(fā)酵雞糞,活性污泥中培養(yǎng)出的微生物固定在除臭裝置上制成微生物過濾器,使得雞舍中排除的惡臭氣體只需在其中停留s,便可使氨穩(wěn)定減少。
高華等以自行分離篩選的混合菌株作為除臭菌劑,進行雞糞堆肥對比實驗結(jié)果表明,除臭菌劑在雞糞堆肥過程中提高除臭效果,加快堆肥進程及提高堆肥質(zhì)量胡尚勤選用不同酵母菌與放線菌發(fā)酵處理雞糞,除臭效果達85%。沈根祥等使用EM對雞舍進行除臭,雞舍空氣中NH3的濃度下降了75%。朱曉霞與李慶康等通過現(xiàn)場及試驗室內(nèi)試驗分析認為:在雞糞上噴灑EM液,對減輕雞糞惡臭能起到一定的作用俄亥俄大學的研究人員在糞便中添加堿性物質(zhì),提高糞便pH值,可減少惡臭氣體的產(chǎn)生和殺死病源微生物與雜草種子。
（3）城市生活垃圾
我國對于城市垃圾的處理主要有兩種途徑:(1)在沒有腐化的垃圾中加入EM菌纖維素分解菌和木質(zhì)素分解菌等組成高效微生物接種劑,進行堆肥,使之轉(zhuǎn)化成肥料重新利用.(2)在已腐化有惡臭的垃圾中加入微生物菌群,控制惡臭經(jīng)過EM處理,城市生活垃圾可以被農(nóng)業(yè)高效利用利用EM處理后的生活垃圾農(nóng)肥完全可以替代并超過各種化學肥料,不但使農(nóng)作物增產(chǎn),同時還減少了化肥,農(nóng)藥對環(huán)境的污染。
羅永華等利用從填埋場土壤中分離得到微生物制成除臭劑,可有效減輕垃圾轉(zhuǎn)運站的惡臭,并且還能有效抑制致臭微生物的生理生化活動,消除臭氣效果比較持久。方向平等通過對生物濾池濾料中微生物的分析認為:酵母菌,乳酸菌是生活垃圾除臭的主要功能菌。張?zhí)m英等研究表明,利用微生物技術(shù)處理生活垃圾,具有除臭速度快(微生物技術(shù)只需8——12小時,而常規(guī)方法往往要2——3天)和高效固氮的特點。
4.微生物除臭技術(shù)
（1）開發(fā)研制新的填充材料微生物除臭法裝置中的充填材料最初都是采用一些天然材料或經(jīng)適當加工處理后的天然材料如土壤,泥炭土,沸石,珍珠巖,鋸末,堆肥等盡管這些材料具有價格便宜,材料易得等優(yōu)點,但是大都存在著占地面積大,保水性不強,pH緩沖性能小,不適于微生物大量著生和不宜商品化等缺點。另外,一些材料經(jīng)使用一段時間后也會因材料?
自身的分解或因流通氣體的擾動使得通氣阻力增加,必須重新填充或進行材料更換等為了克服上述缺點,許多研究開發(fā)機構(gòu)努力開發(fā)那些適宜微生物大量著生,吸附性強,保水性強,自身不易分解等兼具各種優(yōu)點的特殊材料至目前為止已相繼開發(fā)出了多種新材料,如利用天然沸石與活性炭進行特殊加工合成的材料,多孔質(zhì)金屬氧化物,泥炭纖維與塑料進行特殊加工合成的材料,PVA(聚乙烯醇)顆粒等特殊材料,這些新材料的開發(fā)成功,大大促進了除臭裝置的商品化,同時也促使人們?nèi)ラ_發(fā)更加新型的材料。
（2）高效除臭菌的篩選
微生物除臭法中最主要的作用者是除臭微生物,篩選高效除臭菌不僅可以達到使惡臭物質(zhì)分解速率提高的目的,同時也可使難生化降解的物質(zhì)得到有效地去除目前這方面的研究大多采用馴化的城市污水處理廠活性污泥進行處理。由于大多情況下由臭氣源排放的臭氣往往是一種復合臭氣,即多種臭氣的混合物,單一微生物很難將臭氣全部除去,因此將這些微生物進行分離,培養(yǎng)后進行研究具有較大的科學意義由于微生物除臭技術(shù)具有其他方法無法相比的優(yōu)越性,如除臭效率高,污染少,所需設(shè)備簡單,容易操作等,各國對其的重視程度也在逐年增加,并且在西方發(fā)達國家得到廣泛的應用但是,受時間和技術(shù)方面的影響,我國的研究工作起步較晚,因此還有許多需要解決的問題,如高效率除臭菌株的分離與篩選高濃度的惡臭氣體,復雜的混合氣體的處理研究設(shè)備的除臭率與工藝參數(shù)之間的關(guān)系等等,以上這些將是今后科研人員的研究重點,這些研究將為我國的微生物除臭技術(shù)實現(xiàn)更大的突破。
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