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1、物过艺介绍过上海梅思泰克生态科技有限公司1、生物过滤除臭工艺设计说明 31）工艺流程基本原理 32）恶臭成份生物转化的大致机理 4（1）硫化氢转化机理 4（2）氨气转化机理 5（3）硫醇转化机理 5（4）胺类转化机理 6（5）参与降解硫化氢生化反应的微生物 63）系统工艺描述 72、生物过滤除臭装置执行德国设计标准 83、生物过滤除臭工艺的性能特点 94、BF生物过滤除臭装置构造105、生物过滤除臭系统工作原理11 M AM FW 1、生物过滤除臭工艺设计说明生物过滤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。首先介绍生物过滤法处理臭气
2、的 基本原理，填料种类、湿度、pH、温度等影响生物过滤法性能参数。同时综述 了生物过滤法的应用范围以及对传统生物过滤法的改进。生物过滤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：去除城市污水处理设施中的臭味、垃圾处理过程中的生产臭气、 受污染土壤和地下水中的挥发性物质、粪便处理过程中产生臭气及大风量汽车产 低浓度废气如隧道等。生物过滤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 生物过滤法去除的物质包括：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
3、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。1）工艺流程基本原理图1为臭气生物过滤除臭装置示意图mI :物滤料进气捷水侃机加湿塔生物痣也处理后气休排放由图可见，臭气首先经过预处理（加湿器），包括去除颗粒物和调温调湿，然后瓏尸so:盂m经过气体分布器进入生物过滤床。生物过滤床中填充了有生物活性的介质（简称： 生物碳填料）。填料均含有一定的水分，填料内表面生长着各种微生物。当臭气 进入过滤床时，臭气中的污染物从气相主体扩散到介质外层的水膜而被介质吸 收
4、，同时氧气也由气相进入水膜，最终介质表面所附的微生物消耗氧气而把污染 物分解/转化为二氧化碳、水和无机盐类。微生物所需的营养物质则由介质自身 供给。2）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 则为硫酸盐或二氧化碳。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N
5、02-，再进一步被硝化细菌氧 化为N 03-。（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：S2- f SO f SO 2- f SO 2- f S O62- f SO 2- f SO 2-234 6334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 f 2H2O+2S+QS+3O2+2H2O f 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+CO2f合成细胞物质+SO42-+H2
6、O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-CH4H2SO2+H2O+SO42-当低负荷运动时，h2s被脱硫菌属几乎全部氧化为so42-形式，当负荷逐渐增 加时，以SO42 -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 SO42 -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
7、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+h2oHNO2+O2 HNO3+H2O反硝化： HNO3 HNO2 HNO N2N2O 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：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
8、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 2CO 2+2H2O+2H2S4） 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
9、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50C，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、
10、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
11、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, S2O32- SO32-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。3）系统工艺描述典型的生物净化空气过程是微生物菌群将污染化合物转化成无害物质：臭味污染物+ 02 微生物菌群细胞基质+ co2
12、 +h2o由于水是这些微生物生存的自然环境，因此微生物的转化过程取决于气体在 过滤床中的停留期间、填料以及气体的相对湿度；本工艺中，水量和PH值是经 过调节的，因此可以达到吸收与干化速度的平衡，这样能够获得恒定的湿度，为 生物的生长和分布提供了最佳的条件。这种生物过滤床中填充了性能良好的生物 碳滤料，生物碳滤料完全可以满足微生物生长所需的N、P、K和微量元素，即使 在污染气体中断的条件下，它的作用也不会停止，因此该生物过滤床同样适用于 间歇生产的工艺条件。在周末甚至几个星期的休息期间，处理系统可以停止运行。生物过滤床可以处理臭味化学物质对象：含硫化合物（如硫醇类、硫醚类）、 含氮化合物（如氨、
13、胺类、酰胺、吲哚等）卤素及其衍生物（如氯、卤代烃）、 烃类（如烷烃、芳香烃等）、含氧化合物（如酚、醛、酮）等，处理效果 90-99%见表1：生物碳填料中所含营养成分检测数据：序号检测内容经验方法检测结果1有机质NY525-200270.12全氮NY/T53-19870.1993全磷NY/T88-19880.0944钾GB/T13885-20030.09225钠GB/T13885-20030.004146镁GB/T13885-20030.08397钙GB/T13885-20030.04452、生物过滤除臭装置执行德国设计标准德国标 准DIN.VDI3881：参数名称含义计算公式单位设计标准空床停
14、留时间臭气在生物滤床中的相对停留时间V/Q ss20 30表面负荷单位过滤床面积的臭气体积负荷Q/A m3/m2hQ/ m2h200300去除率污染物的去除程度(Ci-Ce)/Cix%90 99发端于德国的生物过滤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，在国际上被誉为治理恶臭气体污染的绿色环保工 艺，至今，德国的生物过滤除臭工艺已成为世界各地的污水、垃圾、粪便等行业 处理臭味的首选主要工艺。瓏尸=盂m3、生物过滤除臭工艺的性能特点(1) 由加湿器和生物过滤优化组合集成的一体化生物过滤污水臭气处理系统， 除臭效率高，在任何季节都能满足世界各地最严格的环保要求。(2) 采用自然的方法将污染物分解成C02和H20,无二次污染。(3) 既适应连续运行，也适合间歇运行的条件。微生物能够依靠填料中的有机 质生长,无须另外投加营养剂。因此停工后再使用启动速度快,周末停机或停工 至下周再启动能立即达到很好的处理效果,几小时后就能达到最佳处理效果。停 止运行3至4周再启动立即有很好的处理效果,几天内恢复最佳的处理效果。(4) 生物过滤对臭味的缓冲容量大,能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工 作,耐冲击负荷的能力强。(5) 运行采用全自动控制,非常稳定,无须人工操作。易损部件
