生物濾池除臭工藝在污泥發酵工程中的應用探討

廖富迎，鄭文輝，王夏燕

（1.廣州綠輝生物科技有限公司，廣東廣州 510663；2.廣州怡和生物科技有限公司，廣東廣州 510663）

1 生活污泥發酵臭氣的來源及危害

1.1 生活污泥發酵臭氣的來源

生活污泥發酵工程中，臭氣產生的根源是局部厭氧現象及大分子有機物在降解過程的中間產物積累，發酵翻堆不及時、發酵的鼓風量不足等皆會導致局部厭氧現象。氨基酸脫羧作用產生的致臭胺類，以及不完全降解有機物在發酵高溫期內直接作用的揮發性脂肪酸，這些都是生活污泥發酵臭氣的重要組成成分。

1.2 生活污泥發酵惡臭的危害

生活污泥發酵工程中產生的臭氣具有濃度低、產生量大的特點，當發酵臭氣累積到一定的濃度時，其主要的惡臭物質通過特定的致臭基團對人體內的嗅覺細胞產生一定的刺激，嚴重時可致人暈厥，造成事故。操作人員長期暴露于臭氣中，對身體危害極大，易引起頭痛、頭暈、呼吸道不適等，因此更應做好防護措施。同時，由于生活污泥發酵工程中發酵設備長期處于高濕的工況環境下，容易發生電氣短路，對生產安全造成威脅。

2 生物濾池處理發酵臭氣的技術原理

2.1 通過濾料層吸收致臭污染物

作為一種經濟、運行難度小、高效便利的生物除臭工藝，生物濾池被廣泛應用于工業污水處理工程的惡臭處理。通過濾料層將致臭污染物吸收，借助濾料上的微生物有效地降解污染物。其結構層級分明，主要由預洗池、噴淋、濾料池、循環系統，以及配套的管道系統、風機組成。

2.2 濾池系統有機分辨污染物是否溶于水

生物濾池運行時，通過管道將待處理的臭氣由風機送入預洗池，預洗池中適當地放置惰性填料。在水霧噴淋的效果作用下，表面覆蓋大面積的水膜，與臭氣接觸之后，可以有效地去除易溶于水的致臭物質及顆粒物。對于不溶于的污染物，附著在濾料的表面或微生物的體外，由胞外酶進行分解。進入到微生物的細胞后，致臭物質作為營養來源和能量物質，被微生物所利用，逐步分解，最終消除臭氣。

3 生物濾池除臭系統的設計

3.1 相關的影響性因素

3.1.1 濾料的種類

在生物濾池處理發酵臭氣的過程中，常用的濾料一般分為可降解濾料和不可降解濾料。影響生物濾池處理效果的一般為可降解濾料，因其濾料層在處理過程中表面積不斷減少，從而增大了風阻。與可降解濾料的作用效果相反，不可降解濾料不易堵塞壓實，在生物濾池除臭過程中的濾層阻力較小，符合預期設想，以珍珠巖、硅藻土為代表。但是，不可降解濾料的孔隙度很小，在日常的作業操作中，應注意揚長避短，善于利用不可降解濾料的濾層處理效果，適當地增加碳源，維護好濾層中微生物賴以繁殖的環境。此外，因其初始調試時間較長，運行的維護成本也會隨之增加[1]。

3.1.2 濾料的含濕量比例

濾料含濕量越高，氨的去除效果越明顯。當濾料的含濕量降低時，氨的去除率也對應降低。因此，濾料的含濕量比例成為生物濾池處理項目中一項較難掌控的影響因素。安全的濾料含濕量比例應控制在40%～60%，超過這個范圍，氨的去除率便很難保證。只有控制在這個范圍內，才能達到理想的氨凈化效果。

3.1.3 濾料層的厚度

濾料層的厚度過高會導致生物濾池的阻力加大，給生物濾池除臭系統造成能耗負擔，同時也會增大氣流短路的危險狀況。考慮到這一點，在實際操作過程中，濾料層填料的選取便顯得尤為重要，不僅要選取能使濾料層布氣均勻的填料質地，還有選取符合濾層高度的填料，工程建設中濾料層的厚度一般設在1～1.5 m。

3.1.4 生物濾池停留的時間

生物濾池停留的時間有兩種，分別是有效停留時間、空床停留時間。有效停留時間考慮的制約性因素為工作風壓，工作風壓是人力較難精準把控的，其他的因素如濾料的孔隙度、密度，雖然會影響有效停留時間，但在工程上可以有選擇地避開其短處。一般而言，選擇所需空床停留時間進行生物濾池的設計是較為科學的做法。至于可溶于水的污染物，因空床停留的需求時間較短，人力可以合理控制。

3.1.5 濾料池的pH值

生物濾池除臭工藝中，濾料池的pH值之所以會下降，是因為濾料池中采用噴淋液循環的運行方式，使微生物的副產品或降解產物呈現酸性。可適當采取持續跟蹤噴淋液的pH值、定期更換噴淋液的改良措施。

3.2 生物濾池除臭工藝的設計與應用

在整個污泥發酵項目中，當生物濾池除臭系統運轉時，若生物濾池管理不善，將會使pH值的調節滯后時間過長，造成的負面影響極大，既破壞了微生物的新陳代謝能力，也使系統的運行受到阻礙。濾料的種類、濾料的含濕量比例、濾料層的厚度、生物濾池停留的時間、濾料池pH值都是影響生物濾池除臭工藝的因素，因此對于生物濾池除臭工藝的設計，應當懂得多角度考量。下面以某污泥發酵工程中生物濾池除臭項目為例進行詳細的探討。

3.2.1 控制濾池的pH值及濾料的含濕量

運用生物濾池除臭工藝時，為保持濾層中微生物的正常生長、繁殖及新陳代謝，濾池的pH值應維持在7.0～8.0。生物濾池除臭過程中，濾料的含濕量一般合理地保持在40%～60%。控制好濾料的含濕量好處很多，不僅有利于微生物和濾料之間的傳質，還有助于微生物的新陳代謝[2]。

3.2.2 加速廢氣及污染物的降解，提高除臭的效率

靈活避開相關因素的制約，采用槽式好氧發酵系統，并且合理控制發酵原料的含水率，對生活污泥發酵工程中所產生的臭氣采取物料翻拋的作業。增大濾料層的厚度，適當延長氣體與濾料層之間的有效接觸時間，目的是擴大生物的承載量，更好地加速廢氣污染物的降解，從而提高濾層除臭的效率[3]。

3.2.3 配備電動卷閘，工程末端除臭

在發酵車間中，重要的物流進出口配備電動卷閘一般為常閉狀態，檢修、出料除外。設計通過管道收集發酵車間所產生的臭氣，末端除臭也妥善處理到位。

3.2.4 濾料選取應質地結實，以鞏固濾層結構

為克服不同類型濾料的不足，工程上常采用三加濾料，如火山巖+木屑+石英砂。這樣一來，既為微生物的正常生長、繁殖提供一定的碳源，同時也可以保證濾層結構的穩定，防止堵塞現象的出現。整個過程中，生物降解的效果正是通過濾層中濾料質地的鞏固、濾層結構的穩定慢慢實現的[4]。

3.2.5 科學提高空床停留時間，節約濾池維護成本

該生物濾池除臭項目通過科學地提高空床停留時間，從而提升處理致臭污染物的能力。保持合理的空床停留時間，空床停留時間建議大于25 s。科學地控制生物濾池的占地和建設成本，才能最終壓縮整個工程建設的預算。

4 結語

應用生物濾池除臭工藝在污泥發酵項目中所產生的意義深遠，其優越性是普通除臭措施無法比擬的。當然，若要使生物濾池高效運行，除了降低維護及運營成本，還要考慮其他因素的影響，如致臭物質成分復雜、發酵臭氣處理量大等。只有在實際操作中逐步完善生物濾池除臭系統，才能更好地發揮這門工藝的生態價值，從而更好地實現對環境的保護。