【正文】 硫化氫H2S臭雞蛋味0．00047硫醇類CH3SH、CH3SSCHCH3SCH3爛洋菜味0．0001吲哚類C8H5NHCH3糞便味3．310－7硫化氫、氨等幾種常見的惡臭物質(zhì)的性質(zhì)如下：氨（NH3）：無色氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味。硫化氫（H2S）：無色氣體，有惡臭和毒性。(25/4℃)。當(dāng)然，如果發(fā)生大規(guī)模惡臭污染事件，會(huì)使惡臭氣體污染的濃度達(dá)到3，4等的水平上。 微生物處理臭氣的原理 自然界中存在著分解惡臭或經(jīng)誘導(dǎo)能產(chǎn)生分解酶的微生物，微生物脫臭是由以下三個(gè)階段構(gòu)成： 第一階段：臭氣同水接觸并溶解到水中，此過程遵循亨利法則。 微生物除臭的方法 根據(jù)微生物在除臭作用中的存在形式可將處理方法分為生物過濾法(固著態(tài))，生物吸收法(懸浮態(tài))以及其他方法等，以下分別說明。據(jù)報(bào)道土壤中加入某種改善劑如少量雞糞和珍珠巖后，可提高對(duì)惡臭氣體甲基硫醇、二甲基硫、二甲基二硫的去除效率。 日本學(xué)者采用不同的載體，如APC微粒，炭素纖維，海綿填充劑等進(jìn)行脫臭研究，效果都較滿意。 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，所用設(shè)備通常是曝氣罐，～1mm/s。為牛奶場(chǎng)消除污染找到了一條可行的方法。 日本研究者從活性污泥中分離出分解甲基硫醚的氧化硫細(xì)菌Thiobacillus thioparus TKm， 栗田工業(yè)與東京工業(yè)大學(xué)開發(fā)用泥炭做載體的亞硝化單胞菌屬等微生物除臭劑，將此除臭劑填充于反應(yīng)槽中，可去除H2S和NH3等惡臭成分，如處理低濃度臭氣，可長(zhǎng)時(shí)間保持無臭狀態(tài)，與以往的藥液、活性炭法相比較，具投資省，維護(hù)管理費(fèi)低的特點(diǎn)。 目前CO2的固定方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法，而大多數(shù)物理和化學(xué)方法最終必須依賴生物法來固定CO2。 由于微藻(包括藍(lán)細(xì)菌)和氫細(xì)菌具有生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，故對(duì)它們固定CO2的研究及開發(fā)較為廣泛、深入。另外，還可利用真養(yǎng)產(chǎn)堿菌(Alcaligeneseutrophus ATCCl7697T)固定CO2生產(chǎn)聚3羥基丁酸酯(PHB)。一般光合細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌都是以卡爾文循環(huán)固定CO2。 (4) 甘氨酸途徑 厭氧乙酸菌從CO2合成乙酸的生化機(jī)制一般有兩種，除上述的乙酰輔酶A途徑外，還有圖645所示的甘氨酸途徑。Yaguchi等人分離的可在50—60℃下能夠快速生長(zhǎng)的高溫藍(lán)藻(Synechococcus sp.)倍增時(shí)間僅為3h,蛋白含量60%以上。其中，自養(yǎng)微生物在固定CO2的同時(shí)，可以將其轉(zhuǎn)化為菌體細(xì)胞以及許多代謝產(chǎn)物，如有機(jī)酸、多糖、甲烷、維生素、氨基酸等等。 (3) 乙酰輔酶A途徑 以乙酰輔酶A途徑固定CO2的過程如圖644(b)所示?，F(xiàn)已比較清楚的微生物固定CO2的生化途徑主要有以下幾種： (1) 卡爾文循環(huán) 卡爾文循環(huán)一般可分為三部分：① CO2的固定；②固定的CO2的還原；③CO2受體的再生。 其中，兩株氫細(xì)菌，海洋氫弧菌(Hydrogenovibriomarinus)和氫嗜熱假單胞菌(Pseud— omoTlashydrogenovora)在最適溫度下(37℃和52℃)， 。前者主要包括藻類和光合細(xì)菌，它們都含有葉綠素，以光為能源、CO2為碳源合成菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物；后者以CO2為碳源，能源主要有HH2S、S2O2NH+NOFe2+等。另外，CO2又是地球上最豐富的碳資源，它與工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，而且還關(guān)系到能源政策問題。微生物的種類中細(xì)菌和絲狀菌占一大半。在低濃度與低負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)能將H2S全部去除。（磷酸鹽為活性污泥補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)用）圖4－61 洗滌式生物脫臭裝置(3) 其它脫臭法為防止家禽和畜牧場(chǎng)糞便的惡臭發(fā)生，可通過抑制有機(jī)物厭氧發(fā)酵，引入好氧微生物好氧分解惡臭物質(zhì)以達(dá)到除臭的目的。堆肥在使用一年后也會(huì)發(fā)生酸化，應(yīng)及時(shí)調(diào)整pH值；同時(shí)要定期補(bǔ)充微生物生長(zhǎng)所需的碳素養(yǎng)料，一般兩年補(bǔ)給一次。資料表明，利用生物濾池處理芳香族化合物如苯乙烯、甲苯、脂肪族化合物如丙烷、異丁烷及更易降解的化合物苯酚、乙醇時(shí)，效果非常顯著。 土壤過濾裝置通常采用床形過濾器，氣體由風(fēng)機(jī)(～1m3/)送入。H2S＋O2＋自養(yǎng)硫化細(xì)菌＋CO2→合成細(xì)胞物質(zhì)＋SO42－＋H2OCH3SH→CH4＋H2S→CO2＋H20＋SO42－當(dāng)惡臭氣體為氨時(shí)，氨先溶于水，然后，在有氧條件下，經(jīng)亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸，在兼性厭氧的條件下，硝酸鹽還原細(xì)菌將硝酸鹽還原為氮?dú)狻０耸甏詠?，已有各類微生物除臭的裝置和設(shè)備開始運(yùn)用于冶金、石油、化工、畜牧業(yè)、污水處理廠等實(shí)際中，并取得明顯的效果；我國(guó)的微生物除臭研究工作起步較晚，到八十年代末、九十年代初才開始有這方面的實(shí)驗(yàn)室研究，目前已有生物法處理惡臭氣的研究報(bào)道。 惡臭物質(zhì)對(duì)人體的影響惡臭氣體濃度對(duì)人體的影響大小可分為四等：⑴不產(chǎn)生直接或間接的影響；⑵惡臭氣體的濃度如已對(duì)植物產(chǎn)生危害，則將影響人的眼睛，使其視力下降；⑶對(duì)人的中樞神經(jīng)產(chǎn)生障礙和病變，并引起慢性病及縮短生命；⑷引發(fā)急性病，并有可能引起死亡。易溶于水，溶于乙醇，易燃燒。熔點(diǎn)－℃。目前常提的8大惡臭物質(zhì)是：H2S、NH(CH3)3N、CH3SH、CH3SCH3(DMS)、CH3SSCH3(DMDS)、乙醛、苯乙烯。在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn)，許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能與上述理淪模型相吻合，一些現(xiàn)象也難以用上述理論作出解釋。h)的情況下，將廢氣中的有機(jī)物濃度由45mg／ mg／m3，獲得了良好的除臭效果。另外，生物滴濾池單位體積填料附著的微生物濃度較高，適于處理高濃度有機(jī)廢氣，Tonga等的研究表明，當(dāng)停留時(shí)間為50s、處理效率為90％時(shí)，生物滴濾池處理苯乙烯的負(fù)荷是生物濾池的2倍，處理苯的負(fù)荷是生物濾池的3倍以上。圖642 生物滴濾池處理有機(jī)廢氣系統(tǒng)示意圖 生物滴濾池與生物濾池的最大區(qū)別是在填料上方噴淋循環(huán)液，設(shè)備內(nèi)除傳質(zhì)過程外還存在很強(qiáng)的生物降解作用。生物濾池因其較好的通氣性和適度的通水和持水性，以及豐富的微生物群落，能有效地去除烷烴類化合物，如丙烷、異丁烷，對(duì)酯及乙醇等，生物易降解物質(zhì)的處理效果更佳。 生物吸收法中氣、液兩相的接觸方法除采用液相噴淋外，還可以采用氣相鼓泡。(1) 生物吸收法 生物吸收法裝置由一個(gè)吸收室和一個(gè)再生池構(gòu)成，如圖6—39所示。 生物法凈化有機(jī)廢氣的原理 有機(jī)廢氣生物凈化是利用微生物以廢氣中的有機(jī)組分作為其生命活動(dòng)的能源或其他養(yǎng)分，經(jīng)代謝降解，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無機(jī)物(CO水等)及細(xì)胞組成物質(zhì)。經(jīng)上述工藝系統(tǒng)處理的效果如下：（1）去除COD的效果 當(dāng)進(jìn)水CODcr為2061 mg/l 時(shí)，厭氧塔出水CODcr為666mg/l，%；PSB出水CODcr為244 mg/l ，去除率為62%；氧化塘出水CODcr為65mg/l，%；%。禽畜糞便經(jīng)厭氧發(fā)酵，可有效地達(dá)到無害化和穩(wěn)定化。我們?cè)诟邼舛鹊娜思S便PSB法處理中，經(jīng)上述穩(wěn)定化、無害化處理，可使糞便轉(zhuǎn)變成PSB液肥，同時(shí)加以充分利用，便可做到完全資源化和零排放。對(duì)于一時(shí)利用不了的經(jīng)綜合處理的少量污水，可在后續(xù)處理中配以氧化塘及水生植物生態(tài)工程技術(shù)，將可較好地達(dá)到環(huán)境質(zhì)量所要求的相關(guān)指標(biāo)。 禽畜糞便自古以來都被作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥而通過自然生態(tài)系得到轉(zhuǎn)化、利用。 例如，某水處理研究開發(fā)中心采用接觸氧化→水解（酸化）→兩段接觸氧化→混凝工藝處理高濃度養(yǎng)豬廢水。⑶糞便惡臭的污染 剛排出的禽畜糞便含有NHH2S和胺等有害氣體，在未能及時(shí)清除或清除后不能及時(shí)處理時(shí)臭味將成倍增加，產(chǎn)生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及低級(jí)脂肪酸等惡臭氣體。日）禽畜種類奶牛哺乳母豬育肥豬羊產(chǎn)蛋雞肉雞排糞尿量55～657～11表4－23 禽畜糞便的化學(xué)成分（％）種類水分有機(jī)質(zhì)氮（N）磷（P2O5）鉀（K2O）豬糞81．515．00．600．400．44牛糞83．314．50．320．250．16羊糞65．531．40．650．470．23雞糞50．525．51．631．540．85據(jù)報(bào)道,。也就是說，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要大量的有機(jī)肥。 禽畜糞便處理與資源化工程 自改革開放和菜籃子工程實(shí)施以來，我國(guó)許多城市建了大量百頭牛、千頭豬和萬羽雞以上（存欄數(shù)）的大中型集約化的禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)。表4－25示污泥用于農(nóng)用有機(jī)肥時(shí)對(duì)重金屬含量的控制標(biāo)準(zhǔn)。這些因素能影響到細(xì)菌、真菌、放線菌等參與有機(jī)物降解的微生物的活性和堆肥化的進(jìn)展速度。這種消化池要加蓋和保溫，以便將系統(tǒng)的熱損失減到最小。min3）環(huán)境條件 對(duì)好氧消化法，pH值和溫度是重要的環(huán)境條件。污泥好氧消化主要用于污泥處理量不大的場(chǎng)合。在這種情況下，微生物被認(rèn)為處于內(nèi)源期。5）碳氮比（C／N） 污泥中有機(jī)物質(zhì)的碳氮比，對(duì)消化過程有很大影響，碳氮比高，即氮量低，用于合成細(xì)菌的氮量不足，消化液中HCO3（以NH4HCO3形式存在）濃度低，緩沖能力差，pH值易下降。 甲烷細(xì)菌對(duì)環(huán)境條件非常敏感，除對(duì)溫度的適應(yīng)性很弱外，對(duì)pH值的適應(yīng)范圍也很窄，～。應(yīng)該指出，消化池內(nèi)的產(chǎn)甲烷菌，在一定溫度內(nèi)被馴化后，溫度波動(dòng)2℃就可破壞消化作用，為此，在厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行操作過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，供給充足的熱源，維護(hù)與保養(yǎng)好加熱系統(tǒng)與設(shè)備至關(guān)重要。 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)厭氧消化有三個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)來節(jié)省費(fèi)用： ① 采用較短的停留時(shí)間； ② 污泥進(jìn)行預(yù)濃縮； ③ 建造價(jià)格便宜的預(yù)制構(gòu)件消化池。二級(jí)消化產(chǎn)氣量比一級(jí)消化大約增加10%～15%，其中第一段消化池占總產(chǎn)氣量的90%。消化時(shí)間僅為低負(fù)荷消化池的1／3左右（10～15d），固體負(fù)荷約提高4～6倍。在單級(jí)消化的實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)污泥加入后進(jìn)行快速消化并產(chǎn)氣后，氣泡的上升所起的攪動(dòng)作用是唯一的攪拌作用。污水處理廠從污水中分離出的污泥系由有機(jī)物和無機(jī)物組成。所以污泥在厭氧條件下進(jìn)行消化處理是人們?cè)缫咽煜さ姆椒?，并?xí)慣地稱之為污泥消化。對(duì)于一級(jí)污泥、二級(jí)污泥和消化污泥，采用的濃縮方法主要有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮等。污泥中所含水分大致可分為四種，如圖4－54所示。表4－21 城市合流污水初沉池污泥特征參 數(shù)特性描述注物理性質(zhì)不均勻、團(tuán)塊狀色澤褐色工業(yè)水中染料可使之帶色，若腐敗可呈深褐色或黑色濃度平均固體含量占3～8%濃縮得好，平均固體含量占5～7%氣味泥土味有重金屬鹽時(shí)可無味或少味揮發(fā)物占總固體干重的70～80%偶而可為60%或85%pH～，平均6受工業(yè)廢水或污泥腐敗的影響總堿度范圍300～1000毫克/升，常為500～600毫克/升鹽類或非揮發(fā)物占固體總重量30%左右具有砂時(shí)可30%腐敗性通常不腐敗腐敗可因：①原水腐敗，②污泥在池中擱置過久，③污泥消化池中上清液引起污泥體積～52升/米3廢水，～體積過多，說明污泥太稀或有工業(yè)垃圾。一般，對(duì)大多數(shù)城市污水或工業(yè)廢水的生物處理廠（站）來說，花在污泥處理、處置上的費(fèi)用是相當(dāng)大的，約占總投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的50%左右。目前，用于生活垃圾處理的菌種都來源于自然界且絕大部分不是有害菌，從垃圾處理機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況看，并沒有對(duì)周圍人群產(chǎn)生不良影響，機(jī)器排出的殘?jiān)€成了附近居民搶手的花肥。除此之外，生活垃圾還可間接通過水、氣造成二次污染?？墒?t水的硬度升高半度，1t城市生活垃圾氧化分解產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)需要31t清潔土壤或115t清潔河水才能自凈。這些污泥的成份、性質(zhì)和廢水的性質(zhì)及處理工藝有關(guān)。因此,污泥的微生物消化處理是廢水生物處理中不可少的一個(gè)組成部分，是消除污泥對(duì)環(huán)境污染的有效方法。此類污泥的組分與活性污泥及生物膜基本相同，除了吸附了少量的水中的懸浮物、無機(jī)鹽或未分解的的殘剩有機(jī)物外，主要是由微生物的細(xì)胞所組成，因此污泥的有機(jī)物含量、含水率都較高，密度低。 （2）毛細(xì)管結(jié)合水在污泥的固體物質(zhì)粒子間，形成一些小的毛細(xì)管，充滿于毛細(xì)管中的水稱為毛細(xì)管結(jié)合水，這部分水，約占污泥水分的20%。上述三種污泥濃縮方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)具體情況與要求予以選擇，見表4－22。污泥厭氧處理原理及有機(jī)物的轉(zhuǎn)化請(qǐng)參見廢水厭氧處理章節(jié)。其次，污泥通過厭氧消化后，消化污泥中所含的肥分亦更易被植物所吸收。由上述可見，污泥的消化、濃縮和形成上清液等過程，是在一個(gè)消化池內(nèi)同時(shí)完成的。3）二段消化法 二段消化法又稱二級(jí)消化法，在二段消化系統(tǒng)內(nèi)，產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷階段分別在兩個(gè)單獨(dú)的反應(yīng)池中完成。4）厭氧接觸消化法 厭氧消化的時(shí)間受產(chǎn)甲烷菌分解有機(jī)物的速度所控制，出自高負(fù)荷消化池的污泥，在第二段消化池進(jìn)行沉降處理，將沉降后的熟污泥部分回流到第一段消化池，這樣可以增加消化池中產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量與停留時(shí)間，相對(duì)降低揮發(fā)物與細(xì)菌數(shù)的比值，從而加快分解速度。細(xì)菌的活動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度不僅影響厭氧消化的速度，而且影響消化的深度。 應(yīng)該指出，投配率的大小應(yīng)適中，投配率小，污泥消化速度快、程度高、產(chǎn)氣量也高，但消化池容積必然增大。當(dāng) pH值下降到 ，最好投加碳酸鈉，調(diào)整pH值在6－8的范圍，并保持系統(tǒng)有一定的緩沖能力，使pH值保持穩(wěn)定。不宜單獨(dú)進(jìn)行消化，如與初次沉淀污泥混合，可提高碳氮比，對(duì)消化有利。在緩沖能力不足的情況下，要考慮采取投藥措施，以維持適宜的pH值。而自熱高溫好氧消化工藝又分空氣曝氣與純氧曝氣兩種。在水力停留時(shí)間長(zhǎng)的條件下，pH值可能低于6，因此，在運(yùn)行時(shí)要定期檢查,注意系統(tǒng)的pH值調(diào)節(jié).(2) 自熱高溫好氧消化 利用微生物氧化有機(jī)物時(shí)所釋放出的熱量對(duì)污泥加熱，可以使污泥達(dá)到自熱高溫消化的目的。 經(jīng)