摘要：气体在系统内的停留时间是影响生物滤池去除效率的重要因素之一。文章采用中试规模的生物滤池研究不同停留时间对臭气中H2S和NH3去除效果的影响。结果表明，随着气体停留时间的增加，H2S和NH3的去除率逐渐提高，当生化段停留时间为17 s时，装置对两者的去除率均大于90%；当停留时间相同时，臭气中H2S和NH3在喷淋液中的溶解度与其去除效果呈正相关。

　　关键词：生物滤池；气体停留时间；臭气处理

　　随着经济发展和社会进步，城市生活垃圾处理引起了人们的重视。恶臭作为垃圾处理过程中的二次污染物，对生物的危害极大，是影响人体健康的一大安全隐患[1]。

　　恶臭污染物的来源有很多，且与人们的日常生活、农畜牧业生产、工业生产，以及城市垃圾等都有着密切的联系。目前，常用的恶臭处理方法主要有生物法、物理法和化学法。其中，生物法使用频率最高，且具有良好的环境友好性[2]。

　　当前，生物滤池法、生物滴滤法和生物洗涤法是生物除臭法中的3种主要方法[3]。其中，生物滤池法是最早的去除气态污染物的生物除臭法[4]。

　　生物滤池法是指将恶臭气体通入吸收室(微生物/填料床复合物)，由填料床吸附恶臭物质，然后通过填料床表面的微生物降解恶臭物质，使恶臭气体得到净化[5]。生物过滤法在国外的研究和论证已较为成熟，具有运行费用低和结构简单等优点[6]。该方法的填料一般为活性炭、珍珠岩、土壤等具有吸附性的材料。早期的填料床以木屑、堆肥和废弃生物质等易降解的有机物为主[7]。本文以餐厨厂污泥脱水暂存池产生的臭气中的H2S和NH3为研究对象，通过建立以火山岩及松树皮为填料的一体化生物滤池，研究在不同气体停留时间条件下，生物滤池对臭气中H2S和NH3组分的去除效果，以期为餐厨垃圾项目中生物滤池的设计和运行参数优化提供支持。

　　1材料与方法

　　1.1一体化除臭装置

　　一体化除臭装置采用PP（聚丙烯），预洗段尺寸为1 000×500×1 500 mm；填料采用空心球；生化段采用生物过滤方式，尺寸为1 000×1 000×1 500 mm。其中，填料层高度为500 mm，由火山岩与松树皮混合装填。

　　1.2监测项目与方法

　　本文以H2S和NH3为目标污染物。在装置运行期间，采用便携式气体检测仪对反应器进出口处气体中H2S和NH3的浓度以及生化段水箱温度进行连续监测。

　　2结果与讨论

　　2.1生化段水箱内循环液温度的变化

　　试验期间，通过测量生化段水箱内循环液可知，其温度为30~34℃。根据相关文献可知[8]，一般生物除臭反应器运行的最佳温度为20~35℃。因此，在试验期间，生化段内的微生物活性均较高，对臭气中相关组分的去除效率也较高。

　　2.2对H2S的去除效果

　　风机处于15 Hz、30 Hz开启频率时，系统进气中H2S的浓度为12.14~15.17 mg/m3；处于40 Hz开启频率时，系统进气中H2S的浓度为3.04 mg/m3左右。分析H2S的去除效果主要与系统中风机的运行情况有关。

　　当风机开启到15 Hz频率时，臭气在系统内的停留时间为17 s，系统对进气中H2S的去除效率维持在90%左右；当风机开启到30 Hz和40 Hz频率时，臭气在系统内的停留时间小于8 s，系统对进气中H2S的去除效率分别为65%~70%和60%~65%。由此可知，H2S的去除效率与气体在系统内的停留时间呈正相关，即风机开启频率越小，臭气在系统内的停留时间越长，系统对臭气中H2S的去除效果越好。具体如图1所示

　　2.3对NH3的去除效果

　　在不同风机开启频率条件下，除臭系统进气中NH3的浓度为18.97-22.77 mg/m3，浓度大小按照15 Hz>30 Hz>40 Hz依次降低，主要是因为风机开启频率与进气口负压成正比。风机进气口负压增加时，导致空气进入，会降低并稀释臭气中NH3的浓度。

　　不同风机开启频率条件下，系统对NH3的去除效率如图2所示。当风机处于不同开启频率时，臭气中NH3的去除效率存在较大差异。随着除臭风量的不断增大，生化段对NH3的去除效率呈现出明显的下降。当风机频率为15 Hz时，气体停留时间为17 s，系统对臭气中NH3组分的去除效率维持在90%以上；当风机频率为30 Hz时，气体停留时间为7 s，系统对臭气中NH3组分的去除效率维持在85%~90%；当风机频率为40 Hz时，气体停留时间为5 s，系统对臭气中NH3组分的去除效率维持在85%以下。由此可知，气体停留时间与NH3去除率呈正相关。

　　3结论

　　（1）生物滤池法是去除臭气中H2S和NH3的有效方法，当生化段停留时间为17 s时，装置对两者的去除率均大于90%；

　　（2）在相同停留时间条件下，系统对臭气中NH3的去除效果明显高于对H2S的去除效果，说明组分在喷淋液中的溶解度对其处理效果具有一定的影响。

　　综上所述，生物滤池主要是通过气液传质和生物降解来去除臭气中的污染物的，气体停留时间及其在喷淋液中的溶解度都会影响系统对臭气中相关组分的去除效果。气体停留时间过短或者在喷淋液中的溶解度过小会造成气液传质不充分，导致恶臭污染物未被完全吸附或表意不明，使其去除效率大受影响。考虑到生物滤池系统中的喷淋液多以水为溶剂，故而合理确定臭气在处理系统内的停留时间显得尤为关键。因此，在项目中，生物滤池系统设计应综合考虑占地、投资、进口浓度等因素，尽量延长设备生化段的停留时间，以保证臭气处理效果能够满足最终排口要求。

　　参考文献

　　［1］RYBARCZYK P,SZULCZY NSKI B,GEBICKI J,et al.Treatment of malodorous air in biotrickling filters:a review［J］.Biochemical Engineering Journal,2018,141:146-162.

　　［2］于承泽,李鸣晓,孟繁华,等.生物滤池去除恶臭气体工艺填料优选研究［J］.环境科学研究,2021,34(8):1876-1885.

　　［3］JINPING Q,KAIYUE Q,BING T,et al.Water treatment of polluted rivers in cities based on biological filter technology［J］.Environmental Technology Innovation,2021,23:1-10.

　　［4］邓隆华.好氧堆肥恶臭气体排放特征及其生物法去除应用研究［D］.广州:广东工业大学,2023.

　　［5］BHARATH G,SARAVANAN P,SUDHARSHAN J,et al.Removal of NH3 and H2S from odor causing tanneryemissions using biological filters:Impact of operational strategy on the performance of a pilot-scale bio-filter［J］.Journal of Environmental Science and Health,Part A,2021,56(6):625-634.

　　［6］JIANWEI L,JIANBIN S,CHEN L,et al.Bioaerosol emissions of pilot-scale low-pH and neutral-pH biofilters treating odors from landfill leachate:Characteristics and impact factors［J］.Waste Management,2021,(128):64-72.

　　［7］陈敏,杨有泉,邓素芳,等.畜禽养殖舍生物土壤滤体除臭装置［J］.农业工程学报,2012,28(7):208-213.

　　［8］王明健,李歆.污水厂生物过滤除臭工艺及工程设计［J］.中国给水排水,2009,25(16):32-35.