生物滤池除臭技术原理

生物滤池除臭装置是目前研究最多、技术成熟，在实际中也的一种处理恶臭气体的方法。其处理流程是含恶臭物质的气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后，从滤池底部由下往上穿过滤池，通过滤层时恶臭物质从气相转移至水-微生物混合相（生物层），由附着生长在滤料上的微生物的代谢作用而被分解掉。这一方法主要是利用微生物的生物化学作用，使污染物分解，转化为无害的物质。微生物利用有机物作为其生长繁殖所需的基质，通过不同的转化途径将大分子或结构复杂的有机物经异化作用最终氧化分解为简单的水、二氧化碳等无机物，同时经同化作用并利用异化作用过程中所产生的能量，使微生物的生物体得到增长繁殖，为进一步发挥其对有机物的处理能力创造有利的条件。污染物去除的实质是有机物作为营养物质被微生物吸收、代谢及利用。这一过程是物理、化学、物理化学以及生物化学所组成的一个复杂过程。可简化为如下表达式：

恶臭物质+ O2 微生物 细胞代谢物+ CO2+ HO2

恶臭污染物的转化过程如下图所示：

恶臭气体成分不同，其分解产物不同，不同种类的微生物，分解代谢的产物也不一样。对于不含氮的有机物质如、羧酸、甲醛等，其最终产物为二氧化碳和水；对于硫类恶臭成分，在好氧条件下被氧化分解为硫酸根离子和硫；对于像胺类这样的含氮恶臭物质经氨化作用放出NH3，NH3可被亚硝化细菌氧化为亚硝酸根离子，在进一步被硝化细菌氧化为硝酸根离子。

生物降解H2S的过程可以归纳为以下几个步骤进行：

（1）H2S气体与水接触，溶于水，由气相转移至液相，此阶段反应遵循亨利定律。

（2）溶于水的H2S被微生物吸附或吸收在生物体内，当溶液流经填料表面时，溶解在水中的H2S被栖息在填料上的生物所吸附，由液相转移到生物相，此阶段遵循一般生物化学反应。

（3）H2S被微生物氧化分解，在转化过程中产生能量，为微生物的生长与繁殖提供了能源，使H2S转化持续进行。其中，H2S部分转化成为硫磺颗粒，另一部分转化为硫酸盐溶解于喷淋水中，此过程遵循能量守恒定律。

上述步中，H2S溶于水，H2S在水中的溶解遵循亨利定律。当气相压力大时，H2S的溶解度增大，温度升高时，溶解度减小。

同时溶于水的H2S发生电离，存在下列离解平衡：

H2S=HS-+H+ k=5.7×10-8 (1.1)

HS-=H++S2- k=1.2×10-15 (1.2)

在水溶液中，H2S、HS-、S2-的含量与溶液的pH值、气体温度、压力等有关。在生物器中，水沿着被生物膜包裹着的填料自上而下流动，含H2S气体自下而上流动。在反应器内气液接触，使H2S尽可能多的溶于水中。

在第二步中，水中溶解的H2S、HS-等离子逆水流方向，从下向上流动。在滤床内被微生物吸附，从而从液相中被除去。这一步是由于生物膜表面附着水，即依靠液膜传递来完成的。生物膜具有很强的吸附能力，表面总有一层附着水，附着水中的H2S被生物膜吸附、吸收，使水中的H2S浓度减低，同时流动水中的H2S又不断地向水膜传递，而水相中的H2S减少，又使气相中的H2S不断溶解。

在第三步中，被微生物吸附的H2S被生物氧化分解