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微生物垃圾除臭技术研究与应用

发布时间:2018-05-21  浏览:9085

微生物垃圾除臭技术研究与应用

随着社会经济的飞速发展及城市化进程的不断加速,室内外环境污染问题日益突出。恶臭作为环境公害之一,直接影响人们的生活质量,甚至危害到人们的健康,已越来越受到人们的关注。目前,凭人的嗅觉感知的恶臭物质有4000多种,恶臭物质一般散发在大气中,有些会随废水和废渣进入水体,不仅使水发生恶臭,还会影响水生生物的生存。因此,必须对其治理。

一、臭气的来源成分及危害

恶臭物质是指能引起嗅觉器官多种多样臭感的物质。人类活动导致恶臭产生的环境较多,按产生源可以分为生活源和工业源。生活源是指日常生活中产生的恶臭,如家用卫生问、公厕、污水处理厂、垃圾转运站等地方会扩散出恶臭气体,污染周边环境,给家庭生活或周围居民带来很大的不便;工业源是指工业生产中产生的恶臭,如化工厂、涂料厂、农药厂、养殖厂等。恶臭成分较多,但通常大致分为三类:含硫的化合物(硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚),含氮化合物(氨、三甲胺)及碳、氢、氧组成的化合物(低级醇、醛、脂肪酸等)。其中H2S和NH3 是臭味的主要组成成分,具体见表1。

1 主要恶臭物质的臭气特征及污染来源

分类

臭气特征

污染来源

硫醇类

烂洋葱味

制药厂、橡胶加工厂

硫醚类

蒜韭菜臭

纸浆厂、是有精炼厂

硫化物

臭鸡蛋味

炼油、化肥、污水处理站

胺类

鱼腥味

金属冶炼、石油化工厂

脂肪酸类

刺激臭

骨胶、油脂加工

无机氨

不快臭

污水处理站

吲哚类

刺激臭

粪便、生活污水、肉类腐烂、屠宰牲畜

醇类

刺激臭

油脂加工、皮革制造、酿造、粪便

酚类

刺激臭

溶剂、涂料、油脂工业

酯类

香水臭

合成纤维、合成树脂、涂料粘合剂

含卤素有机物

刺激臭

合成树脂合成橡胶、制冷剂

目前,处理恶臭气体采用的方法有三大类:物理法(掩蔽和稀释扩散等)、化学法(氧化、吸收和吸附)和生物法(过滤、堆肥和土壤) .

上述处理方法各有其优缺点。对于大流量、低浓度的挥发性有机废气和恶臭气体,使用物理和化学法处理存在投资大、操作复杂、运行成本高的问题。生物脱臭法是2O世纪5O年代后期发展起来的处理臭气的方法,该方法因其具有处理效率高、无二次污染、所需设备简单、便于操作、费用低廉和管理维护方便的特点,已成为许多国家研究的热点,是恶臭治理的一个发展方向。

二、微生物除臭的原理

微生物除臭基本上分为三个过程:首先将部分臭气由气相转变为液相的传质过程;第二是溶于水中的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物吸收,不溶于水的臭气先附着在微生物体外,由微生物分泌的细胞外酶分解为可溶性物质,再渗入细胞;第三是臭气进入细胞后,在体内作为营养物质为微生物所分解、利用、使臭气得以去除。

从微生物除臭的原理可知,微生物除臭是多种微生物共同作用的结果。多种微生物共同作用更有利于吸收、分解产生的S0:、H:S、CH。等具恶臭味的有害气体。同时,这些微生物又可以产生无机酸,形成不利于腐败微生物生活的酸性环境,并从根本上降解分解时产生恶臭气体的物质。这是MP复合菌在除臭方面取得良好应用效果的原因之一。

三、微生物在生活垃圾除臭方面的应用进展

垃圾不及时处理排放到环境中产生恶臭,诱引苍蝇繁殖,引起环境恶化,影响人们的身体健康。控制垃圾恶臭有两种途径:(1)在没有腐化的垃圾中加入MP复合菌与纤维素分解菌、木质素分解菌等组成高效微生物接种剂,进行堆肥,使之转化成肥料重新利用。(2)在已腐化有恶臭的垃圾中加入微生物菌群,控制恶臭。具有极强的除臭和灭蝇效果。经过MP复合菌处理,生活垃圾可以被农业高效利用。利用MP复合菌处理后的生活垃圾农肥完全可以替代并超过各种化学肥料,不但使农作物增产,同时还减少了化肥、农药对环境的污染广州市垃圾压缩站投入MP复合菌前后的数据表明,MP复合菌能显著降低空气中的氨气和硫化氢气体。

3个处理站的应用效果见表3:

3 广州市用MP复合菌处理城市垃圾结果

 

石碑站

江南西站

黄沙站

项目

效率

效率

效率

氨气

0.524

0.196

62.6%

1.054

0.680

35.4%

0.963

0.583

39.5%

硫化氢

0.018

0.012

33.3%

0.017

0.012

29.4%

0.025

0.017

32.0%

20世纪90年代初,MP复合菌引进我国,经全国20多个省、地区的短短几年的试验,研制了MP复合菌,同样具有除臭的功效。

四、微生物除臭的具体方法:

1、生物过滤除臭法:

主要是利用细菌和微生物对臭气的吸收和生物降解过程来自然除臭的方法。该方法的优点是投资适中/见效快 、运行成本较低 、效率高 ,是真正的绿色环保方法.

除臭技术利用微生物在纤维 或多孔材料表面形成的生物膜能够吸附、吸收和降解恶臭气体成分,并将其转化为无毒、无害、无味的简单物质的原理,选择有机或无机材料作为微生物膜的载体,将人工筛选的脱臭 微生物 固定于生物过滤器内,利用风机负压的作用,将臭气输送到加湿保温系统,流过含有丰富微生物的过滤介质 (滤料),完成吸附、吸收和降解过程。生物过滤器处理后的清洁气体经过风机和排风管排放到大气中。

 

 

   2、生物洗涤法:

      生物洗涤法是采用活性污泥的方法,先将恶臭成分转移到水中,然后,在将受污染的水进行微生物处理,将气液接触方式分为两种形式:曝气式和洗涤式。

   3、植物、矿物填料填充法:

      填充法是通过植物发酵和矿物质附着等方法,通过繁育大量微生物以及增加微生物的附着面,对于垃圾堆放地区进行粉状物质的覆盖。

   4、微生物菌剂雾化除臭:

      通过采用雾化设备,按时按量对于堆放的生活垃圾进行喷洒,适用于中小型垃圾处理站以及封闭式处理站。

五、微生物在臭气处理过程的应用形式

对于已经产生的臭气,针对产生臭气的不同物质具有不同的处理方法。对于固体物质,如堆肥过程中产生的臭气,往往采用吸附有除臭微生物的粉状物质进行覆盖,使臭气在释放到自然环境中被吸收降解。对于那些不能覆盖的臭气产生源,所产生的臭气常通过吸附、掩蔽或臭氧等方法处理,最常用的是通过小型的除臭装置来完成臭气的处理过程。废气在适宜的条件下通过长满微生物的固体材料,恶臭物质先被填料吸收,然后被填料上的微生物氧化分解,完成除臭功能,如果可以保持合适的环境条件(如空气负荷、湿度含量、营养成分等),微生物有机体可以去除大多数自然生成的恶臭物质。当前废气处理过程中常用的方法有3种方法:生物滤池、生物滴滤池、生物洗涤塔。生物滤池内部充填活性填料,废气经过预湿后,从底部进入生物滤池,与填料上附着生物膜(微生物)接触,被生物膜吸收,最终降解为水和二氧化碳,处理过的气体从生物滤池的顶部排出。生物洗涤塔通常有一个装有填料的洗涤器和一个具有活性污泥的生物反应器构成。生物滴滤池被认为是介于生物滤池和生物洗涤塔之间的处理技术。废气中污染物的吸收和生物降解同时发生在一个反应装置内。生物滤池和生物滴滤诎中都填满装有一定厚度的填料,以使微生物附着生长,生物处理的填料一般应具有如下条件:

有较大的比表面积,以尽可能提高污染物与微生物的接触面积;(2)有较好的表面性质,适合于微生物的生长;(3)具备一定的空隙率,以防止堵塞和减少阻力(4)具有一定的结构强度和防腐蚀能力;(5)易于获得使用寿命长;(6)易挂膜,质量轻,保湿性能好,抗生物降解。生物过滤池可采用由堆肥、泥炭、木屑、植物枝等混合后形成的活性填料。生物滴滤池的填料应有较好的持水性,如:炉渣、碎石、陶粒、珍珠岩等。生物洗涤塔的填料有关文献报道不多,一般采用多孔的、结构疏松的惰性填料,如:聚苯乙烯、岩石粒等。

 


六、堆肥技术比较分析
  目前国内的垃圾处理方式中堆肥仍占有一定的市场,堆肥是固体废弃物中的有机物经过生物化学的降解作用,使之成为腐殖质状,用作土壤的改良剂或肥料。传统堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥。厌氧堆肥多采用人工堆制,优点是处理工艺简单,成品中较多保存氮,缺点是消耗原料中的有机质,堆制周期太长,占地多,臭味大,有些物质不易腐烂,病菌不易杀死,对环境产生二次污染。好氧堆肥又称高温堆肥,它可以利用现代化技术和机械化处理垃圾,物料分解彻底,臭味小,病菌可以全部杀死,生产周期也短。
  高温湿解制肥技术:它是将生活垃圾分选,把其中的有机物装入密闭的容器中,通入高温高压蒸汽,经过一定时间的反应,使垃圾中各种组分得到降解,并使一部分降解的物质再合成腐殖质的工艺过程。垃圾湿解后通过喷放装置排放出来,再经过干燥、造粒等一系列工序最后制成有机肥料


七、产品成分作用

1、光合菌群(好气性和嫌气性)。

光合菌群属于独立营养微生物,菌体本身含60%以上的蛋白质,还含有辅酶Q10、抗病毒物质和促生长因子;它以垃圾接受的光和热为能源,将垃圾中的硫氢和碳氢化合物中的氢分离出来,变有害物质为无害物质。它能以垃圾中的有机物、痕量有害气体(硫化氢等)及二氧化碳、氮等为基质,合成糖类、氨基酸类、维生素类、氮素化合物、抗病毒物质和生理活性物质等,是肥沃土壤和促进动植物生长的主要力量。光合菌群的代谢物质可以被植物直接吸收,还可以成为其它微生物繁殖的养分。光合细菌如果增殖,其它的有益微生物也会增殖。

2、乳酸菌群(嫌气性)。

乳酸菌群以嗜酸乳杆菌为主导。它靠摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类形成乳酸。乳酸具有很强的杀菌能力,能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解。乳酸菌能够分解垃圾中在常态下不易分解的木质素和纤维素,使有机物发酵分解。乳酸菌还能够抑制连作障碍产生的致病菌增殖,因此可以有效调控垃圾发酵的菌群活性趋向。               

3、酵母菌群(好气性)

酵母菌群利用垃圾中的的液态物质、光合菌合成的氨基酸、糖类及其它有机物质产生发酵力,合成促进细胞分裂的活性化物质。酵母菌在微生物菌群中对于促进其它有效微生物(如乳酸菌、放线菌)增殖所需要的基质(食物)提供重要的给养保障。

4、革兰氏阳性放线菌群(好气性)

革兰氏阳性放线菌群从光合细菌中获取氨基酸、氮素等作为基质,产生出各种抗生物质、维生素及酶,可以直接抑制垃圾中的原生态菌。它提前获取有害霉菌和细菌增殖所需要的基质,从而抑制它们的增殖,并创造出其它有益微生物增殖的生存环境。放线菌和光合细菌混合后的净菌作用比放线菌单兵作战的杀伤力要大得多。它对难分解的物质,如木质素、纤维素、甲壳素等具有降解作用。放线菌也会促进固氮菌和VA菌根菌增殖。

5、发酵系的丝状菌群(嫌气性)。

以发酵酒精时使用的曲霉菌属为主体,它能和其他微生物共存,尤其对垃圾中酯的生成有良好效果。因为酒精生成力强,能防止蛆和其他害虫的发生,并可以消除恶臭。

微生物都各自发挥着重要作用,核心作用是光合细菌和嗜酸性乳杆菌为主导,其合成能力支撑着其他微生物的活动,同时也利用其他微生物产生的物质,形成共生共荣的关系,保证EM菌群状态稳定,功能齐全。当垃圾中的EM菌群含量达到一定程度时,它必将发挥出集团军作战的强大能量,成功干扰垃圾中原生态微生物的生命活动从而实现有效的生物干扰。

八、有效微生物在生活垃圾填埋场灭蝇除臭过程中的实验研究

从生化角度而言,微生物菌群喷洒到垃圾中后,其发生的变化过程也是一种有机垃圾堆肥化的过程。但它与传统的堆肥存在原则性区别:传统的堆肥处理技术,只是把垃圾中的可堆肥有机质进行堆肥,是属氧化分解体系,是利用自然的微生物将有机物进行氧化分解,其分解速度慢,并且产生恶臭,蚊蝇孳生;微生物菌群处理垃圾是发酵分解过程,在有机物分解过程中所产生的氨、硫化氢、甲烷气体等物质对人类来说是有害的,是污染源,但它们却是有效微生物群的营养物质,它们通过新陈代谢作用,化害为利,生成有益的有机营养,放出氧气,消除了恶臭产生的物质基础。

微生物处理垃圾应该是两阶段进行,第一阶段垃圾表面按照一定比例喷洒EM后,在垃圾内部密闭的厌气条件下进行发酵分解,原形和色泽几乎不变,仅长满了各种微生物,不产生恶臭,反而释放出芳香味;第二阶段垃圾接种EM,夏天约半个月左右,冬天约一个月左右垃圾的原形就不见了,与土壤就融合在一起了

技术培训部

2015.7.1

 

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