恶臭是指大气、水体、废弃物等物质中能够引起人体厌恶或不愉快的挥发性气味，是一种通过空气介质作用于人的嗅觉器官而被感知的嗅觉污染。工业和市政污水处理设施中的废水处理池是产生挥发性有机化合物（VOCs）的主要源头，此恶臭属于由废水引起的二次污染。污水处理厂中比较典型的产生VOCs 的处理池包括：气浮池、沉淀池、生化池、曝气池、污泥浓缩池等几种类型，由于气体成分的不同，产生的恶臭程度也不相同。

中油庆阳石化公司污水处理厂生物除臭系统是高效生物滤池系统，主要对CAF、DAF、污泥脱水间3 个构筑物产生的恶臭气体进行生物除臭处理，处理后的总风量10 314 m3，设计处理风量10 000m3。炼油污水中恶臭气体主要成分是：硫化氢、氨气、硫醇、苯、苯乙烯、甲苯、二甲苯等。

1 生物除臭原理

生物除臭系统采用了液体水洗吸收和生物降解处理的组合工艺。恶臭气体首先被液体（水）有选择地吸收形成混合污水，再通过微生物的作用将其中的污染物降解。

先将人工筛选的特种微生物菌群固定于填料上，当污染气体经过填料表面时，可从恶臭气体中获得营养源的那些微生物菌群，在适宜的温度、湿度、pH 值等条件下，会快速生长、繁殖，并在填料表面形成生物膜。当臭气通过其间，有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解，得到净化再生的水被重复使用。恶臭气体被去除的实质是恶臭气体作为营养物质被微生物吸收、代谢及利用。

2 生物除臭的工艺流程

除臭系统整个工艺流程大体可以分为4 步：

（1）将气浮池的恶臭气体加盖收集，用引风机加压后送至生物滤池。

（2）恶臭气体进入生物滤池，在循环水的喷淋润湿下，恶臭气体同水接触并溶解到水中。

（3）水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收，进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解、利用，从而使污染物得以去除。

（4）处理后的气体达标排放。

3 进气污染物指标

除臭系统的进气污染物指标如表1 所示。

表1 进气污染物指标

Tab. 1 Indexes of pollutants in inlet air

4 主要设备及性能参数

生物除臭系统装置包括生物除臭装置主体（生物滤池）、加湿循环系统、生物滤料、滤床灌溉系统、离心风机、循环泵、电控柜、自控仪器仪表及处理后排放管道等。生物除臭系统装置的自控装置可监测进气流量、温度、滤床的压降、循环水系统的pH 值、流量、温度等参数，以确保除臭装置在最佳状态下运行。

4．1 臭气收集系统

对于敞开式池体产生的恶臭气体需进行加盖收集，庆阳石化公司生物除臭收集系统覆盖材质采用的是玻璃钢，支撑采用骨架钢管桁架。

4．2 生物除臭系统

生物除臭系统包括预处理系统和生物滤池，两者为一体化设备。主体采用封闭式的生物滤池，点源排放形式，池体材质为玻璃钢。设备内部带有中碱C-glass 乙烯酯内衬，设备内部的滤料承托层采用38 mm× 38 mm（单个孔径）的玻璃钢格栅板。生物滤池设计表面负荷：150 m3 ／（m2·h），停留时间：25 s，预处理部分空池流速：0．25 m/s，生物滤池部分空池流速：0．05 m／s。

生物除臭系统包括以下几部分：

（1）预处理系统

预处理系统尺寸为L × W × H ＝ 2.0 m × 6.0 m ×2．8 m，自下而上为0．5 m循环水层、0．7 m布气层（气室）、1 m填料层（乱堆）、0．6 m喷淋层，总高度为2．8 m。外携控制水箱1 个，尺寸为1．0 m×0．5 m× 0．6 m，采用DN 100 mm UPVC 管道与设备内循环水层连接，循环水箱内置仪器仪表，以便于实现对补水、温度、pH 值、排水等的自动控制。

该预处理部分为逆向喷淋填料塔形式，喷淋采用立式（不锈钢304）离心泵，喷淋水量为15 m3/h，喷淋水循环利用，直至pH 值小于3 时排出。

（2）生物滤池系统

生物滤池系统尺寸为L × W × H ＝ 11.0 m × 6.0m × 2．8 m，自下而上为0．3 m排水层、0．6 m布气层（采用穿孔布气管布气）、1．4 m填料层（乱堆）、0．5m喷淋层，总高度为2．8m。外携喷淋水箱1 个，尺寸为1．0 m× 0．5 m× 0．6 m，喷淋水箱内置仪器仪表，以便于实现对补水、温度等的自动控制。该喷淋系统为间歇喷淋形式，每隔4 h 喷淋1 次，1 次喷淋40 s，由于用水量少，并且含有大量生物膜残片，因此该喷淋水不回用，直接排出至污水场进口。

该生物滤池部分加湿采用立式（不锈钢304）离心泵，喷淋水量为8 m3/h。

在布气层设置2 条DN 400 mm 布气管，玻璃钢材质，均匀在管壁上打孔，孔径为Φ 10 mm。

生物除臭系统采用的滤料为高效火山岩、腐殖树皮、泥炭、腐殖木屑的混合体，其中80％为无机部分（高效火山岩），20％为有机部分，填料总体积为93 m3。

（3）控制系统和在线监测系统

控制系统及在线监测系统由现场仪器仪表及PLC 配电柜组成，通过对进气流量计、温度传感器、压力传感器、加热器仪器仪表及PLC 的相关参数的设定来实现对总进气的控制；通过控制进水电动球阀、排水电动球阀、液位传感器、加热器、pH 计、温度传感器等来实现对循环水系统的控制；通过对排气口硫化氢、氨气等在线探头的数据控制来实现达标排放或者超标报警，从而实现整个生物除臭系统的自动运行及在线监测。

（4）排放系统

生物除臭装置采用集中排放，排放口的设置高度为10 m，保证气体排放符合GB 14554—93《恶臭污染物排放标准》中二级标准的要求。

5 运行效果

单机试车及各项准备工作完成后，开始用循环水泵对滤料进行清洗，待清洗干净后，滤料已润湿。然后投加微生物，此时保证pH 值为5 ～ 7，温度控制在20 ～40 ℃；用引风机供风，变频调速为总进气量的60％，保证微生物的供氧量；同时向生物滤池中投加少量硫磺，以改善开车期间污染气体浓度过低造成的微生物养分少的情况。同时定期给生物滤池喷水循环，使微生物载体处在一种湿润的环境中；随着污染物浓度增大，生物膜开始成长并适应，生物过滤系统转入正常运行。

生物除臭装置自2010 年10 月15 日运行至今，经监测分析，尾气完全达到GB 14554—93 中二级排放标准的要求。尾气检测分析数据如表2 所示。

表2 尾气检测分析数据

Tab. 2 Results of exhaust gas detection

6 影响生物过滤除臭效果的因素

6．1 填料

填料是生物过滤工艺的核心，是微生物的载体。因此，它必须满足以下几点：容许生长的微生物的种类丰富；为微生物提供较大的栖息生长比表面积；营养成分合理（N、P、K 和微量元素）；具有良好的吸水性，自身无异味；吸附性好，结构均匀，空隙率大；材料易得、价格便宜；耐老化，运行、养护方便。

6．2 温度

温度是影响微生物活性的重要因素，在15 ～40 ℃范围内，生物菌种的活性会随着温度的升高而增加。庆阳石化公司设置生物过滤滤池厂房，在厂房内设置了采暖设备，还在循环液箱内设置了电加热器，即当恶臭气体温度过低时，通过加热循环喷淋液、气液传质的方式来调节温度，以保障微生物的活性。

6．3 湿度

湿度是影响微生物活性的另一重要因素，也是生物过滤设备重要的控制参数。众多试验表明，当进气湿度在80％ ～ 95％时，生物膜的状态良好。

因此增加润湿喷淋系统，保证进气湿度。

6．4 pH 值

生物过滤装置内的最佳pH 值为5 ～ 7。由于微生物降解会产生酸性物质，装置内pH 值会逐渐降低，可通过喷淋水的方式来调节pH 值。。

7 结论

（1）生物过滤除臭方法利用微生物的代谢作用，对中、低浓度有机废气进行处理，具有适应性强，投资、运行费用低，二次污染小等优点，是一种自然的污染治理技术。

（2）对炼油污水处理厂产生的恶臭污染进行治理，改善了生产区及周边环境的大气质量，保障了人们的身体健康；同时为以后对炼油厂吹扫气等恶臭气体的治理提供了技术支持。

（3）今后的生物除臭研究工作应主要集中在填料选择、菌种筛选和固定化、生物滤池优化设计及其组合应用等方面，为工艺的进一步推广应用提供技术参数。