留学愽士后生物过滤技术，可以轻松解决

有机溶剂废气、污水、垃圾恶臭废气污染

                   □黄志刚（原广州市环保局副局级调研员、科技处处长）

一、有机恶臭废气有简单和彻底的方法治好吗？

挥发性有机化合物（VOCs）多半具有光化学反应性，会产生二次污染物，是造成酸雾、烟雾、地面臭氧的主要原因之一。环境保护部国家环境分析测试中心主任、理学博士黄业茹说：“光化学烟雾的形成的主要条件是VOCs的存在，不光如此，VOCs对生态环境和人体健康都有着巨大的危害。”

当前挥发性有机物(VOCs)的排放量不断增加，已经成为我国重点城市和局部区域大气复合污染的主要原因之一。为了摸清VOCs的污染现状，北京市开展了VOCs污染源普查。调查结果表明，北京的VOCs污染源种类繁多，排放的污染物成分复杂，烷烃、烯烃、芳香烃、醛、酮、醚、酯都存在，例如传统涂料使用的苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲醛、甲醇、乙二醇等有害类物质，会伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。在工业有机溶剂使用造成的VOCs排放中，涂装工艺和包装印刷（含书刊纸质印刷）行业是占比例{zd0}的两个行业。普查中发现，涉及有机溶剂使用装置的大多数中小企业无治理能力，即使是具备治理能力的企业，技术水平也不高，运行管理不到位。因此，加强VOCs污染治理先进技术的示范与推广将是下一步大气污染防治工作的重点。

广东省气象局首席专家吴兑认为，珠三角灰霾形成与珠三角地区的家具、制鞋、化妆品、文具等产业使用的挥发性有机物有关。

    近年的污染投诉，废气污染投诉所占比例{zg}，而废气污染投诉中，主要针对的是有机溶剂废气、污水和垃圾恶臭废气、饮食业油烟等污染扰民。解决一批市民反映强烈、长期得不到解决的热点、难点问题，提高群众对环境的满意度，对于政府来说，难得的是市民口碑的变化。

广州市政府《关于控制重点行业挥发性有机物排放的通告》（穗府〔2009〕27号）的规定，全市炼油、石油化工、油漆和涂料制造等11个行业（含电子产品制造）4000多家挥发性有机物排放企业，须按照《通告》要求实施整改，所有企业的挥发性有机物治理排放整改工作限期2010年9月30日前完成。问题是，怎样整改才合适？

大家都知道，使用有机挥发性溶剂的涂料、印刷、粘胶、塑料、橡胶等行业都会排放苯类及其它有机刺激性气体，污水处理、泵站、垃圾和粪便处理以及化工、发酵、制药等行业生产过程会产生恶臭废气或异味，这些废气如果不治理，其恶臭难闻的确很讨厌。然而，为什么不少已经有废气治理设施仍然被投诉，这就要检讨传统有机溶剂废气、恶臭废气治理技术和设备存在的问题了。

对于上述有机恶臭废气，以往的治理方法大多数采用活性炭吸附。被活性炭吸附的挥发性有机物或其它恶臭废气，无法变成xx成分，需要定时对活性炭进行脱附（俗称解吸）和对脱附物进一步处理和处置。活性炭解吸需要配备加热脱附的热源（锅炉或电加热蒸汽源），活性炭脱附的释放物要用浓缩---催化燃烧或其它工艺方法进一步处理，否则造成二次污染。这样，整套废气处理设施就很复杂，投资和运行费用很大，操作管理很麻烦，易产生二次污染是它的致命弱点，高风阻、高能耗也是活性炭吸附法的弊端。

活性炭吸附一般一两个月就要进行解吸处理，活性炭不断地吸附、解吸，容易破碎，每次解吸的结果是活性炭的吸附效率逐渐下降，因而处理效果不稳定，活性炭破碎以致一两年就要全部更换。若不进行解吸而采用活性炭丢弃法，则需要频频更换价钱较高的活性炭，不但麻烦而且经济负担更重。由于活性炭吸附工艺的缺陷，往往导致净化设施使用寿命不长，污染问题不能解决。活性炭解吸再生或更换都需要在废气治理设施停止运行的状态下进行，企业产品生产要同时停止。

因为活性炭吸附法存在操作管理麻烦、运行成本高、再生难，净化效果不稳定等问题，不少企业往往活性炭已经吸附饱和了也不进行再生或更换，治理效果变得很差。因而，尽管有净化装置，但净化装置运行的有效性却大打折扣，结果仍然被投诉。事实上，不难检查到废气处理设施中的活性炭早已失效而又不更换的现象。

以往缺乏妥善、彻底和简单、易管理的刺激性和恶臭废气处理技术，环保部门花大力气监督其治理而效果不理想，与上述治理技术落后有很大关系。

在调研中发现，性能先进的生物过滤器净化技术，具有结构简单、维护管理容易、运行费用低廉，净化效率高，压力损失（风阻）小等特点，近年在我国已经有成功的应用。

广州本田汽车公司采用生物净化器，监测结果是苯类有机溶剂废气净化效率达到84.4%。因为生物过滤器技术净化效果好，运行管理简便，故该公司在实施第二、第三条生产线有机溶剂废气治理工程时继续采用这种技术。

东莞高埗恒丰印刷厂有机溶剂废气（15000 m3/h）生物净化的效果监测显示，苯、甲苯、二甲苯的去除率都超过了95%。

xx制药有限公司污水处理厂的恶臭废气釆用生物净化器处理，处理量 24000 m3/h，运行效果很好。硫化氢、氨、甲硫醇和甲硫醚的净化效率为98.6%、97.2%、92.0%和83.2% 。

生物净化技术应用到养鸡场鸡粪干化中的高浓度臭气处理，其臭气的特点是：①特别臭：在未处理之前用高达30米的烟囱排气，方圆500米范围内，臭气冲天；②浓度非常高；③温度高：出口温度100-120℃，经冷却后，进入过滤器时的温度45--50℃；④高湿：含水量90%左右；⑤成份复杂：含H2S（硫化氢），NH3 （氨）和其他物质。用户在选用多家臭气治理技术均未达到预期效果的情况下，抱着试一试的心理。博士在仔细分析了该废气的组成成分和相关特性后，确认能用生物过滤法处理该废气，并设计了处理系统和选择了菌种。安装后，一次性调试运行成功，且效果比预期的还好。

二、生物过滤技术可以轻松解决有机溶剂废气、污水、垃圾恶臭废气污染

从上述工程案例可以看出，获我国科技部技术创新基金支持、博士后留学人员、加拿大注册工程师研发的恶臭废气高效生物处理技术及设备----生物净化器，不但可以净化油烟，还可以处理污水、垃圾、粪便的臭气，也可以轻松治理成分复杂多变的有机溶剂废气。

据了解，这种生物净化器采用环境生物复育技术、生物过滤技术研制高效生物膜来净化和降解废气中的污染物质。当含有气、液、固三相混合的多种化合物、挥发性有机物（VOCs）等恶臭废气以专管集中导入生物过滤器后，通过培养生长在生物过滤器内的特殊微生物形成的生物膜，此生物膜一方面以废气中的污染物为养料, 进行生长繁殖，另一方面将废气中的有味的挥发性有机物质(VOCs)作生物分解及脱臭处理，降解成为xx无味的二氧化碳(CO2)和水（H2O）后再排出，达到净化废气的目的。这种方法克服了活性炭吸附、催化燃烧等方法操作管理麻烦、运行成本高、再生难、易产生二次污染等缺点，是目前低浓度、大风量的有毒、恶臭废气处理的最简单、管理最容易的方法。

这种生物净化器采用生物过滤器技术，结构简单、投资及运行费用低、去除率高，优于传质较慢、运行费高、去除效率低的生物洗涤塔技术，也优于建造和操作较复杂、易造成堵塞的生物滴滤池技术。

国内现在也有生物净化器，只能用于处理污水、垃圾等臭气，净化（停留）时间较长，净化器体积大、占地大。博士后研发的高效生物净化器，不但可以处理污水、垃圾等臭气，还可以处理有机溶剂废气、油烟废气等，净化废气的停留时间很短（几秒钟），只有国内一般生物净化器的1/5～1/12，因而处理器体积很小，投资成本相对低；因为处理器体积和占地小，可以就近放置，因而抽风管道短、压损小，风机功率（电耗）低；此外，生物填料的表面积大，生长的生物量大，净化效率高；生物菌种和填料使用寿命长，可达5年以上（一般生物填料2～3年就要更换）；5年后经简单更新再生，又可继续使用。无需像活性炭那样一两个月就要再生、一两年就要更换；具有间歇工作能力，当工厂检修或放假时，不需要作任何维护；停止运行10天后，再次运行，其效率不受影响；操作管理简便，不需专人负责。

这种生物过滤净化技术，能有效地净化挥发性有机物以及去除恶臭（异味）。有毒恶臭气体只要经过生物过滤短短几秒钟, 臭气就可以净化。对废气中挥发性有机物的去除效率可以稳定达到85%以上，有毒恶臭物质的去除效率可以达到90%以上，对废气中硫化氢的去除率可以达到99.9% 。经过生物高效快速过滤后的气体xx无臭，对工厂，对大气环境，对周围居民的生活与健康都有明显的效益。所以，实际应用这种具有国际先进水平的“雾化喷淋+高效生物净化器”系统，处理有机溶剂等挥发性有机物、处理污水、垃圾、粪便的恶臭废气，其净化效果好，而且长期稳定、容易管理，其它方法不可比似。

三、生物过滤技术主要创新点和优势

生物过滤器中的微生物对于单一物质的降解比较容易，微生物易于适应和驯化单一物质的降解。而对于复合废气因含有较多复合物质的降解则需要多种微生物参与。但是多种微生物之间的生长平衡却较难控制，所以容易造成只有单一某种微生物生长占优势，只适用于降解单一的污染物的现状。

据介绍，针对目前技术上的空白，博士后研发的生物过滤器利用生物复育技术，在微生物菌种筛选、培养和优化组合上突破。菌种的选育现已形成系列，可针对不同废气处理要求，选择不同的菌种。在恶臭废气净化工程中，在生物过滤器内培养出能同时有效地处理多种化合物的高效生物膜，该生物膜由多种菌种形成一种复合体系，它们通过互生、共生关系来相互协调合作共同完成一些恶臭物质的降解过程，从而有效地解决了上述难题。

通过多种对比研究，该生物过滤器选择的填料表面积大，耐用，亲水性好，所以比一般填料效率高10倍，而且这种填料可使用5年以上，不需更换，压损小，不易堵塞。

拥有完整的高效生物膜形成和维护技术，使培养出的生物膜可以自身繁殖代谢，自我更新，无需添加菌种。而且不易被冲洗掉，比平价微生物更具有抗冲击能力，废气浓度的波动或者停机再启动都能适应，并保持很好的处理效果。每天只需定时喷淋少量水，对某些废气处理每个月添加少量生物营养剂，操作管理非常简便，效果长期稳定，运行费用低廉。

四、生物过滤是一种值得推广应用的替代活性炭净化废气的先进技术

治理效果好，长期稳定，又经济，又方便管理，运行简单化，这是中国特色的环保治理手段，是污染治理设施能够保证长期稳定运行、避免有污染治理设施仍然被投诉的重要因素之一。污染物减排和环境管理都需要寻求符合这种要求的技术支撑。

留学愽士后的生物过滤技术可以轻松解决有机溶剂废气、污水、垃圾恶臭废气污染，据调研比较和实际应用，这是一种值得推广应用的替代活性炭净化恶臭废气的先进技术。