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微生物除臭劑我國《惡臭污染排放標準》(GB14554-93)對惡臭污染物的定義是:一切刺激嗅覺器官引起人們不如快及損害生活環境的氣體物質。惡臭污染物能通過非生物途徑以及生物途徑產生。非生物途徑主要指惡臭氣體在煉焦、印刷、洗水、化肥農藥合成等化工行業在其生產目的產品時由各化學反應直接產生,而生物途徑則指惡臭氣體由微生物分解畜牧養殖場、垃圾填埋場、肉類加工等場所廢棄的有機物質的蛋白質而產生。紀樹滿等學者對常見惡臭污染物的分類有:①含硫化合物,如SO2、H2S等;②含氮化合物,如NH3、胺類、吲哚類等;③鹵素及衍生物,如,鹵代烴等;④脂肪烴及芳香烴類;⑤含氧化合物,如酚類、醛類等。目前常用的除臭方法包括物理法:物理吸附法、高能離子除臭法等;化學法:臭氧氧化法、活性氧氧化法、化學溶液吸收法、光催化氧化法等;生物法:生物濾池法、生物滴濾塔法、生物濾膜法、活性污泥法等。相對物理除臭,生物除臭具有臭氣去除率高,運行費用低,設備運行檢修成本低等優點。而相對化學除臭,生物除臭則在二次污染少,運行費用低、能耗低等方面占有優勢。因此生物除臭具有廣闊的應用前景。2微生物除臭劑2.1 含硫化合物惡臭氣體的去除含硫化合物惡臭氣體的去除對象主要是H2S。用于脫除H2S的微生物主要是好氧菌Beggiatoa(貝日阿托氏菌屬)和Thiobacillus(硫桿菌屬),以及光合細菌Chlorobium(綠菌屬)和Chromatium(著色菌屬)等。這些種類細菌通過硫化作用,能夠把H2S氧化為S0或硫酸鹽等物質,從而實現對H2S的去除。好氧菌能夠氧化硫化氫形成硫酸鹽,并從中獲得能量。反應可表示如下:2H2S+O2→2H2O+2S+能量2S+3O2+2H2O→2H2O4+能量光合細菌為厭氧菌,其特點是在厭氧光照條件下,通過循環光合磷酸化不利用H2O,而利用H2S等無機物作為還原CO2的氫供體,從而實現H2S氧化為硫單質或進一步氧化成硫酸鹽的化學轉變。其反應可表示如下:2H2S+CO2 ■ 2S+H2O2S+3CO2+5H2O ■ 3(CH20)+2H2SO42.2 含氮化合物惡臭氣體的去除含氮化合物惡臭氣體的去除對象主要是NH3。傳統生物脫氮理論包括硝化作用和反硝化作用兩個過程,即:①氨態氮首先在化能自養菌亞硝化細菌,如Nitrosobacteria(亞硝化單胞菌屬)作用下氧化為亞硝酸;亞硝酸由化能自養生菌硝酸化細菌,如Nitrobacter(硝化桿菌屬)作用下氧化為硝酸。硝化作用反應可表示如下:NH3+O2+2H++2e- ■ NH2OH+H2ONH2OH+H2O ■ HNO2+4H++4e-②亞硝酸在厭氧反硝化細菌,如Bacillus Licheniformis(地衣芽孢桿菌)、Paracoccus denitrificans(脫氮副球菌)和若干Pseudomonas(假單胞菌屬)作用下轉化為氣態氮化物N2和N2O。反硝化作用反應表示如下:NO2- +H2O ■ NO3- +2H++2e-
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微生物除臭劑將甄選菌種選用微生物菌種復合型塑造技術性生產制造的新式除味劑,是由乳酸菌飲料、枯草芽孢菌、酵母、醋酸桿菌及胰蛋白酶、維他命、促生長因子代謝物混配成的。微生物除臭劑是由乳酸菌飲料、枯草芽孢菌、酵母、光合菌、芽孢桿菌等單一菌苗,在人力建立的一種合理微生物菌種生態系統中的,相互之間形成一種相互依存繁殖之間的關系,經新工藝研發而成率復合型微生物群落,菌含量較高,活力強,適應性強,對于生活垃圾處理、廢水處理、工業化生產全過程、家禽養殖場、糞液廢水處理成效顯著。微生物除臭劑能夠促進有機污染物溶解,減少BOD、COD ,改善水質,去除氨氣、氯化氫、二甲基二硫等有害物質。能提高污水處理設備的自凈能力,降低污泥造成,減少污水處理成本。并且可以自然環境惡臭味,抑止有危害病菌滋長。微生物除臭劑能做有機垃圾堆肥化處理,回收利用資網絡資源,減少污染。與此同時能夠減少沉井污泥、緩解當場異味、清理下水管道污漬。餐館、食堂潲水、剩飯剩菜、青菜葉外果皮等廢棄物可制做菌體蛋白精飼料。畜禽糞污、垃圾池的有機廢棄物可制做生物有機肥。傳統環境整治設備成本高、占地總面積大、實際操作繁雜、運行費用昂貴,且解決效果不佳;而微生物除臭劑的優點是可有效擺脫之上缺陷,且使用方便、污染治理成本投入低、污染物污泥負荷高、污泥造成量減少、可以信賴。微生物除臭劑的作用微生物除臭劑廣泛適用于生活污水處理、化工廢水、養殖廠污水、生活垃圾處理、城市污泥等;釀酒廠、食品加工廠、玉米淀粉廠、奶牛廠、屠宰廠、豆腐廠等工業廢水處理;農村化糞池解決、微生物污水處理、城市污泥解決、衛生間除臭、生活垃圾處理運用、工業生產垃圾除臭、臭湖死水整治、糞尿糞液管理等。微生物除臭劑應用簡易、便捷,可以用少許水稀釋液,立即資金投入農村化糞池、廁所馬桶等。獨特菌苗降低欠佳類化合物能快速溶解有機污染物,做到快速惡臭味實際效果。獨特有益菌適應能力強,可生長在無氧運動及有氧運動自然環境溶解污染物。
微生物除臭劑技術是利用能夠轉化或者降解惡臭物質的特殊微生物的吸附、吸收和降解作用對生活污水和生活垃圾等散發的含硫、含氮等惡臭氣體進行凈化,將硫化氫、硫醇和氨氣等惡臭成分轉化為無害無臭的物質,達到改善空氣質量、保護人民身體的目標。
惡臭物質的活性基團一旦氧化,氣味就消失。微生物處理臭氣的基本原理是利用微生物把溶解水中的惡臭物質吸收于微生物自身體內,通過微生物的代謝活動使其降解的一種過程。基本上分為三個過程:①惡臭氣體的溶解過程,即由氣相轉變為液相的傳質過程;②溶于水中的臭氣通過微生物的細胞壁和細胞膜被微生物吸收,不溶于水的臭氣先附著在微生物體外,由微生物分泌的細胞外酶分解為可溶性物質,再滲入細胞;③臭氣進入細胞后,在體內作為營養物質為微生物所分解、利用、使臭氣得以去除。惡臭物質的生物降解是該過程的限速階段,可見微生物處于生物脫臭的核心地位。微生物消化吸收惡臭物質后產生的代謝物再作為其他微生物的養料,繼續吸收消化,如此循環使惡臭物質逐步降解。真菌生長速度快,形成的菌絲網可有效增大與氣體的接觸面積,適用于難溶性臭氣。
從微生物除臭的原理可知,微生物除臭是多種微生物共同作用的結果。多種微生物共同作用更有利于吸收、分解產生的SO2、H2S、CH4等具惡臭味的有害氣體。同時,這些微生物又可以產生無機酸,形成不利于腐敗微生物生活的酸性環境,并從根本上降解分解時產生惡臭氣體的物質。
3.2 微生物在除臭方面的應用進展
3.2.1在污水處理中的應用
有益微生物菌群是由好氧性微生物和厭氧性微生物經復合培養而成的,后的有益微生物菌群通過馴化在污水中迅速生長繁殖,能快速分解污水中的有機物,同時依靠相互間共生增殖及協同作用,代謝出抗氧化物質,形成穩定而復雜的生態系統,抑制有害微生物的生長繁殖,抑制含硫、氮等惡臭物質產生的臭味,水中具有凈化水功能的原生動物、微生物及水生植物,通過這些生物的綜合效應從而達到凈化水的目的。綜合目前研究和應用成果,有益微生物菌群在污水處理中,具有降解有機物,減少污染產量、分解營養鹽類物質并具有除臭功效。
微生物除臭劑烴類的降解途徑根據同類的化學結構特點,主要可分為兩部分:脂肪烴的降解途徑和芳香烴的降解途徑。無論是脂肪烴降解途徑還是芳香烴降解途徑,均通過微生物所生成的脫氫酶或是加氧酶以實現對烴類物質降解的快速催化。如能催化正烷烴為正烷烴的氫過氧化物的正烷烴氧化酶。2.4 含氧有機物惡臭氣體的去除含氧有機物惡臭氣體,如醛類、酚類化合物均易溶于水,而微生物對該類惡臭氣體物質的去除原理與烴類惡臭氣體物質的去除原理相似,均主要通過微生物生成的相關酶的催化降解作用。能夠降解酚類化合物的微生物有Rhizobium(根瘤菌)、Fusarium(鐮刀菌)、Candida(假絲酵母)等,常見的酚類污染物主要是苯酚、雙酚A、壬基酚以及五氯酚。微生物通過加氧酶或脫氫酶,催化具有還原性的酚類污染物分解成CH4、CO2等無害終產物。如:苯酚首先經苯酚羥化酶降解為鄰苯二酚,其后在鄰苯二酚2,3—雙加氧酶或1,2—雙加氧酶作用下,經環裂解,形成三羧酸循環中間物。能夠降解甲醛的微生物有Pseudomonas putida(惡臭假單胞菌)、P. Aeruginosa(銅綠假單胞菌)等。催化甲醛降解的關鍵酶是甲醛脫氫酶,其在谷胱甘肽以及NAD+的輔助下,把進入細胞內的甲醛氧化為甲酸,其后甲酸在甲酸脫氫酶的作用下轉化為CO2,由此實現對甲醛的去除。