CN110465184A - 除臭填料及其制备方法、除臭装置和除臭方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种除臭填料及其制备方法、除臭装置和除臭方法及应用，涉及除臭技术领域。该除臭填料包括填料主体和微生物菌剂，按照填料主体的质量百分比计，填料主体包括粉煤灰35％～45％、黏土20％～30％、脱水污泥10％～20％、有机矿5％～15％和粘合剂5％～15％；微生物菌剂包括硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌。该除臭填料除臭效率高，能有效的降低气体中的恶臭物质。

Description

除臭填料及其制备方法、除臭装置和除臭方法及应用

技术领域

本发明涉及除臭技术领域，尤其是涉及一种除臭填料及其制备方法、除臭装置和除臭方法及应用。

背景技术

城市垃圾填埋场、市政污水处理厂以及其他产生臭味的企业通常建设在市郊，但随着城市的发展，这些厂子与居民区的距离不断减小，臭气和其他的大气污染物成为亟待解决的问题。在废水处理过程中会产生和散发令人不愉悦的气味，危害周围居民的身体健康，对社区生活产生负面影响，随着国家对臭气浓度的排放标准的不断提高，同时为了改善污水厂臭气对大气环境的影响，对污水处理厂臭气的收集并处理成为一项紧迫的任务。污水厂原有的除臭技术难以满足新标准的排放要求，对污水厂除臭工艺的升级改造是新时期污水厂升级改造的重要内容。

目前，常用的恶臭处理技术包括生物法、物理法和化学法等，生物除臭法因其投资运行成本低、性能稳定可靠、操作简单、处理效果好、二次污染小等特点，成为我国目前污水处理厂除臭技术的主流。

影响生物除臭系统的因素包括反应器结构、填料、菌种和运行参数等。其中，填料既是微生物生长附着的场所，又是气液两相的传质介质，其性能会直接影响到除臭效果及处理费用，因此，填料是生物除臭系统除臭装置的核心技术。天然有机填料具有廉价、易于微生物附着生长、含有丰富的有机营养物质等优点，缺点是易腐烂、机械性能差，长时间使用容易发生填料层塌陷、压实等问题。惰性无机填料易获得、强度大、化学性质稳定容易导致生物活性低、反应器启动时间长，运行成本增加等问题。因此一种改进的除臭填料是目前需要的。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种除臭填料，除臭效率高。

本发明的第二目的在于提供上述除臭填料的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种除臭装置，该除臭装置含有上述除臭填料。

本发明的第四目的在于提供一种除臭方法，该除臭方法包括使用上述的除臭填料或上述除臭装置。

本发明的第五目的在于提供上述除臭填料、上述除臭装置或上述除臭方法在恶臭治理中的应用。

为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种除臭填料，包括填料主体和微生物菌剂；

按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰35％～45％、黏土20％～30％、脱水污泥10％～20％、有机矿5％～15％和粘合剂5％～15％；

所述微生物菌剂包括硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种除臭填料的制备方法，包括：将所述填料主体和所述微生物菌剂混合，得到所述除臭填料。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种除臭装置，该除臭装置包括上述除臭填料。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种除臭方法，包括使用上述除臭填料或上述除臭装置除臭。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了上述除臭填料、上述除臭装置或上述除臭方法在恶臭治理中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的除臭填料，以粉煤灰、黏土、脱水污泥、有机矿和粘合剂组成填料主体，对微生物菌剂的吸附和释放效果好，并且通过合理的配比各组分，使填料主体具有较好的机械强度。本发明提供的除臭填料以硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌作为微生物菌剂，对气体中散发出恶臭的物质净化效果好。由上述填料主体和微生物菌剂组成的除臭填料，机械强度大，pH缓冲能力强、持水性好，具有微生物菌剂缓释能力。

基于该除臭填料较佳的除臭效果，本发明还提供了包含其的除臭装置和除臭方法，包含上述除臭填料的除臭装置恶臭处理效率高，停留时间短，占地面积小，同时耐冲击能力强。本发明提供的除臭填料的制备方法，包括将填料主体和微生物菌剂混合均匀，即得到所述除臭填料，操作简单，适合广泛使用。

本发明提供的上述除臭填料、上述除臭装置或上述除臭方法在恶臭治理中的应用，适合用于多种场景下的恶臭气体的净化，且操作简单、处理效果好，不会造成二次污染，适合广泛应用于恶臭治理中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例2提供的除臭装置。

图标：100-生物滤池；110-水喷淋洗涤段；120-生物反应段；121-除臭填料；200-水箱；210-填料框；310-内循环管路；320-喷淋装置；410-气管；420-布气装置；421-布气管。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案；本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案；所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。

本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“1～10”表示本文中已经全部列出了“1～10”之间的全部实数，“1～10”只是这些数值组合的缩略表示。本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。

除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。本发明中，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种除臭填料，该除臭填料包括填料主体和微生物制剂。

按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰35％～45％、黏土20％～30％、脱水污泥10％～20％、有机矿5％～15％和粘合剂5％～15％。粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要成分包括SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO和TiO₂等，粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，孔隙率高达50％-80％，有助于菌剂吸附。粉煤灰占填料主体的质量百分比例如可以为但不限于为35％、38％、40％、42％或45％。黏土可塑性强，结合能力大，比表面积大，颗粒上带有负电性，具有很好的物理吸附性和表面化学活性，可以使得填料结实稳定。黏土占填料主体的质量百分比例如可以为但不限于为20％、22％、25％、27％或30％。脱水污泥是指利用排水或过滤的方法使湿污泥脱水后剩余的固体残渣，脱水污泥含有很多有机质，可以为微生物提供一些营养物质。脱水污泥占填料主体的质量百分比例如可以为但不限于为10％、12％、14％、15％、17％、18％或20％。有机矿是有机质经矿化形成的物质。有机矿优选包括风化褐煤，风化褐煤是一种有机矿粉，腐殖酸含量高，可作为微生物的营养源。有机矿占填料主体的质量百分比例如可以为但不限于为5％、7％、10％、12％或15％。粘合剂可选用本领域常规的粘合剂，本发明对此不作限制，优选使用树脂粘合剂。粘合剂占填料主体的质量百分比例如可以为但不限于为5％、7％、10％、12％或15％。

本发明提供的除臭填料中采用的微生物制剂，包括硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌，本发明发现，将硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌配合使用，除臭效果较佳。硫杆菌能将硫化氢或者硫化物转化为没有毒性的硫酸盐等；酵母菌可分泌激素等生理活性物质，还能为其他有益微生物的繁殖提供所需基质，促进有益菌快速生长为优势菌种；枯草芽孢杆菌具有高效脱氨除臭的作用；恶臭假单胞菌可以分泌降解硫化物的氧化酶，作为硫化物的氧化剂；硝化细菌可以分解溶于水中的氨气，其中硝化细菌优选包括亚硝化菌和维氏硝化杆菌，亚硝化细菌可将溶于水的氨分解氧化为亚硝酸盐，而后在硝化细菌的作用下进一步将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。

本发明提供的除臭填料，以粉煤灰、黏土、脱水污泥、有机矿和粘合剂组成填料主体，对微生物菌剂的吸附和释放效果好，并且通过合理的配比各组分，使填料主体具有较好的机械强度。本发明提供的除臭填料以硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌作为微生物菌剂，对气体中散发出恶臭的物质净化效果好。由上述填料主体和微生物菌剂组成的除臭填料，除臭效率高，能有效的降低气体中的恶臭物质。

优化填料主体的配比，能够进一步优化填料主体的机械强度，以及对菌种的吸附作用，提高除臭填料的除臭效果。在一些优选的实施方式中，按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰38％～42％、黏土23％～27％、脱水污泥12％～18％、有机矿8％～12％和粘合剂8％～12％。在一些更优选的实施方式中，按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰40％、黏土25％、脱水污泥15％、有机矿10％和粘合剂10％。

优化微生物菌剂中各种微生物在除臭填料的存在形式，以及各种微生物的配比，能够进一步提高除臭填料的除臭作用。在一些优选的实施方式中，所述硫杆菌和所述硝化细菌吸附于所述填料主体中，优选吸附于粉煤灰中；所述酵母菌、枯草芽孢杆菌和恶臭假单胞菌以微生物干粉的形式混合于填料主体中，本发明所述的微生物干粉指的是经发酵得到的微生物干燥后得到的干粉。各菌种优选地添加量如下：

所述硫杆菌优选的添加量为：每千克粉煤灰浸泡于0.5～1L，例如可以为但不限于为0.5L、0.6L、0.7L、0.8L、0.9L或1L，优选为每3kg粉煤灰浸泡于2L的硫杆菌菌液中，以使用粉煤灰吸附菌液中的硫杆菌，其中硫杆菌菌液优选包括生物滴滤塔除臭效率达到在90％以上的滤液。生物滴滤塔的滤液是生物滴滤塔中在除臭的过程中，经过长时间的运行，富集大量的硫杆菌的循环水。

所述硝化细菌优选的添加量为：以每千克粉煤灰计，添加硝化细菌菌液30～40mL，其中硝化细菌菌液亚硝酸盐氮降解能力至少为500mg-N/(L·h)。所述硝化细菌菌液中优选包括亚硝化菌和维氏硝化杆菌，其中亚硝化菌优选包括保藏编号为CGMCC 11865的菌株，维氏硝化杆菌优选包括保藏号为CGMCC 10171的菌株。

枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和酵母菌的优选添加量为：每千克所述填料主体添加微生物干粉3～7g，例如可以为但不限于为3g、4g、5g、6g或7g，优选为4～6g，更优选为5g。按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉25％～35％，例如可以为但不限于为25％、26％、28％、29％、30％、31％、32％、34％或35％，恶臭假单胞菌的微生物干粉35％～45％，例如可以为但不限于为35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％或45％；和酵母菌的微生物干粉25％～35％，例如可以为但不限于为25％、26％、28％、29％、30％、31％、32％、34％或35％。

优化微生物干粉中枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和酵母菌的配比，也能够进一步提高除臭填料的除臭效果。在一些优选的实施方式中，按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉28～32％、恶臭假单胞菌的微生物干粉38～42％和酵母菌的微生物干粉28～32％。在一些更优选的实施方式中，按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉30％、恶臭假单胞菌的微生物干粉40％和酵母菌的微生物干粉30％。

在一些优选的实施方式中，所述除臭填料中还包括微生物营养成分，以为除臭填料中的微生物菌剂提供营养物质，提高微生物菌剂中各种微生物的存活率。所述微生物营养成分能够为微生物菌剂提供氮源、碳源和无机盐等成分，在一些优选的实施方式中，所述微生物营养成分优选包括尿素、碳酸钙和磷酸盐。

在一些优选的实施方式中，以每千克粉煤灰计，所述微生物营养成分包括尿素8～12g，例如可以为但不限于为8g、8.5g、9g、9.5g、10g、10.5g、11g、11.5g或12g；碳酸钙4～6g，例如可以为但不限于为4g、4.5g、5g、5.5g或6g；和磷酸盐4～6g，例如可以为但不限于为4g、4.5g、5g、5.5g或6g。优选地，以每千克粉煤灰计，所述微生物营养成分包括尿素9～11g、碳酸钙4.5～5.5g和磷酸盐4.5～5.5g；优选地，以每千克粉煤灰计，所述微生物营养成分包括尿素10g、碳酸钙5g和磷酸盐5g。

在一些优选的实施方式中，所述除臭填料中还包括金属离子，金属离子的作用是液相催化氧化。在一些优选的实施方式中，金属离子包括Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Al³⁺。在一些优选的实施方式中，以每千克粉煤灰计，所述金属离子包括Fe²⁺0.15～0.25g，例如可以为但不限于为0.15g、0.16g、0.17g、0.18g、0.19g、0.2g、0.21g、0.22g、0.23g、0.24g或0.25g；Mn²⁺0.05～0.15g，例如可以为但不限于为0.05g、0.06g、0.07g、0.08g、0.09g、0.1g、0.11g、0.12g、0.13g、0.14g或0.15g，Zn²⁺0.05～0.15g，例如可以为但不限于为0.05g、0.06g、0.07g、0.08g、0.09g、0.1g、0.11g、0.12g、0.13g、0.14g或0.15g，和Al³⁺0.2～0.4g，例如可以为但不限于为0.2g、0.22g、0.25g、0.28g、0.3g、0.32g、0.35g、0.38g或0.4g。

在一些优选的实施方式中，以每千克粉煤灰计，所述金属离子包括Fe²⁺0.18～0.22g、Mn²⁺0.08～0.12g、Zn²⁺0.08～0.12g和Al³⁺0.25～0.35g。更优选地，以每千克粉煤灰计，所述金属离子包括Fe²⁺0.2g、Mn²⁺0.1g、Zn²⁺0.1g和Al³⁺0.3g。

在一些优选的实施方式中，所述除臭填料包括所述填料主体、所述微生物营养成分、所述金属离子和所述微生物菌剂。在一些优选的实施方式中，所述除臭填料由如下组分组成：

填料主体，按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰40％、黏土25％、脱水污泥15％、有机矿10％和粘合剂10％。

微生物菌剂：包括硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌；每千克所述填料主体添加微生物干粉5g，按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉30％、恶臭假单胞菌的微生物干粉40％和酵母菌的微生物干粉30％；每3kg粉煤灰浸泡于2L硫杆菌菌液中吸附硫杆菌，硫杆菌菌液是生物滴滤塔除臭效率达到在90％以上的滤液；每3kg粉煤灰添加硝化细菌菌液100mL，硝化细菌菌液亚硝酸盐氮降解能力至少为500mg-N/(L·h)。

微生物营养成分：以每千克粉煤灰计，包括尿素10g、碳酸钙5g和磷酸盐5g。

金属离子：以每千克粉煤灰计，包括Fe²⁺0.2g、Mn²⁺0.1g、Zn²⁺0.1g和Al³⁺0.3g。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了上述除臭填料的制备方法，包括将所述填料主体和所述微生物菌剂混合均匀，得到所述除臭填料。

在一些优选地实施方式中，所述制备方法包括将粉煤灰浸泡于含有硫杆菌和亚硝化菌的菌液，然后和有机矿粉末、黏土粉末、脱水污泥粉末、微生物干粉和粘合剂按照配方量混合均匀，得到混合浆料，造粒后得到所述除臭填料。

在一些优选地实施方式中，所述制备方法包括如下步骤：

(a)将黏土和脱水污泥制成粒径为0.4～0.6mm的粉末；

(b)将有机矿粉末、黏土粉末、脱水污泥粉末和微生物干粉、粘合剂按照配方量混合均匀；

(c)将粉煤灰浸泡于配方量的经生物滴滤塔驯化的硫杆菌菌液中，并按照配方量加入硝化细菌菌液、微生物营养成分和微量金属液，混合均匀后加入步骤(b)得到的混合物，得到混合浆料；所述微量金属液为含有所述金属离子的溶液；

(d)将所述混合浆料造粒，优选将混合浆料经平膜挤压造粒后得到圆柱状填料，填料尺寸优选为：填料的直径1cm～5cm，长度2cm～10cm，容重：700～900kg/m³，填料在通风、阴凉、干燥处静置养护1～2周待用。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种除臭装置，该除臭装置包含上述除臭填料，以净化待除臭的气体，除臭效果好。

在一些优选的实施方式中，所述除臭装置包括生物滤池，所述生物滤池以所述除臭填料作为生物反应段的填料。生物滤池除臭是一种二级生物除臭处理法：第一级为水喷淋洗涤，初步去除臭气中的水溶性气味物质，如NH₃和H₂S，以及有机气味物质，调节空气的物理化学性质，如温度和pH值；提高生物气体的湿度，为后续生物过程创造条件。经喷淋洗涤后，空气的相对湿度达到95％以上，保证滤层中的水分满足微生物需要。第二级为生物反应段，气体与具有一定湿度的填料充分接触，气味物质先被填料吸收，然后被填料中的微生物氧化分解，消除气味，完成废气除臭或者恶臭气体净化过程。将上述除臭填料作为除滤池生物反应段的填料能有效的使废气除臭或者净化恶臭气体。

在一些优选的实施方式中，所述生物反应段设置有内循环管路，所述内循环管路使生物反应段喷淋出的水再循环回生物反应段的喷淋装置，以使除臭填料中释放的除臭菌剂得到循环的利用。在一些优选的实施方式中，为所述生物滤池供水的水箱中设置有所述除臭填料，所述除臭填料与水箱中的水接触，以使除臭填料中的除臭菌剂释放至水箱中得到水中，以随水流喷淋至生物滤池中。在水箱中设置除臭填料，以及设置内循环管路，均能够提高除臭填料在生物滤池的应用效果，有利于除臭菌剂在系统中的快速完成大量富集，提高处理效率，有助于提高系统的耐冲击能力；同时由于除臭装置启动后，生物滤池中的填料较难更换，而水箱中的除臭填料容易更换和添加，因此在水箱中设置除臭填料便除臭填料的添加和更换。当在生物滤池设置内循环管路，并在水箱中设置除臭填料时，在启动过程中添加除臭填料的生物滤池在一周内完成，而未添加除臭填料则需要两周左右的时间，故可以缩短系统启动时间。通过除臭装置和除臭填料的综合应用，对污水处理厂硫化氢的去除效果可以达到99％以上，同时停留时间16s时，生物滤池的去除能力EC可以达到35g H₂Sm^-3packinmaterial h^-1以上。系统停运15天后只需2天就能恢复系统性能。除臭填料的使用缩短了生物滤池的停留时间，也就是减少了滤池的体积，进而减少占地面积和投资成本。

根据本发明的一个方面，本发明还提供了一种除臭方法，该除臭方法包括使用上述除臭填料或上述除臭装置除臭，该除臭方法除臭效率高。

根据本发明的一个方面，本发明还提供了上述除臭填料、上述除臭装置或上述除臭方法在恶臭治理中的应用。本发明提供的上述除臭填料、上述除臭装置或上述除臭方法能够高效的去除气体中的NH₃和H₂S以及其他有机气味物质，适合用于多种场景下的恶臭气体的净化，且操作简单、处理效果好，不会造成二次污染，适合广泛应用于恶臭治理中。

下面结合优选实施例进一步说明本发明的技术方案和有益效果。

实施例1

本实施例提供了一种除臭填料，该除臭填料包括填料主体、微生物菌剂、微生物营养成分和金属离子，各部分组成如下：

填料主体，按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰40％、黏土25％、脱水污泥15％、有机矿粉10％和树脂粘合剂10％。

微生物菌剂：包括硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌；每千克所述填料主体添加微生物干粉5g，按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉30％、恶臭假单胞菌的微生物干粉40％和酵母菌的微生物干粉30％；每3kg粉煤灰浸泡于2L硫杆菌菌液中吸附硫杆菌，硫杆菌菌液为经生物滴滤塔驯化后的滤液；每3kg粉煤灰添加硝化细菌菌液100mL。

微生物营养成分：以每千克粉煤灰计，包括尿素10g、碳酸钙5g和磷酸二氢钾5g。

金属离子：以每千克粉煤灰计，包括Fe²⁺0.2g、Mn²⁺0.1g、Zn²⁺0.1g和Al³⁺0.3g。

制备方法如下：

(1)将黏土、脱水污泥研磨成粉末，过筛，得到尺寸为0.5mm的土质粉末。

(2)有机矿粉末、黏土粉末、脱水污泥粉末、混合好的微生物干粉、树脂粘合剂按比例混合均匀。

(3)将粉煤灰浸泡于硫杆菌菌液中，每3kg粉煤灰浸泡于2L硫杆菌菌液，并在硫杆菌菌液中加入硝化细菌浓缩菌剂以及微生物营养液和微量微量金属离子液；其中，加入微生物营养液使除臭填料中的尿素、碳酸钙和磷酸盐的终用量为按照以每千克粉煤灰计，含有尿素10g、碳酸钙5g和磷酸盐5g；微量金属离子液，微量金属离子液中按照质量百分比计含有2％Fe²⁺、1％Mn²⁺、1％Zn²⁺和3％Al³⁺，金属离子由FeSO₄、MnCl₂、AlCl₃和ZnSO₄提供，微量金属离子液的添加量为每kg粉煤灰加入微量金属离子液10mL。将硫杆菌菌液、硝化细菌浓缩菌剂、微生物营养液和微量微量金属离子液混合均匀后再加入步骤(2)得到的混合物进行混合，必要时加入水，搅拌均匀，得到混合浆料。

(4)混合浆料经平膜挤压造粒后得到圆柱状填料(填料的直径3cm，长度5cm，容重：800kg/m³)填料在通风、阴凉、干燥处静置养护1-2周待用。

本实施例中菌液和微生物干粉的制备方法如下，其中维氏硝化杆菌(Nitrobacterwinogradskyi)XY-01，其保藏号为CGMCC 10171；亚硝化单胞菌，保藏编号为CGMCC 11865。酵母菌、枯草芽孢杆菌和恶臭假单胞菌为市售菌剂。

1.枯草芽孢杆菌的休眠体微生物干粉的制备步骤：

(1)将纯化培养的枯草芽孢杆菌菌种接种种子培养基中，转速160rpm，37℃培养18h。

(2)将培养好的枯草芽孢杆菌菌种接种到装有体积比为70％发酵培养基的发酵罐内，体积接种量为1％，发酵罐搅拌转速160rpm培养24h，发酵罐中枯草茅孢杆菌含量≥10⁹个/mL，然后将发酵得到的枯草芽孢杆菌经真空干燥机干燥制备成休眠体微生物干粉。

种子培养基：牛肉膏5g/L、蛋白胨10g/L、氯化钠5g/L，pH 7.0。

发酵培养基：葡萄糖10g/L，酵母膏7g/L，氯化钠3g/L，K₂HPO₄ 2g/L，MgSO₄ 0.2g/L，MnSO₄ 10mg/L，CaCO₃ 0.2g/L。

2.酵母休眠体微生物干粉的制备包括以下步骤:

(1)将纯化培养的酵母菌种接种活化培养基的摇瓶中，在培养温度为30℃、摇瓶转速150rpm，活化培养36h。

(2)将活化培养好的酵母菌种接种到装有体积比为70％左右的发酵培养基的发酵罐内，接种量为体积比2％，在培养温度为30℃，pH值6.5，发酵罐搅拌转速150rpm，扩大培养48h，至发酵罐中菌体含量≥10⁹个/mL，然后将发酵得到的酵母菌经真空干燥机干燥制备成休眠体微生物干粉。

种子活化培养基(YDP)：酵母粉10g/L，蛋白胨20g/L，葡萄糖20g/L，pH自然。

发酵培养基：酵母粉10g/L，蛋白胨20g/L，葡萄糖20g/L，pH自然。

3.恶臭假单胞菌的休眠体微生物干粉的制备包括以下步骤：

(1)将纯化培养的恶臭假单胞菌菌种接种种子培养基中，培养温度为28℃，pH值7.0-7.5，摇瓶转速180rpm，培养24h。

(2)将上述培养的种子液接种到装有体积比为70％发酵培养基的发酵罐内，体积接种量为1％，培养温度为28℃，pH值7.0-7.5，搅拌转速180rpm培养24h，发酵罐中菌体含量≥10⁹cfu/ml，然后将发酵得到的恶臭假单胞菌经真空干燥机干燥制备成休眠体微生物干粉。

种子培养基：牛肉膏5g/L，蛋白胨10g/L，氯化钠5g/L，pH 7.0-7.5。

发酵培养基：葡萄糖10g/L，玉米淀粉20g/L，硫酸铵5g/L，硫酸镁1g/L，氯化钠1g/L和磷酸二氢钾2g/L，PH 7.0-7.5。

4.硝化细菌培养

亚硝化菌：将摇瓶中培养的菌液接种至含30L培养基的50L发酵罐中进行发酵培养，接种比为3％，pH为7.2，温度30℃，以硫酸铵作为补充氮源，碳酸钠作为补充碱源，系统NH₄ ⁺-N浓度维持在200mg/L左右。至菌液浓度的OD600达到0.3以上结束培养，转接至发酵罐扩大培养至菌液浓度的OD600达到0.3以上，经管式离心机浓缩处理后，菌液浓度增加至OD600≈6.0，氨氮降解能力约为500mg-N/L·h。

发酵培养基：(NH4)₂SO₄ 1.55g，KH₂PO₄ 0.4g，MgSO₄·7H₂O 0.08g，CaCl₂ 0.06g，pH：7.5。

维氏硝化杆菌：菌株接种至发酵培养基中，30℃振荡培养，按照《水质亚硝酸盐氮的测定分光光度法(GB7493-87)》测定培养液中的亚硝酸盐氮浓度，当亚硝酸盐氮浓度低于30mg/L时，补充40％的亚硝酸钠溶液至培养液中亚硝酸盐氮浓度为200-400mg/L左右，至菌浓为OD600达到0.3以上结束培养，发酵液的浓缩方法为将培养结束时得到的发酵液采用管式离心机浓缩至原体积的1/10，使其亚硝酸盐氮降解能力达到600mg-N/(L·h)以上，优选可达730mg-N/(L·h)。

发酵培养基：Na₂HPO₄ 1.7g，KH₂PO₄ 0.18g，NaNO₂ 0.3g，MgSO₄·7H₂O 0.01g，CaCl₂0.001g，离子溶液1mL，pH 7.3。

浓缩完成后将两株菌按照1:1混合制成硝化细菌菌液待用。

5.硫杆菌培养

采用含有大量硫化物的污水处理系统中的活性污泥投加Na₂S进行驯化，加入Na₂S的量逐渐递增，通过镜检检查原生动物等指示性生物的活跃度，如果依然活跃就说明生物系统已经适应高S²-环境，经过上述驯化后，采取塔外浸泡式挂膜方法进行填料挂膜，并不断继续投加Na₂S，经过一定时间培养后，填料表面形成一层较薄的生物膜。将挂好膜的填料装入生物滴滤塔中，开始通入较低浓度的硫化氢气体。经过培养一段时间后，不断提高硫化氢的浓度，硫化氢的去除率维持在90％以上，喷淋水不断循环喷淋，得到具有优势硫杆菌的循环液即滤液，作为硫杆菌菌液。

实施例2

本实施例提供了一种除臭装置，该除臭装置的示意图如图1所示，其中实线箭头表示气体的流动方向，虚线箭头表示水的流动方向。

该除臭装置的生物滤池100的生物反应段120的填料使用的实施例1提供的除臭填料121，并在生物反应段120设置有内循环管路310，内循环管路310使生物反应段120布气装置420下方的水经过内循环管路310回到生物反应段120的喷淋装置320，再次被喷淋出，使生物反应段120中的水，以及水中的除臭菌剂得到循环利用。

为生物滤池100供水的水箱200中设置有填料框210，填料框210中装有除臭填料121，除臭填料121能够和水箱200中的水接触，使除臭填料121中的除臭菌剂释放至水箱200中，水箱200中的水通过喷淋装置320喷淋至生物滤池100中，水箱200中除臭填料121释放的除臭菌剂也随水流喷淋至生物滤池100中。

使用时，待除臭气体从气管410进入生物滤池100，气管410连通布气装置420，布气装置420上设置有布气管421，气体从布气管421中释放至水喷淋洗涤段110和生物反应段120，气体经水喷淋洗涤段110喷淋洗涤和生物反应段120的除臭填料121作用净化后排出。通过除臭填料121在水箱200中释放除臭菌剂并随水喷淋，和内循环管路310的设置，能够为生物反应阶段中的除臭填料121补充除臭菌剂，提高了整个生物滤池100的耐冲击能力，缩短了启动时间。

效果例1

搭建了实验装置，其中生物滤池的内径为0.7m的PP材质制成，总高度为1.6m，其中填料层的高度为0.6m，填料层的有效体积为0.231m³。对装置进出口的硫化氢使用便携式气体检测仪进行检测，其中：A组没有除臭填料，B组有除臭填料，两组其他设置及运行条件完全一致。实验数据如表1所示，表1中数据单位为ppm，由表1实验数据可知，将除臭填料应用于生物滤池系统中对处理效果有明显增强：

表1

效果例2

在上述实验研究的结果上，在实验装置的生物滤池的水箱内放置一个填料框，用于盛放除臭填料，因为除臭填料富含高效除臭菌剂以及营养物质，通过水箱浸泡容易释放，并通过喷淋水可以进入生物处理段，因此来考察该方式能否进一步提高生物滤池的处理效率以及缩短系统启动时间，同时该方式方便除臭填料的添加和更换，除臭填料使用实施例1提供的除臭填料。制定两组对比实验，其中：A组使用填料框将除臭填料置于喷淋水箱内，使喷淋水内含有微生物菌剂，B组喷淋水箱未放置除臭填料，两组其他设置及运行条件完全一致。实验数据如表3所示，由实验数据可知，A组效果整体好于B组。由此可知将除臭填料置于喷淋水箱内对于生物滤池设备的臭气去除率有很好的增强：

表2

效果例3

根据以上两个试验结果，对含有生物滤池的除臭设备进行了改进，改进后的除臭装置如实施例2所示，在生物滤池增设了内循环管路，在水箱中加设了填料框，均用于提高除臭填料在生物滤池的应用效果，有利于微生物菌剂在系统中的快速完成大量富集，缩短启动时间，提高处理效率，有助于提高系统的耐冲击能力，以实施例2的除臭填料作为生物处理模块中的填料。改造后的实验数据如下：

表3

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种除臭填料，其特征在于，包括填料主体和微生物菌剂；

按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰35％～45％、黏土20％～30％、脱水污泥10％～20％、有机矿5％～15％和粘合剂5％～15％；

所述微生物菌剂包括硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌。

2.根据权利要求1所述的除臭填料，其特征在于，按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰38％～42％、黏土23％～27％、脱水污泥12％～18％、有机矿8％～12％和粘合剂8％～12％；

优选地，按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰40％、黏土25％、脱水污泥15％、有机矿10％和粘合剂10％；

优选地，所述有机矿包括风化褐煤。

3.根据权利要求1所述的除臭填料，其特征在于，所述硫杆菌和所述硝化细菌吸附于所述填料主体中；所述酵母菌、枯草芽孢杆菌和恶臭假单胞菌以微生物干粉的形式混合于填料主体中；

优选地，所述硫杆菌和所述硝化细菌吸附于粉煤灰；

优选地，所述硫杆菌的添加量为：每千克粉煤灰浸泡于0.5～1L硫杆菌菌液中吸附硫杆菌；

优选地，所述硫杆菌菌液包括生物滴滤塔除臭效率达到在90％以上的滤液；

优选地，所述硝化细菌的添加量为：以每千克粉煤灰计，添加硝化细菌菌液30～40mL，所述硝化细菌菌液亚硝酸盐氮降解能力至少为500mg-N/(L·h)；

优选地，所述硝化细菌菌液中包括亚硝化菌和维氏硝化杆菌；

优选地，所述亚硝化菌包括保藏编号为CGMCC 11865菌株；

优选地，所述维氏硝化杆菌包括保藏号为CGMCC 10171菌株；

优选地，每千克所述填料主体添加微生物干粉3～7g；按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉25％～35％、恶臭假单胞菌的微生物干粉35％～45％和酵母菌的微生物干粉25％～35％；

优选地，每千克所述填料主体添加微生物干粉4～6g；优选为5g；

优选地，按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉28～32％、恶臭假单胞菌的微生物干粉38～42％和酵母菌的微生物干粉28～32％；

优选地，按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉30％、恶臭假单胞菌的微生物干粉40％和酵母菌的微生物干粉30％。

4.根据权利要求1所述的除臭填料，其特征在于，所述除臭填料中还包括微生物营养成分；所述微生物营养成分优选包括尿素、碳酸钙和磷酸盐；

优选地，以每千克粉煤灰计，所述微生物营养成分包括尿素8～12g、碳酸钙4～6g和磷酸盐4～6g；

优选地，以每千克粉煤灰计，所述微生物营养成分包括尿素9～11g、碳酸钙4.5～5.5g和磷酸盐4.5～5.5g；

优选地，以每千克粉煤灰计，所述微生物营养成分包括尿素10g、碳酸钙5g和磷酸盐5g。

5.根据权利要求1所述的除臭填料，其特征在于，所述除臭填料中还包括金属离子；

优选地，所述金属离子包括Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Al³⁺；

优选地，以每千克粉煤灰计，所述金属离子包括Fe²⁺0.15～0.25g、Mn²⁺0.05～0.15g、Zn^{2 +}0.05～0.15g和Al³⁺0.2～0.4g；

优选地，以每千克粉煤灰计，所述金属离子包括Fe²⁺0.18～0.22g、Mn²⁺0.08～0.12g、Zn^{2 +}0.08～0.12g和Al³⁺0.25～0.35g；

优选地，以每千克粉煤灰计，所述金属离子包括Fe²⁺0.2g、Mn²⁺0.1g、Zn²⁺0.1g和Al³⁺0.3g。

6.根据权利要求1-5任一项所述的除臭填料，其特征在于，所述除臭填料包括所述填料主体、所述微生物营养成分、所述金属离子和所述微生物菌剂；

优选地，所述除臭填料包括所述填料主体、所述微生物营养成分、所述金属离子和所述微生物菌剂；

按照填料主体的质量百分比计，所述填料主体包括如下组分：粉煤灰40％、黏土25％、脱水污泥15％、有机矿10％和粘合剂10％；所述微生物菌剂包括硫杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和硝化细菌；每千克所述填料主体添加微生物干粉5g，按照质量百分比计，所述微生物干粉中包括枯草芽孢杆菌的微生物干粉30％、恶臭假单胞菌的微生物干粉40％和酵母菌的微生物干粉30％；每3kg粉煤灰浸泡于2L硫杆菌菌液中吸附硫杆菌，所述硫杆菌菌液是生物滴滤塔除臭效率达到在90％以上的滤液；每3kg粉煤灰添加硝化细菌菌液100mL，硝化细菌菌液亚硝酸盐氮降解能力至少为500mg-N/(L·h)；

以每千克粉煤灰计，所述微生物营养成分包括尿素10g、碳酸钙5g和磷酸盐5g；以每千克粉煤灰计，所述金属离子包括Fe²⁺0.2g、Mn²⁺0.1g、Zn²⁺0.1g和Al³⁺0.3g。

7.权利要求1-6任一项所述的除臭填料的制备方法，其特征在于，包括：将所述填料主体和所述微生物菌剂混合，得到所述除臭填料；

优选地，所述制备方法包括：将粉煤灰浸泡于含有硫杆菌和硝化细菌的菌液，然后和有机矿粉末、黏土粉末、脱水污泥粉末、微生物干粉和粘合剂按照配方量混合均匀，得到混合浆料，造粒后得到所述除臭填料；

优选地，所述混合浆料中还含有微生物营养成分和金属离子；

优选地，所述制备方法包括如下步骤：

(a)将黏土和脱水污泥制成粒径为0.4～0.6mm的粉末；

(b)将有机矿粉末、黏土粉末、脱水污泥粉末和微生物干粉、粘合剂按照配方量混合均匀；

(c)将粉煤灰浸泡于配方量的经生物滴滤塔驯化的硫杆菌菌液中，并按照配方量加入硝化细菌菌液、微生物营养成分和微量金属液，混合均匀后加入步骤(b)得到的混合物，得到混合浆料；所述微量金属液为含有所述金属离子的溶液；

(d)将所述混合浆料造粒，得到所述除臭填料。

8.一种除臭装置，其特征在于，所述除臭装置包含权利要求1-6任一项所述的除臭填料；

优选地，所述除臭装置包括生物滤池，所述生物滤池以所述除臭填料作为生物反应段的填料；

优选地，所述生物反应段设置内循环管路，所述内循环管路使生物反应段的水循环回生物反应段的喷淋装置；

优选地，为所述生物滤池供水的水箱中设置有用于向水中释放微生物菌剂的所述除臭填料。

9.一种除臭方法，其特征在于，包括使用权利要求1-6任一项所述的除臭填料或权利要求8所述的除臭装置除臭。

10.权利要求1-6任一项所述的除臭填料、权利要求8所述的除臭装置或权利要求9所述的除臭方法在恶臭治理中的应用。