垃圾處理系統中廢氣的處理工藝研究
VOCS及有毒惡臭氣體是一類揮發性的氣體，其分子在空氣中擴散，被吸入人體的嗅覺器官，引起不愉快的氣味，還會對人體產生危害。隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對工作和生活環境的要求也逐步提高，VOCS及有毒惡臭氣體作為環境公害之一已越來越受到關注。
目前對于惡臭控制技術分為惡臭源抑制技術和惡臭物質收集處理技術兩部分，重點將放在處理技術上。國內外主要的脫臭控制技術有活性炭吸附法、熱氧化法、脫臭溶液脫臭法、氧離子基團脫臭法、化學洗滌法和生物過濾法等。國內以往對工業上H2S臭氣的凈化主要采用的是物理法和化學法，這些方法雖然治理的效果較好，占地面積小，設備簡單，操作方便，但運行費用高，且存在二次污染等缺點。而生物法屬于環境友好技術：生物脫臭通常在常溫、常壓下進行，運行時僅需要風機的動力費和少量調整營養環境的藥劑費，用生物法處理惡臭氣體一般不會產生二次污染，因而，生物過濾脫臭技術當今在國際上被譽為治理惡臭氣體污染的綠色解決方案，近年在國內已被越來越多的企業認同、接受和采納。
鑒于廢氣組份的復雜性和特殊性，僅僅采用某一種單一的治理方法，要達到比較理想的效果是較困難的，所以采用兩種或兩種以上的聯合處理廢氣的方法是必須的。化學洗滌—生物濾床過濾聯合除臭裝置，就是基于此開發出來的。它是一種既能治理某些特定的廢氣，又能靈活的僅通過變換洗滌吸收藥劑、生物過濾床填料和微生物菌種來治理復雜的混合廢氣的系統，該系統的串連運行，有機地將化學洗滌方法和生物方法結合為一體，能達到很好的脫臭效果，系統運行的可靠性和經濟性得到了極大地提升。
一、 廢氣處理裝置構成：
1) 化學洗滌—生物濾床過濾聯合除臭裝置，包括前級洗滌區和生物濾床過濾區。自前而后分別是：廢氣的導入區、前級洗滌區、生物濾床過濾區、凈化氣體排出區(該區域與外界相通)。在前級洗滌區與生物濾床過濾區之間、生物濾床過濾區與凈化氣體排出區分別裝有氣液分離裝置。在豎向前級洗滌區設置成1層，位于底部的是儲水槽。生物濾床過濾區設置成三層，自上而下分別是：位于上部的是進氣配氣系統與噴淋加濕系統;位于噴灑水系統下面的是生物填料層;位于底部的是儲水槽。
2) 前級洗滌區充填層，充滿了高效氣、液相接觸的改良六角型鮑爾環填料。底部的儲水槽是經特殊設計的，具有排污功能，儲水槽內的水通過水泵可以循環使用。前級儲水槽及水泵循環系統各自獨立，并可單獨循環使用。
3) 生物濾床過濾區;位于上部的每級生物濾池過濾層噴灑水系統由循環水泵、管道等組成，備用灑水系統由電磁閥、管道等組成，可分別單獨控制，以滿足不同生物濾床過濾層工藝要求即：每天噴灑水次數和每次噴灑水持續的時間;位于中部的生物填料具有比表面積大，有良好的布氣、布水性能等特性。生物填料上的生物膜易生易落;生物填料的主要材質是聚丙烯，具有耐酸堿腐蝕、耐生物降解，使用壽命長(可達8年)等特點。
4) 位于下部的儲水槽是經特殊設計的，具有排污功能，儲水槽中的水通過水泵可以循環使用。
二、廢氣處理裝置的除臭原理：
廢氣經導入口先進入洗滌區，經水洗處理后，完成了對廢氣除塵、加濕的預處理，經過洗滌后的廢氣再進入生物濾床過濾區，通過過濾層時，污染物從氣相中轉移到生物膜表面：
a)廢氣與濕潤狀態的生物填充材料的表面膜接觸并被吸附或吸收。
b)進入生物膜的廢氣成分在生物填料中微生物的吸收分解下被清除。
c)微生物把吸收的廢氣成分作為能量來源，用于進一步的繁殖。以上3個過程同時進行，達到除臭的目的。
微生物分解有毒惡臭氣體及VOCS成分時的反應式：
硫化氫： H2S+2O2→H2SO4
甲硫醇： 2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2O
甲基化硫： (CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2O
二甲二硫： 2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2O
氨： NH3+2O2→NHO3+H2O
三甲胺： 2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O
苯： C6H6+7.5O2→6CO2+3H2O
甲苯： C7H8+9O2→7CO2+4H2O
乙苯： C8H10+11.5O2→8CO2+5H2O
三、工藝參數
本廢氣處理裝置正確的工藝參數的制定是處理廢氣效率高和整套系統高效運行的保證。
1.通氣速度
氣體停留時間為16.85秒。
通氣線速度控制在0.071米/秒左右。
2.散水方式及時間
前級洗滌區設計為連續循環散水，對進入的廢氣進行預處理，生物濾床過濾區設計為間隙式散水，散水量為塔體容量的八分之三至四分之三范圍。若處于干燥狀態，生物將失去活性，若濕度過高，載體表面水膜加厚，通氣的壓損增大，阻礙氣體流動，因此加濕程度應從保持生物活性和空氣溶解接觸效率兩方面考慮。
在菌種馴育期間宜采用連續散水讓菌群盡快生長，早日掛膜。
散水間隙即淋水周期視處理對象而定，其淋水周期為6～24次/天。
3.溫度控制
大部分脫臭微生物的生存溫度為10~50℃，最佳在35℃左右;在10℃以下生物活性大幅下降。
4.PH值控制
含硫系列臭氣被硫化細菌如排硫桿菌、氧化硫桿菌氧化分解成S、SO32-、SO42-。硫黃氧化菌的作用是清除硫化氫、甲硫醇、甲基化硫等硫黃化合物，其菌種大都為化能自養型。含氮系列臭氣則被氧化分解成NH4+、NO2-、NO3-，硝化菌等氮化菌的作用是清除惡臭成分中的氨。當惡臭氣體為H2S時，專性的自養型硫氧化菌會在一定的條件下將H2S氧化成硫酸根或將硫化氫還原成單質硫;當惡臭氣體為有機硫如甲硫醇時，則首先需要異養型微生物將有機硫轉化成H2S，然后H2S再由自養型微生物氧化成硫酸根或還原成單質硫。
H2S+O2+自養硫化細菌+CO2→合成細胞物質+SO42-+S+H+
H2S+O2+自養硫化細菌→合成細胞物質+S+H2O+H+
CH3SH→CH4+H2S→CO2+H2O+SO42-
當惡臭氣體為NH3時，氨先與水反應生成氨水，然后，在有氧條件下，經亞硝酸細菌和硝酸細菌的硝化作用轉為硝酸，在兼性厭氧條件下，硝酸鹽還原細菌將硝酸鹽還原為氮氣。
硝化： NH3+O2→HNO2+H2O
HNO2+O2→HNO3+H2O
反硝化： HNO3→HNO2→HNO→N2O→N2
當惡臭氣體為VOCS時，在有氧條件通過微生物作用下，有機物質與空氣中的氧氣反應生成二氧化碳和水。
VOCS+O2+微生物菌→CO2+H2O
故微生物系統循環水的PH一般維持在5～7范圍內，以保證有較好的脫臭效果，在系統呈酸性時，需要換水或加堿調整PH至中性。
5.營養成分的添加
從廢氣成分看，氮元素是過量的，磷則沒有，需根據情況隨時添加，而且磷酸鹽對去除氨類物質有利。Fe3+的添加則可促進含硫臭氣的氧化分解。
如同上述，VOCS和有毒惡臭成分被氧化分解后，生成了單質硫以及H2SO4(弱硫酸)和HNO3(弱硝酸)。噴灑水將這些酸沖洗干凈，同時將脫落的生物膜和微生物死體及時排出，以保持適于微生物生長的良好環境。
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