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摘要：根源除臭工艺的原理是土壤微生物除臭，利用微生物培养反应器对以芽孢杆菌属为主的土壤微生物进行驯化培育，并连续不断的释放到污水处理前端，使这种对有机物和各种臭气物质具有很强氧化分解能力的微生物成为系统中的优势菌群之一，在污水处理过程中降解各种有机物的同时将含氮、磷、硫的无机化合物和带活性基团的有机物吸附、氧化、分解，从根本上杜绝臭气的产生和散放，使污水处理厂各设施达到较完全彻底的除臭目的。土壤微生物除臭技术工艺源于日本，发展于韩国，目前在中国已有几十个市政污水处理厂使用，在市政污水处理过程中除臭效果良好。本文主要研究根源除臭工艺在印染废水处理过程中产生的臭气治理的效果，通过对绍兴某印染污水处理厂中从污泥均质池、氧化沟、污泥储池中的泥水混合物培养驯化，通过比较进水出水COD降解情况、污泥沉降情况、污水臭味程度减少情况等，摸索印染废水根源除臭技术对应使用的菌种驯化药剂种类、用量和培养所需溶解氧条件等。
关键词 ：根源除臭 土壤微生物 芽孢杆菌
1、引言
目前国内传统的除臭方法是将污水处理环节产臭的构筑物通过加盖及收集的方法送入固定的除臭装置中进行处理，但是由于收集的局限性，无法做到整个污水厂全覆盖，恶臭污染物质的扩散影响无法全部消除；气温、气压的变化会导致恶臭气体的产生量变化大，系统耐冲击负荷能力较差，臭气效果不稳定；针对传统除臭工艺存在的问题，根源除臭技术被引入中国，并结合中国污水厂水质特点进行工艺调整，目前在国内多个市政污水厂已成功应用。
印染废水具有色度高、COD值高，温度高（40°左右）、水质差等特点，采用传统密封加盖的除臭方式对印染废水运行过程中产生臭气进行处理，如抽气不及时或抽气量不足，会造成污水处理构筑物内生化段水温升高，污水中菌种大量死亡，严重影响污水处理效果及污水厂正常运行，因此目前国内印染废水除臭急需一种新的除臭方式，本项目主要研究根源除臭工艺在印染废水处理过程中臭气治理效果。
2、根源除臭的机理
污水中的恶臭一般是有机物中含有的蛋白质、氨基酸、核酸等分解时产生的副产物。在有机物的分解过程中，含氮有机物都会在相应的微生物所产生的水解酶（蛋白酶、淀粉酶等）作用下水解，释放出NH3；无机化作用下产生H2S。上述两种气体是污水站内形成恶臭的主要物质。
微生物反应器专门培养的Bacillus（芽孢杆菌，是该技术培养的微生物中的优势菌，也是去除恶臭物质的主要菌种。芽孢杆菌属的主要特征是在有氧条件下产生芽孢。该属共有21个典型菌种，如巨大芽孢杆菌、球型芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等）、Thiobacillus（硫杆菌，该属细菌是一种专性好氧菌，主要靠氧化硫化物【如硫化氢、硫代硫酸盐等】最终形成硫酸盐。耐酸性极强是这类细菌的最大特点，有些菌种可在PH=2的环境下生长）、Pseudomonas（假单胞菌，是一种好氧菌，也是去除恶臭物质的主要菌种。本属细菌的突出特点是能够分解多种多样的有机化合物，在废水的生物处理中不可或缺）、Micrococcus（微球菌，是一种需氧菌，可以在含有5%Nacl的环境下生长，可以在高盐度废水中应用）、Acinetobacter（不动杆菌，它是生物除磷的主要细菌之一。在其生长的早期阶段，可以过量摄取水体中的磷酸在其细胞内形成聚磷酸盐，含量可达干重的10~20%）、Aeromonas（气单胞菌，是生物除磷的主要细菌之一）等土壤微生物通过回流系统，从污水流入处开始工作。对氨、硫化氢、二甲氨、甲硫醇、二甲二硫等恶臭发生物质和有机物、氮、磷等有机性营养物质产生吸附、凝聚，在结合中杜绝恶臭的发生。在污水池内各类细菌的协同作用下，进行氧化还原、分解、合成等生物反应过程，从而去除了产生恶臭的物质。
3、根源除臭的工艺流程
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4、绍兴某印染废水根源除臭试验
本次试验主要分二个阶段进行：
第一阶段为根源除臭污泥培养驯化阶段，主要目的为富集驯化污泥中除臭功能菌种，摸索印染废水对应使用的药剂种类、用量和培养所需溶解氧条件等；
第二阶段为模拟根源除臭处理工艺，比较进水出水COD降解情况、污泥沉降情况、污水臭味程度减少情况等。
4.1、根源除臭污泥培养驯化试验
（1）试验过程
分别从污泥均质池、氧化沟、污泥储池的取样点各取5L泥水混合液，加入5L玻璃反应器中，加入对应用量的根源除臭营养药剂，开启搅拌和曝气装置，维持一定溶解氧浓度，低速搅拌，35℃恒温培养6-24小时，在培养的不同时间点取样测上清液的COD浓度、PH、溶解氧、芽孢杆菌数量等指标。
（2）试验结果
1）对污泥沉降性能有显著提升
生化污泥和均质污泥经加药培养驯化后，污泥沉降性能有显著提升，生化污泥的污泥沉降比减少1.5%，均质污泥的污泥沉降比平均减少18%，对均质污泥的沉降性能改善更明显。污泥储池的污泥为重力沉降后的污泥，污泥浓度过高，所以对培养前后浓缩污泥的沉降比指标未进行测试。
2）促进芽孢杆菌增殖
加药培养后，生化污泥、均质污泥、浓缩污泥中的芽孢杆菌数量都呈现递增趋势，由于印染废水的水质环境比市政污水差很多，芽孢杆菌增殖速度受限，培养23h后芽孢杆菌数量平均增加一个数量级。芽孢杆菌属好氧菌，培养环境中的溶解氧浓度增加有利于促进芽孢杆菌的繁殖，搅拌速度增加又会导致污泥解体或老化使上清液COD浓度大幅增加，故对于生化污泥培养条件的溶解氧取1.5-4mg/m3，均质污泥培养条件的溶解氧取0.2-0.5mg/m3。浓缩污泥的各批试验结果中虽然培养后芽孢杆菌数量增加，污泥臭味减小，但对浓缩后的污泥进行再培养大大增加污泥絮体中COD物质的重新释放，故浓缩污泥不适用于根源除臭的菌种富集培养来源。
3）污泥臭味明显减少
用于试验的三种污泥中，均质污泥和浓缩污泥有明显不愉快的恶臭，培养3h臭味有减轻，培养6h臭味显著降低，培养23h近距离接触没有明显异味。培养6h，均质污泥的臭度值从512降至277，浓缩污泥的臭度值从310降至174。
4）COD结果分析
因添加的药剂本身含有CHON等元素，药剂易溶于水，添加的药剂会存在于上清液中增加上清液COD浓度，另外培养增殖的芽孢杆菌同时存在于污泥颗粒和上清液中，故在根源除臭的污泥培养驯化阶段过程中上清液COD浓度随培养条件差异有不同程度的升高现象。
在根源除臭的污泥培养驯化阶段，污泥臭味有明显减少；培养驯化后的污泥沉降性能有显著提升，有助于污泥处理过程中的污泥脱水和污泥减量；芽孢杆菌数量不断增加，将培养驯化后的污泥回流至污水处理厂前端处理工段中，芽孢杆菌随污水进入各处理单元并逐渐发挥降解污染物、抑制有害微生物繁殖的作用。
4.2根源除臭处理工艺模拟试验
（1）试验过程
分别从污泥均质池、初沉池出水、氧化沟进水的取样点各取4L污水样本，将污水加入5L玻璃反应器中模拟进水，加入对应用量的根源除臭营养药剂和第一阶段的驯化污泥，开启搅拌和曝气装置，维持一定溶解氧浓度，低速搅拌，35℃恒温培养，经过曝气、搅拌、沉淀处理过程，在污水处理的不同时间点取样测进出水的COD浓度、氨氮、芽孢杆菌数量、污水臭度等指标。
（2）试验结果
1)均质池污水加药和不加药的处理结果比较
均质池污水加药试验结果，COD和氨氮的平均去除率约35%，污泥沉降比平均降低10左右，芽孢杆菌数量平均增加2个数量级，臭度平均降低约288。
未加药处理的试验组中，虽然污泥沉降比同样降低10，但COD、氨氮浓度未降低，且芽孢杆菌增加的数量、臭度减少量远小于加药处理试验组。
2)初沉池出水加药和不加药的处理结果比较
初沉池出水加药试验结果，COD的平均去除率约38%，氨氮的平均去除率约13%，芽孢杆菌数量平均增加2个数量级，臭度平均降低约90。
未加药处理的试验组中，虽然氨氮去除更多，去除率约18%，但COD去除率、芽孢杆菌增加的数量、臭度减少量都小于加药处理试验组。
3)氧化沟进水加药和不加药的处理结果比较
加药试验结果，COD的平均去除率约35%，氨氮的平均去除率约10%，芽孢杆菌数量平均增加2个数量级，臭度平均降低约216。
未加药处理的试验组中，COD和氨氮去除率、芽孢杆菌增加的数量、臭度减少量都小于加药处理试验组。
5结束语
根源除臭工艺通过有效增殖印染污水中的芽孢杆菌数量（约增加2个数量级），抑制有害微生物繁殖，从而减少污水污泥产生的臭味气体（臭度值约减少100~300）；污泥沉降性能得到改善，提高污泥脱水性能；同时增殖的芽孢杆菌能够将难分解的大分子物质分解成可利用的小分子物质，将培养驯化后的根源除臭污泥回流至污水处理前端有助于芽孢杆菌在后续的污水处理工段中持续发挥降解污染物的作用，从而有利于污水中COD，氨氮的处理。同时可根据印染污水中有机物浓度波动大的现状，通过调整回流培养污泥量、生物营养供应量来适时调节除臭微生物培养强度，在保证除臭效果的同时，最大限度降低运行成本。
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