微生物气溶胶在城市污水处理厂生物除臭系统中的去除特性及机理研究

城市污水处理系统作为微生物的汇集地，在污水处理过程特别是曝气过程中，微生物会随气溶胶进入大气。微生物气溶胶因其存在状态的连续性和扩散的三维性，对公共健康造成严重威胁。长期以来，生物除臭系统主要用于去除废气中的恶臭物质，对于微生物去除方面的作用认识十分有限，空气微生物在废气生物处理系统中的去除缺少系统、深入的研究，特别对微生物在生物除臭系统中的去除特性和机理方面的研究更为缺乏。针对这一现状，本研究的目是系统研究微生物气溶胶在生物除臭系统中的去除特性与机理，弄清微生物气溶胶在废气生物处理系统中的行为归趋，为生物除臭工艺的改进、强化生物处理系统对微生物气溶胶的去除效果提供理论依据，从而为气溶胶和恶臭物质同步优化处理的一体化新技术研究奠定基础。

生物滤池是城市污水厂广泛采用的一种除臭工艺，其填料上附着的微生物可能在气流的作用下以气溶胶的形式逸出而造成大气污染，其中填充的高密度和高比表面积的填料还可能截留进气中的微生物。本研究通过现场调查，初步明确了北京和鄂尔多斯市两个典型城市污水厂的微生物气溶胶排放特性；通过试验研究，确定了生物滤池对微生物气溶胶的去除效果及主要影响因素；明确了生物滤池进、出气微生物粒径特征以及微生物组成与群落结构；提出了微生物气溶胶在生物滤池中的去除特性和机理。. 北京和鄂尔多斯市两污水厂各功能区均存在不同程度的异养细菌和真菌污染，浓度存在显著性差异。不同功能区逸散出的异养细菌和真菌的粒径分布无明显差异。各功能区均逸散出一定比例可以直接吸入人体呼吸道的微生物粒子，对人体健康具有一定的潜在风险。. 生物滤池填料、高径比、进气微生物气溶胶浓度、进气流量和填料湿含量对恶臭物质、异养细菌和真菌气溶胶处理效率均有不同程度的影响。填充海绵和陶粒的生物滤池能得到较好的恶臭和微生物气溶胶去除效果，较适合作为生物滤池的填料。高径比对进气微生物气溶胶的去除率的影响受气体停留时间的影响，相同气体停留时间下，高径比越大，微生物气溶胶的去除率越高，当气体停留时间小于40s时，这种影响更为明显。同时，不同高径比生物滤池的出气微生物粒径分布存在明显差异。进气浓度对于微生物气溶胶在生物滤池中的去除效率均有一定影响。高的进气流量利于微生物气溶胶的去除。适合恶臭物质和微生物气溶胶去除的最佳填料湿含量范围为40.5~61.8%。在生物除臭设备的设计和运行中，应选择合适的设计和工艺参数，以保证恶臭物质和微生物气溶胶的同时高效去除。. 初步提出了微生物气溶胶在生物滤池中的产生和去除机制。生物滤池出气微生物的产生主要源于填料的捕获和逸散作用。其中，微生物粒子的惯性碰撞在填料的捕获中占主导作用，而逸散作用主要由于进气气流的剪切应力。当捕获作用小于逸散作用时，出气微生物浓度大于进气微生物浓度，捕获作用大于逸散作用时，出气微生物浓度小于进气微生物浓度。两种作用刚好抵消时，出气和进气微生物浓度大致相等。. 本研究结果可为生物除臭工艺的改进、强化工艺对微生物气溶胶的去除效果提供理论依据，从而为微生物气溶胶和恶臭同步优化处理的一体化新技术研究奠定基础。