随着畜禽养殖业的发展，中国每年产生的畜禽废弃物约38亿t（以38亿t 计算折合，氮1 423万t、磷246万t），而目前综合利用率不足60%，畜禽粪污已经成为我国最主要的污染源之一，导致大气、水体、土壤和微生物等四大污染和资源大量浪费[1-2]。畜禽粪污的处理包括肥料化、能源化（即沼气与直接生物发电）、基质化、饲料化和材料化（生物碳）等“五化”，这些过程都伴随有臭气产生，需要除臭工艺[3]。典型例子是于文清等[4]应用堆肥-生物滤池两步除臭工艺进行鸡粪处理，氨释放量比堆肥降低38.0%，保氮率比堆肥提高16%。

恶臭物是指能引起嗅觉器官多种臭感的挥发性有机复合物（VOCs），主要包括三大类：含硫的化合物(例如，硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚)；含氮化合物(氨、三甲胺)；碳氢氧组成的化合物，如低级醇、醛、脂肪酸等。带有各种臭味和酸味的物质有：氨、硫化氢、乙烯醇、甲烷、甲胺、三甲基胺、吲哚、粪臭素等。最臭的9种化合物依次为甲硫醇、2-丙硫醇、2-丙烯-1-硫醇、2,3-丁二酮、苯乙酸、乙硫醇、4-甲基酚、硫化氢和1-辛烯-3-酮[5]。恶臭污染来自工农业系统的活动，是七大公害之一，在全球范围内受到了广泛的关注[6]。恶臭污染降低环境的质量，使人畜感到不舒服，从而降低其生产性能，严重地损害了人畜健康。畜禽粪污的恶臭主要来源于粪便中代谢产物和残留养分经细菌厌氧发酵产生的挥发性有机污染物。经研究发现，养殖所产生的刺激性气体和挥发性物质超过300种，其中猪粪恶臭成分有230种，鸡粪有150种，牛粪有94种[7-9]。

恶臭物质的除臭工艺主要有：化学法（热氧化，催化氧化，臭氧化）、物理法（冷凝，吸附，吸收）和生物法（使用生物滤池，生物滴滤池，生物洗涤塔和其他生物反应器类型）等[10-11]。与物理和化学技术相比，生物处理方法具有操作与维护简便、运行费用低的特点，更重要的优势在于，生物过程可以在中等温度（10～40℃）和大气压下进行，而且微生物降解过程通常是天然氧化的，产生的是生态上安全的化合物，例如二氧化碳、水、硫酸盐和硝酸盐，是一种环境友好型除臭工艺。生物法已逐渐成为当今净化恶臭物质的主要方法之一[12]。欧美国家与日本等在臭气污染的研究、治理和立法等方面已有几十年的成功经验[13]。我国在1994年颁布了《恶臭污染物排放标准》（GB -93），最近十几年重视程度加快，例如，2017年农业部发布了《畜禽粪污资源化利用行动方案（2017-2020）》，2018年中央一号文件《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》将畜禽粪污资源化利用纳入综合治理，以保护生态环境，促进畜牧业的可持续发展，从而推进乡村绿色发展。为此，本文将对畜禽粪污的生物除臭工艺发展概况、原理、特点、类型以及最新的研究进展进行综述，为解决畜禽粪污臭气污染的疑难问题明确方向，从而确实做到“过程控制、末端利用”。

1 生物除臭工艺

1.1 发展概况

早在1923年，Bach[14]利用土壤过滤床去除含有硫化氢等恶臭物质的气体，随后生物除臭工艺得到深入研究开发并应用，20世纪70年代后得到广泛的研究，80年代末90年代初欧美国家已广泛将科研成果应用于恶臭气体治理。早在2000年欧洲建立超过7 500座废气生物处理系统及其相关设施，其中德国与荷兰有78%与80%的恶臭控制采用生物工艺；同年代的日本城市污水厂约有166座脱臭装置治理恶臭物质。我国生物除臭工艺的研究和应用起步比较晚，近年国内已经快步开展了生物除臭工艺研究和广泛应用[15-16]。

1.2 生物除臭工艺原理

生物除臭流程具有共性，分为3个阶段：①恶臭物质的溶解，恶臭成分由气相转移至液相；②恶臭物质从水溶液中转移至微生物（细菌与真菌）细胞，液膜中的恶臭物质在浓度差的推动下扩散到生物膜内，被微生物捕获并吸收，恶臭物质给微生物提供生长所必需的碳源和能源；③恶臭物质通过微生物的新陈代谢活动，降解转化为如CO2、H2O、硫酸盐和硝酸盐等无臭的物质。

1.3 生物除臭工艺类型

广泛采用的有生物洗涤塔(Bioscrubber)、生物滤池(Biofilter)和生物滴滤池 (Biotrickling filter)，近年来已经研究出新技术，包括膜生物反应器、真菌生物滤池、物化-生物组合技术、两相分配生物反应器等[12,17-18]。鉴于畜禽粪污的特性，这里只是综述常规生物除臭技术。

1）生物滤池。生物滤池法是最早的除臭生物方法[14]，也是至今文献报道最多的一种（占总的40%）[10]，生物滤池已用于处理工业和市政废气流中的各种有机和无机污染物。生物滤池的应用旨在去除废水处理设施、堆肥操作和多种工业产生的臭气（氨、硫化氢、硫醇、二硫化物等）。生物滤池的重要特征是不使用流动液相，这有利于处理难溶于水的污染物。填料即过滤材料必须尽量满足：最佳的微生物环境，比表面积大，结构完整性，高的保水性，高的孔隙率和低的堆积密度。生物过滤中常用的介质是泥炭、土壤、堆肥以及木屑等。应用木屑或树皮于生物过滤的研究表明，与堆肥或泥炭相比，木质过滤材料的性能不令人满意，原因是它们的pH缓冲能力低，比表面积低和营养成分低。所以，木屑一般不单独用于生物过滤，而是被广泛用作泥炭或堆肥活性层的支撑材料[19]。已知堆肥等有机材料中存在生物膜生长必不可少的各种养分，然而，以堆肥为基质的生物过滤在较长时间之后其内在的营养资源逐渐被利用至枯竭，所以必须补充微生物生长所必需的营养物，或者以固体颗粒的形式插入滤床中，或者以更常见的水溶液形式提供，为微生物提供水分和养分[19-20]。

文章来源：《畜禽业》 网址: http://www.cqybjb.cn/qikandaodu/2020/0723/390.html