楊一烽

(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院<集團(tuán)>有限公司，上海 200092)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大氣環(huán)境污染的形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，揮發(fā)性有機(jī)硫化物(volatile organic sulfides compounds，VOSCs)的排放嚴(yán)重影響了我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量[1-2]。二甲基二硫醚(二甲二硫,DMDS，分子式CH3S2CH3)在石油工業(yè)中用作催化劑的預(yù)硫化劑和防積碳添加劑，也是農(nóng)藥生產(chǎn)的一種中間體，但同時(shí)也是一種典型的揮發(fā)性有機(jī)污染物，具有爛菜葉臭味。DMDS是我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554—1993)中限控排放的八種惡臭污染物之一[3]。高濃度的DMDS會(huì)使人的皮膚、眼睛和呼吸道受到強(qiáng)烈的刺激，長(zhǎng)時(shí)間吸入后會(huì)對(duì)人體的消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害[4]。作為惡臭污染物，DMDS來(lái)源較為廣泛。除了醫(yī)藥化工、石油煉制等行業(yè)排放源之外，城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)、黑臭河道、垃圾填埋場(chǎng)和濕垃圾厭氧處理站也是常見(jiàn)的DMDS氣態(tài)污染物的重要排放源之一[5-8]。盧志強(qiáng)等[9]調(diào)查了某企業(yè)餐廚垃圾處理處置過(guò)程，發(fā)現(xiàn)在高溫滅菌裝置、油水分離裝置、厭氧發(fā)酵裝置等運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生了嗅閾值低、濃度高的DMDS。崔健等[10]對(duì)無(wú)錫市秦巷浜、徐巷浜、楊木橋浜、廟東浜及河埒浜黑臭河道進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)分析，檢測(cè)結(jié)果顯示DMDS的最大濃度可達(dá)420.85 ng/L，且嗅味最為明顯。盛彥清[4]對(duì)廣州市石井河黑臭水體進(jìn)行了采樣分析，發(fā)現(xiàn)石井河的DMDS最高釋放濃度達(dá)到了59.7 μg/m3。閆鳳越等[11]對(duì)天津某大型垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行了采樣調(diào)查，結(jié)果顯示在垃圾傾倒區(qū)存在較高濃度的DMDS。趙占楠[12]發(fā)現(xiàn)在污泥堆肥過(guò)程中同樣會(huì)產(chǎn)生DMDS，平均濃度為5.46 mg/m3，對(duì)污泥處理車(chē)間的工人健康產(chǎn)生了威脅。杜亞峰等[13]在對(duì)北京某污水處理廠(chǎng)惡臭氣體采樣調(diào)查后，發(fā)現(xiàn)初沉池和沉砂池內(nèi)的含硫有機(jī)物濃度最高，其中DMDS的最高濃度可達(dá)0.22 mg/m3。廣州市某污水處理廠(chǎng)內(nèi)進(jìn)水閘門(mén)井和初沉池內(nèi)DMDS的擴(kuò)散通量達(dá)到了12.3 mg/(m2·min)和10.28 mg/(m2·min)。未經(jīng)處理的高濃度DMDS一旦無(wú)組織排放，會(huì)對(duì)污水廠(chǎng)周?chē)木用裆a(chǎn)生活產(chǎn)生嚴(yán)重的影響[14]。鑒于揮發(fā)性有機(jī)硫化物的危害逐漸得到重視，開(kāi)發(fā)有效的DMDS治理方法成為近年來(lái)環(huán)境保護(hù)科研工作者研究的重點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，DMDS的治理方法主要包括源頭抑制、吸附、催化氧化、生物降解、低溫等離子體凈化以及生物電化學(xué)降解。本文對(duì)這些方法分別進(jìn)行闡述。

1 治理方法

1.1 源頭抑制

源頭抑制是指通過(guò)在臭氣源頭投加化學(xué)或者生物藥劑，使臭氣在產(chǎn)生源頭得到抑制，最終降低臭氣擴(kuò)散的濃度或者削弱其惡臭的氣味。一般情況下，具有難聞氣味的VOSCs的產(chǎn)生通常來(lái)源于環(huán)境中的硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB)，而DMDS的產(chǎn)生和參與甲硫醇氧化反應(yīng)的微生物有著密切關(guān)系[15-16]。目前的研究已在濕地、污泥厭氧消化反應(yīng)器、污水處理廠(chǎng)初沉池污泥區(qū)、生化反應(yīng)區(qū)活性污泥內(nèi)發(fā)現(xiàn)了能夠生成DMDS的微生物群落，如Aspergillusspp.、Clostridiumsporogenes、Alteromonasputrefaciens等菌屬[17-18]。Tomita等[19]證明了在污水處理廠(chǎng)活性污泥內(nèi)存在產(chǎn)生DMDS的微生物種群，并成功分離出24株，其中包括Alcaligenes、A.denitrificanssubsp.Xylosoxydans、A.faecalis和A.odorans等菌屬。因此，源頭減少DMDS產(chǎn)量的關(guān)鍵就在于如何抑制這些微生物的活性。堿性藥劑與污水混合后能使污水pH升高，并和污水中硫化物發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，削減硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB)的基質(zhì)，減少硫化物從液相向氣相的轉(zhuǎn)化。通過(guò)在污水輸送管道、泵站或污水處理廠(chǎng)處理構(gòu)筑物內(nèi)投加堿性藥劑，能有效抑制SRB的滋生，減緩DMDS的釋放濃度。Sipma等[20]發(fā)現(xiàn)厭氧UASB反應(yīng)器中存在高濃度甲硫醇被微生物氧化成DMDS的現(xiàn)象。2-溴乙烷磺酸鈉(BES)是一種特異性產(chǎn)甲烷菌抑制劑，研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)在UASB反應(yīng)器污泥中投加BES后，二甲基硫醚(DMS)和DMDS的濃度出現(xiàn)了明細(xì)的降低。另一方面，研究發(fā)現(xiàn)污泥中的可生物降解蛋白質(zhì)是生成VOSCs微生物的底物，影響DMDS的產(chǎn)量[7]。Chen等[21]發(fā)現(xiàn)當(dāng)脫水過(guò)程污泥中可生物降解蛋白質(zhì)的含量減少時(shí)，DMDS的產(chǎn)量將出現(xiàn)明顯的下降。由于高濃度的三價(jià)金屬離子會(huì)與蛋白質(zhì)發(fā)生螯合沉淀，從而使蛋白質(zhì)發(fā)生變性無(wú)法成為底物，該方法可以用來(lái)減少污泥中可生物降解蛋白質(zhì)含量。Gruchlik等[22]在污泥脫水過(guò)程中加入56% w/v的硫酸鋁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)污泥臭氣中DMDS產(chǎn)量降低了40%。

盡管源頭處理能有效降低源頭DMDS的產(chǎn)量，但是由于添加各種化學(xué)或者生物藥劑，可能會(huì)在環(huán)境中殘留有害的副產(chǎn)物，適用性受到限制。

1.2 吸附

1.2.1 物理吸附

吸附劑表面的原子不像物質(zhì)內(nèi)部原子那樣與周?chē)泳o密結(jié)合，具有較大的自由能(界面自由能)。因此，吸附劑表面原子就會(huì)和臨近化學(xué)元素的分子或離子等結(jié)合，以減小自由能，這種現(xiàn)象叫做吸附。基于范德華力的吸附現(xiàn)象稱(chēng)為物理吸附，物理吸附的吸附量不受表面化學(xué)性質(zhì)的影響，隨表面積增大而增加，吸附層上經(jīng)常出現(xiàn)多層吸附的狀態(tài)。物理吸附一般無(wú)需活化能，因此吸附和脫附速率都較快。物理吸附時(shí)放出的熱接近氣體的凝縮熱，溫度上升后吸附量將隨之減少。流體中的濃度和固體表面的濃度在化學(xué)潛能相匹配時(shí)可形成吸附平衡關(guān)系。由于多孔顆粒內(nèi)部的孔融和比表面非常大，評(píng)價(jià)時(shí)多采用孔質(zhì)單位重量的吸附量(mg/g吸附劑)來(lái)代替其表面上的濃度。目前，吸附法吸附去除有機(jī)廢氣一般采用活性炭、沸石、硅膠等。曹?chē)?guó)強(qiáng)等[23]以椰殼活性炭(KC-6)作為吸附劑對(duì)DMDS進(jìn)行了吸附脫硫，結(jié)果表明活性炭吸附DMDS是一個(gè)自發(fā)、放熱、熵減的吸附過(guò)程，活性炭孔容和比表面積的增加會(huì)改善活性炭對(duì)DMDS的吸附性能。活性炭比表面積為879.6 m2/g、平均孔徑為1.09 nm時(shí)，對(duì)DMDS的吸附量可以達(dá)到10.31 mg/g。物理吸附雖然具有吸附速率快、吸附效率高、使用便捷等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)有機(jī)硫化物的選擇性較差，吸附硫容量較小，同時(shí)受表面酸度、環(huán)境溫度、空氣濕度等因素的制約。因此，物理吸附較適用于小氣量、低濃度的DMDS的快速去除。

1.2.2 化學(xué)吸附

化學(xué)吸附指吸附質(zhì)分子與吸附劑表面原子或分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成吸附化學(xué)鍵的吸附作用，吸附質(zhì)分子無(wú)法在吸附劑表面自由移動(dòng)。化學(xué)吸附是一種選擇性吸附，且需一定的活化能。常見(jiàn)的化學(xué)吸附劑有化學(xué)改性或金屬負(fù)載改性活性炭、改性沸石、離子交換樹(shù)脂等。Park等[24]發(fā)現(xiàn)將堿金屬或堿土金屬負(fù)載在活性炭上，可以高效去除二甲二硫醚、二甲三硫醚等含硫有機(jī)物，試驗(yàn)表明負(fù)載鈣、鈉、鉀的活性炭比純活性炭吸附容量更大，對(duì)VOSCs的去除效率更高。由于金屬陽(yáng)離子主要通過(guò)π-絡(luò)合作用吸附硫化物分子，導(dǎo)致化學(xué)吸附對(duì)吸附質(zhì)具有良好的選擇性，改性活性炭和改性分子篩通常用來(lái)脫除燃料油中的硫化物，如DMDS和甲硫醇[25]。趙亞偉等[26]采用離子交換法制備了過(guò)渡金屬改性Y型分子篩，并在固定床吸附器上考察了CoY、CuY、NiY分子篩吸附脫除DMDS的性能。結(jié)果表明，CoY、CuY和NiY分子篩對(duì)DMDS的動(dòng)態(tài)飽和吸附硫容分別為47.5、36.3 mg/g和40.2 mg/g；DMDS在CoY、CuY和NiY分子篩上的吸附能分別為-59.5、-22.2 kJ/mol和-30.4 kJ/mol。吸附飽和后的分子篩通過(guò)160 ℃水蒸氣脫附60 min后能夠有效再生，且多次再生后分子篩的吸附硫容仍是初始吸附量的97%以上。呂夢(mèng)穎等[27]通過(guò)浸漬法對(duì)ZSM-5進(jìn)行改性，考察了改性ZSM-5分子篩吸附脫除甲基叔丁基醚(MTBE)中的DMDS的效果。結(jié)果表明與Fe3+和Cu2+相比，Ag+改性的ZSM-5脫硫性能最好，對(duì)DMDS的脫除率高達(dá)97%。Yang等[28]使用堿洗改性silicalite-1Cu/Y核殼結(jié)構(gòu)分子篩對(duì)MTBE中的DMDS進(jìn)行了吸附試驗(yàn)，最高DMDS吸附硫容達(dá)到了37.1 mg/g。Du等[29]利用水熱法合成了MOF-199/凹凸棒石(APT)吸附劑，并通過(guò)動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)研究了負(fù)載不同質(zhì)量百分比的MOF-199/APT脫除DMDS的性能。試驗(yàn)結(jié)果顯示，MOF型材料能夠通過(guò)表面金屬離子和π-絡(luò)合作用對(duì)DMDS進(jìn)行吸附，且MOF-199/APT的對(duì)DMDS最大吸附容量達(dá)到了119.3 mg S/(g MOF)(含50 wt% MOF-199)。盡管化學(xué)吸附速率相比物理吸附較慢，但對(duì)DMDS的選擇性更強(qiáng)，同時(shí)化學(xué)吸附DMDS比物理吸附更牢固。

1.3 催化氧化

催化氧化法主要是通過(guò)催化劑的作用(依靠其活性位點(diǎn)))，在不影響化學(xué)反應(yīng)平衡的基礎(chǔ)上，通過(guò)降低反應(yīng)所需的活化能從而達(dá)到加快反應(yīng)速率、促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的目的。催化劑的使用降低了反應(yīng)條件、提高了反應(yīng)效率、降低能耗，為工業(yè)上高效去除DMDS提供了便捷。貴金屬負(fù)載催化劑具有較高的比活性、抵抗失活的能力和再生能力，因此，貴金屬負(fù)載催化劑通常用作催化氧化VOSCs的最佳催化劑。在所有貴金屬中，Pt、Pd、Au等貴金屬元素是催化氧化處理VOSCs中應(yīng)用最廣泛的金屬。常見(jiàn)的貴金屬催化劑是通過(guò)將上述貴金屬元素負(fù)載在A(yíng)l2O3、TiO2、SiO2、MnOx、CeO2、復(fù)合金屬氧化物等過(guò)渡金屬氧化物載體上制備而成[30]。高比表面積的載體能夠提高貴金屬的分散性、反應(yīng)物吸附能力，并降低貴金屬的總負(fù)載量。Nevanpera等[31]將Au、Cu、Pt分別負(fù)載于A(yíng)l2O3，CeO2和CeO2-Al2O3上，考察了各催化劑催化氧化DMDS的活性。結(jié)果顯示，3種催化劑中Cu/ CeO2-Al2O3催化劑對(duì)DMDS的去除效果最佳，在300 ℃左右可以使DMDS完全氧化分解。DMDS通過(guò)催化劑氧化反應(yīng)的過(guò)程如式(1)。

(1)

Darif等[32]將Pt-Cu負(fù)載在A(yíng)l2O3和(Al2O3)0.8(SiO2)0.2上，考察了催化氧化DMDS的過(guò)程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2種金屬負(fù)載的催化劑都具有良好的DMDS催化氧化效果，在多種吸附質(zhì)存在的情況下Pt-Cu/(Al2O3)0.8(SiO2)0.2對(duì)DMDS具有更高的選擇性。高松[30]考察了不同制備工藝條件等對(duì)Cu-Pt/CeO2-Al2O3催化劑DMDS催化燃燒性能的影響。在空速(GHSV)為3 000 h-1、DMDS初始濃度為1 000 mg/L、氧濃度大于5%的評(píng)價(jià)條件下，催化氧化DMDS活性最高；在催化氧化溫度為262 ℃時(shí)，可實(shí)現(xiàn)DMDS的完全轉(zhuǎn)化；連續(xù)運(yùn)行1 000 h穩(wěn)定性試驗(yàn)表明，DMDS的轉(zhuǎn)化率始終保持在100%左右，該材料是催化氧化DMDS的理想催化劑。傳統(tǒng)的催化氧化法由于需添加氧化劑或者對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行加熱，成本較高。Chuang等[33]嘗試在玻璃小球和多孔聚丙纖維上負(fù)載納米二氧化鈦，并利用其完成對(duì)DMDS進(jìn)行光催化降解。研究表明，催化材料的最大光催化比表面積可達(dá)202.7 m2/g，在強(qiáng)度為1.25 mW/cm2紫外光照射下，濃度為30 mg/L的DMDS可在2 h內(nèi)被完全催化降解。和傳統(tǒng)催化氧化法相比，光催化氧化法具有低成本、消耗少的優(yōu)點(diǎn)，可用于無(wú)預(yù)加熱即可有效地光分解環(huán)境中DMDS。

1.4 生物降解

生物除臭是利用固相或固液相反應(yīng)器中微生物的生命活動(dòng)降解氣流中所攜帶的惡臭成分，其原理是細(xì)菌和其他類(lèi)型的微生物利用臭氣中的組分作為其生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)成分和能量來(lái)源，通過(guò)消耗污水中或空氣中的氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，將臭氣中的惡臭成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)臭的、穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物，或轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸镒陨淼囊徊糠?。就惡臭物質(zhì)的降解過(guò)程而言，氣體中的惡臭物質(zhì)不能直接被微生物所利用，必須先溶解于水才能被微生物吸附和吸收，再通過(guò)其代謝活動(dòng)被降解。因此，生物除臭必須在有水的條件下進(jìn)行，臭氣首先與水或其他液體接觸，氣態(tài)的惡臭物質(zhì)溶解于液相之中，再被微生物所降解。王集軍[34]從廣州某垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中篩選出了一株能同時(shí)降解乙硫醇和DMDS的高效降解菌種(LysinibacillusfusiformisGDUTAN6)，經(jīng)生理生化鑒定和 16S rRNA 分析，該菌株屬于革蘭氏陽(yáng)性菌。該菌種最適合的生長(zhǎng)溫度為35 ℃，最適pH值為7，DMDS初始濃度為75 mg/L情況下，68 h內(nèi)對(duì)DMDS的降解率可達(dá)100%。Liang等[35]從廣州市一條河道淤泥內(nèi)分離出一種降解DMDS的革蘭氏陽(yáng)性兼性好氧菌(BacilluscereusGIGAN2)。該菌種在最佳生長(zhǎng)環(huán)境條件下(30 ℃、pH值為7.0、200 r/min)，在96 h內(nèi)可完全降解10 mg/L的DMDS，通過(guò)微生物降解動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，該菌種對(duì)DMDS的生物降解速率常數(shù)為0.033 h-1，符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)，該菌種在降解過(guò)程中以DMDS作為唯一碳源進(jìn)行代謝，主要中間產(chǎn)物為三硫化二甲基和CH3SSOCH3。Chen等[36]在生物滴濾反應(yīng)器內(nèi)接種BacilluscereusGIGAN2來(lái)降解DMDS，并對(duì)生物滴濾反應(yīng)器內(nèi)的填料進(jìn)行了優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，臭氣停留時(shí)間為123 s，當(dāng)DMDS進(jìn)氣濃度低于0.41 g/m3時(shí)，裝有麥飯石填料的生物滴濾反應(yīng)器對(duì)DMDS的去除率達(dá)到了100%。分子生物學(xué)分析發(fā)現(xiàn)相比于陶瓷填料，裝有麥飯石填料的反應(yīng)器內(nèi)GIGAN2的相對(duì)豐度更高，這表明麥飯石填料更有利于GIGAN2固著和降解DMDS。Wan等[37]利用生物滴濾技術(shù)對(duì)脫除DMDS進(jìn)行了研究，生物滴濾反應(yīng)器中除臭微生物L(fēng).sphaericusRG-1接種自污水廠(chǎng)活性污泥。反應(yīng)器運(yùn)行結(jié)果顯示，當(dāng)DMDS進(jìn)氣濃度為0.81 mg/L、停留時(shí)間為110 s時(shí)，DMDS達(dá)到了100%的去除，DMDS在生物滴濾過(guò)程中最大去除率為57.14 g/(m3·h)。研究還發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)器不僅對(duì)DMDS具有優(yōu)秀的去除率，還對(duì)包含有DMDS、乙硫醇和硫代苯甲醚的臭氣具有良好的去除效率。Arellano等[38]考察了堿性生物滴濾反應(yīng)器(ABTF)對(duì)于臭氣中DMDS和硫化氫的去除效果。反應(yīng)器200 d以上的運(yùn)行結(jié)果顯示，臭氣停留時(shí)間為40 s時(shí)，DMDS和硫化氫的去除率均穩(wěn)定在100%，平均去除率為86 g DMDS/(m3·h)和17 g H2S/(m3·h)。測(cè)序結(jié)果顯示，ABTF在長(zhǎng)期運(yùn)行馴化過(guò)程中產(chǎn)生了多種微生物，其中占主導(dǎo)的是硫代堿菌弧菌種(Thioalkalivibrio)。

生物除臭系統(tǒng)與自然過(guò)程較為相似，通常在常溫常壓下進(jìn)行，運(yùn)行時(shí)僅需消耗使惡臭物質(zhì)和微生物相接觸的動(dòng)力費(fèi)和少量的調(diào)整營(yíng)養(yǎng)環(huán)境的藥劑費(fèi)，屬于資源節(jié)約和環(huán)境友好型凈化技術(shù)，該技術(shù)具有運(yùn)行維護(hù)成本少、總能耗低，二次污染和跨介質(zhì)污染轉(zhuǎn)移少等優(yōu)點(diǎn)，具有很大的發(fā)展前景。

1.5 低溫等離子體凈化

低溫等離子體根據(jù)放電類(lèi)型的不同分為輝光放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、射頻放電和微波放電等。盡管放電類(lèi)型不盡相同，但低溫等離子體的作用機(jī)理較為類(lèi)似，通常是由電子從外界電場(chǎng)中獲得能量，開(kāi)始高速移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中與分子發(fā)生劇烈碰撞。低溫等離子去除VOCs的過(guò)程包含2種反應(yīng)：(1)高速移動(dòng)的電子與VOCs直接作用，使污染氣體中有機(jī)硫化物獲得能量而被激發(fā)，電離轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)而被去除；(2)高速移動(dòng)的電子使空氣中其他氣體分子發(fā)生電離，形成活性粒子。由于產(chǎn)生的活性粒子氧化性強(qiáng)，污染氣體中有機(jī)硫化物與活性粒子發(fā)生作用，被轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。等離子體中因活化產(chǎn)生的活性粒子主要包括離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子、分子及·O、·OH、·N自由基等物質(zhì)。盡管等離子體內(nèi)正負(fù)電荷的總數(shù)是相等的，宏觀(guān)上呈現(xiàn)電中性，但這些粒子在外加電場(chǎng)的激發(fā)下會(huì)產(chǎn)生很高的動(dòng)能和內(nèi)能，從而打斷DMDS中的化學(xué)鍵，使其分解為無(wú)毒或者低危害的分子，最終實(shí)現(xiàn)DMDS的高效去除。Hatakeyama等[39]利用射頻等離子體技術(shù)分解空氣中的DMDS，試驗(yàn)結(jié)果顯示，在反應(yīng)過(guò)程中DMDS分解后的主要產(chǎn)物是CH3S和CH3SOH。夏蘭艷等[40]利用介質(zhì)阻擋放電等離子體降解流動(dòng)態(tài)二甲基二硫廢氣，研究了不同進(jìn)氣濃度、氣體流量、反應(yīng)時(shí)間及外施電壓條件下DMDS的降解情況。結(jié)果表明，DMDS降解產(chǎn)物主要為CO2、SO2和H2O，以及一些N2O、醇類(lèi)和含有-C=C-的化合物。在進(jìn)氣濃度為80 mg/m3、進(jìn)氣量為8.4 m3/h、反應(yīng)時(shí)間為0.067 s、外施電壓為7 500 V的情況下，DMDS的降解率達(dá)到64.3%。

1.6 生物電化學(xué)降解

生物電化學(xué)系統(tǒng)(bioelectrochemical system，BES)是利用微生物將可生物降解原材料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能或者其他化學(xué)物質(zhì)的一種技術(shù)平臺(tái)。生物電化學(xué)的主要方法是用金屬作為陰極上的電子受體，而有機(jī)污染物作為陽(yáng)極上的電子供體。BES可以通過(guò)優(yōu)化電極材料、電極電位和微生物功能等方面的優(yōu)化，將物理、化學(xué)和生物法降解VOSCs集中于同一體系內(nèi)，對(duì)難降解VOSCs具有良好的凈化效果。生物電化學(xué)處理DMDS反應(yīng)方程如式(2)。

CH3-S-S-CH3+4H++4e+→2CH4+2HS-

(2)

Elzinga等[41]研究了BES降解有機(jī)硫化污染物的效果，試驗(yàn)將甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇和二硫化二甲基分別導(dǎo)入到BES的生物陰極，將其控制在2 A/m2和4 A/m2的恒定電流密度下。在22 d之內(nèi)，總有機(jī)硫污染物的添加量為1.85 mmol/L時(shí)，甲硫醇和乙硫醇的回收率為18%，丙硫醇為17%，DMDS為22%。通過(guò)分子生物學(xué)測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在BES反應(yīng)器中參與電化學(xué)反應(yīng)的微生物為Halomonodaceae和Clostridiaceae兩科。生物電化學(xué)降解DMDS的過(guò)程中需消耗電能和電極，控制條件復(fù)雜，目前還處在研究的初級(jí)階段。

2 結(jié)論與展望

隨著對(duì)大氣空氣質(zhì)量要求的不斷提高，開(kāi)展揮發(fā)性含硫有機(jī)污染物DMDS的治理研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)，處理DMDS的方法有多種，包括源頭降解法、吸附法、催化氧化法、生物降解法等，應(yīng)根據(jù) DMDS的產(chǎn)生源頭、濃度、排放標(biāo)準(zhǔn)等因素來(lái)選用合適的處理方法。單一方法都有自身的局限性，如采用活性炭或分子篩吸附DMDS，吸附飽和后存在再生問(wèn)題；催化氧化法，不僅消耗熱能，還需進(jìn)一步處理產(chǎn)生的未知有毒副產(chǎn)物；材料成本較高和偏低的光催化效率使光催化法無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用；低溫等離子凈化法處理DMDS效率高，副產(chǎn)物無(wú)毒，但能耗較大；生物處理技術(shù)雖然運(yùn)行成本相比于化學(xué)處理技術(shù)較低，但建設(shè)成本較高，針對(duì)DMDS降解的微生物接種和馴化需要時(shí)間較長(zhǎng)等缺點(diǎn)。因此，研究多種復(fù)合工藝的協(xié)同作用是未來(lái)的趨勢(shì)，通過(guò)組合多種DMDS處理工藝，使不同的處理單元都能發(fā)揮其自身的獨(dú)特作用，從而使系統(tǒng)達(dá)到高效和經(jīng)濟(jì)的要求。對(duì)于DMDS濃度較低且嗅閾值也低的市政類(lèi)惡臭源，生物法和化學(xué)吸附及其組合是適用于高凈化要求場(chǎng)合的途徑之一。