从上个世纪80年代被引入国内以来，工程技术人员、专家学者在工艺参数优化、功能菌种选育、填料选择等，做了大量卓有成效的工作，发表了诸多专著、论文。生物法除臭技术以其良好的工程应用效果，已经广泛被除臭工程技术人员采用。

生物挂膜填料做为除臭微生物的载体，一般要求有一定的比表面积、质轻、有一定强度、对微生物无害或有益（如可提供部分营养物质、调节PH值等）。本文作者通过多年的工程实践，对火山岩生物挂膜材料在城镇污水处理厂除臭装置中的应用效果，进行了长期的跟踪，发现来自内蒙某稀土矿区域（下文称XCBX区域）的伴生的火山岩做为生物除臭系统中的生物挂膜填料效果优于其它区域的火山岩材料，为了区别于普通火山岩，本文称之为弱磁性天然多孔材料（EY-WMNP）。

李玉琼等[1]对大陆裂谷玄武岩（也就是本文的EY-WMNP）的化学成份数据进行了搜集整理，并与普通玄武岩的火山岩对比。

一般情况下，Ti O2、MnO、TFeO+MgO等与材料的磁性有关，微量元素（包括稀土元素），可释放远红外线。

统计文献中的相关数据，可得到下表：

从数据表现看，EY-WMNP与普通火山岩相比，可以形成更强的磁场，释放更强的远红外线。

按王俊达[2]等介绍的方法，把样品加工成边长为2厘米（JR-4型旋转磁力仪）和2.5厘米的立方体（小无定向磁力仪）,测得EY-WMNP磁场强度为95mT，普通火山岩的磁场强度为0.13 mT。

刘艳红[3]等通过调研，发现稀土元素由于具有特殊的电子构型而使得稀土原子或离子的化合物有很多独特的物理和化学性质，尤其是稀土化合物的发光性能，但由于跃迁选择定则，单个稀土离子的发光性能比较弱，需要用其它生色团对稀土离子进行敏化，以增强其发光性能。在众多生色中，过渡金属作为生色团敏化稀土近红外发光有其独特的优点，而且激发波长可达到1000nm，属于生物学应用范围。

耿淑英[4]等研究了外加磁场对微生物群落多样性的在SBR系统中微生物对处理效果的影响，结果表明，磁场的加入在一定程度上提高了SBR系统的运行性能，且当磁感应强度为7×10-2 T时效果最明显.其中，外加磁场对SBR反应系统中总氮去除效果的影响显著，在7×10-2 T时脱氮率从无磁场的65.69%提高到85.98%.外加磁场显著提高了污泥脱氢酶活性，因而也会对各种污染物的去除产生积极作用.通过对不同磁感应强度下活性污泥微生物群落多样性的比较发现，7×10-2 T磁场下活性污泥微生物丰度及多样性最高。

安燕[5]等研究了不同磁场条件对微生物/细菌生长及苯酚降解的影响，结果表明弱磁场作用可促进苯酚与微生物共代谢，能明显提高苯酚的去除率，100mT恒弱磁场作用下，22小时对苯酚的去除率可达到96%，而无磁场对照组仅为85%。

范丽芳[6]等采用远红外线照射大肠杆菌、酿酒酵母菌的发酵过程，用紫外线分光光度计分别测量每组菌液的OD值，结果远红外线照射对于大肠杆菌、酿酒酵母菌的生长均有促进作用。进一步的分析表明，远红外线对微生物的生长产生影响的的重要前提是远红外线被吸收后才能发挥作用。微生物的生长必须要有炭源、氮源、能源、无机盐等营养要素，远红外线能够激活微生物体内的大分子的活性，使徽生物体的分子能够被激发而处于较高振动状态，这样便激活了核酸蛋白质等生微大分子的活性，从而发挥了生物大分子调节枧体代谢、免疫等活动的功能，因此，它能够促进微生物对营养要素的利用。酶是活细胞制造具有催化作用的水溶性蛋白，由酶蛋白和辅助因子组成，特点是一种酶只能作用于一种或一类底物，对于微生物体有益无害的远红外线，能促进微生物内酶系统的变纯，增加酶代澍，提高酶的活性，增加生长因子，从而促进微生物体组织生长、发育、繁殖和修复。

西安毅阳公司在宁夏中卫市某城镇污水处理厂的除臭装置设计处理风量为15000m3/h，特征污染物为硫化氢、氨气，臭气无量纲浓度做为考核指标之一，臭气收集处理区域为进水井、粗格栅、细格栅、调节池、氧化沟、污泥浓缩池、污泥间，已经稳定运行2整年，生物过滤系统填料选用河北某地产的火山岩。

甘肃庆阳市某县的城镇污水厂除臭装置设计处理风量为10000 m3/h，臭气收集处理区域、物征污染物与宁夏中卫市某城镇污水处理厂的除臭装置一致，装置稳定运行1年零6个月，生物过滤系统填料选用内蒙某区域的弱磁性天然多孔材料。

两套装置均采用“洗涤+生物过滤‖的组合技术：

(1)洗涤段填料采用多面空心球，外径∮50mm，装填高度1200mm，喷淋液气比为2 L/m3，臭气在填料层通过时间为3s;

(2)生物过滤段填料，宁夏中卫市某城镇污水处理厂的除臭装置选用河北某地产的火山岩，甘肃庆阳市某县的城镇污水厂除臭装置选用内蒙某区域的弱磁性天然多孔材料。生物过滤段填料块大小为30～50mm，装填高度1200mm，生物过滤段填料层营养物添加周期为7d一次，以喷淋形式补加，液气比为0.5 L/m3，时长15min，臭气在填料层通过时间为15s;

(3)生物系统p H值控制由PLC控制排水电动阀、补水电磁阀、液位计及p H计自动完成，温度稳定为20～35℃之间；

(4)生物系统微生物菌：采用从系统运行6个月后取生物装置内的循环液体，按张宏才【7】等介绍的硫化氢去除菌、氨气去除菌、臭气去除菌方法，筛分功能菌种，并制作简易的好氧发酵装置将功能菌扩培，得到三种功能菌液后按等比例混合制成菌浓为109CFU/ml的功能菌液，按生物除臭装置内循环液体积量的5%，加入功能菌液于生物装置中；取生物除臭装置内循环液体积量的5%活性污泥，同时加入生物装置；用循环喷淋泵将生物装置内的液体喷淋至生物过滤段填料层接种。

工艺流程示意图如图1所示。两套臭气处理装置稳定运行超过1年，2020年10～11月对装置的运行效率进行了测试，每天测试的时段为上午8～9点污水处理厂进水量较大时段。

测试项目为硫化氢、臭气无量纲浓度，两套装置的运行数据、去除效率数据统计如下表（以下数据由甘肃某某利环境监测有限公司提供）：

1装置去除硫化氢运行指标

2装置处理臭气无量纲浓度运行指标

上表中，装置进口浓度取样点为臭气汇总后进入生物法臭气处理装置之前直管，装置出口浓度检测取样点为排气筒取样点。

从上面去除效率的结果中可以看出，XCBX区域的弱磁性天然多孔材料在相同的运行环境下，比HBLS的火山岩效果更好，弱磁性天然多孔材料去除硫化氢的效率比普通火山岩高9.53%，处理臭气无量纲浓度的效率高5.35%。

4.1 已经发表的文献表明火山岩做为生物除臭装置的生物挂膜填料是合适的材料。

4.2 稀土储量较大区域伴生的大陆裂谷玄武岩火山岩，也就体文的弱磁性天然多孔材料，含有较高的磁性物质及稀土微量元素，是生物除臭装置内生物挂膜填料的合适的材料。

4.2 采用弱磁性天然多孔材料，生物除臭装置在臭气与填料层接触时间15秒时(CJJ/T243-2016《污水处理厂臭气处理技术规程》规定的最低接触时间）的硫化氢处理效率可达到97.54%以上，比普通火山岩的效率提高了3.3%；对臭气无量纲的处理效率可达到95.75%，比普通火山岩的效率提高了5.34%.