本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種除臭劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

惡臭是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14554-93)，主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、市政污水、污泥處理及垃圾處置設(shè)施，例如污水處理廠的排污泵站、初沉池、污泥濃縮池、污泥脫水和干化房，垃圾中轉(zhuǎn)站、填埋場(chǎng)，養(yǎng)殖場(chǎng)和一些化工、醫(yī)藥企業(yè)。

惡臭氣體主要包括五類：一類含硫化合物，主要為硫化氫、硫醇、硫醚；二類含氮化合物，主要為胺類、氨、尿素、煙堿等；三類鹵素及衍生物，如氯氣、鹵代烴等；四類烴類，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等；五類含氧有機(jī)化合物，如醇、酚、醛酮、有機(jī)酸等(胡斌.垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染解析與控制技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010：03-06)。不同的惡臭源有不同的惡臭氣體，例如污水處理廠的進(jìn)水泵房產(chǎn)生的主要惡臭氣體為硫化氫，污泥消化池產(chǎn)生氨氣和VOCs；垃圾堆肥場(chǎng)地產(chǎn)生氨氣、胺、硫化物、芳香族和二甲基硫等；污泥烘干房產(chǎn)生硫醇和二甲基硫。

惡臭氣體來源廣泛、組分繁多，對(duì)人體呼吸、消化、心血管、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)都會(huì)造成不同程度的毒害，其中部分組分還具有“三致”效應(yīng)(S.Rappert et al.Odor compounds in waste gas emissions from agricultural operations and food industries[J].Waste Management,2005,25:887-907)。

惡臭治理的方法主要包括物理法(例如，掩蔽中和法、稀釋擴(kuò)散法、吸附法)、化學(xué)法(例如，化學(xué)吸收法、臭氧氧化法、光催化氧化法、熱力燃燒法)、生物法(例如，生物濾池除臭法、土壤除臭法)。物理法可以降低嗅覺對(duì)惡臭的感知程度，但不能從根本上徹底消除惡臭物質(zhì)(石磊，邊炳鑫等.城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)惡臭的防治技術(shù)進(jìn)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2005，6(2)：6-9)；化學(xué)法工藝成熟，除臭效率高，但工藝復(fù)雜，能耗大，成本高，容易產(chǎn)生二次污染(Quina MJ et al.Treatment and use of air Pollution control residues from MSW ineineration:An overview[J].Waste Management,2008,28:2097-2121)；生物法總體能耗低，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用少，但占地多，管理要求高(Gabaldon C et al.Removal of TEX vapours from air in a Peat biofilter:influence of inlet concentration and inlet load.Joumal of Chemieal Technology and Bioteehnology,2006,81:322-328)。

噴灑除臭劑的方法，可通過藥液中的有效成分與惡臭氣體發(fā)生物理吸收和溶解、化學(xué)反應(yīng)、生物降解等作用，也可通過藥液中的有效成分作用于惡臭環(huán)境中存在的微生物來達(dá)到去除惡臭的目的。該法一般通過噴灑設(shè)施直接作用于惡臭源，具有見效快、效果好、基建費(fèi)用少、使用靈活等特點(diǎn)。目前，除臭劑主要有四類，分別為物理型除臭劑、化學(xué)型除臭劑、植物型除臭劑和微生物型除臭劑。物理型除臭劑見效快、無化學(xué)反應(yīng)但效率低、惡臭成分仍然保留在藥劑中(劉青松.除臭劑配方研究[J].中國(guó)洗滌用品工業(yè)，2008，06：004)；化學(xué)型除臭劑反應(yīng)快、效率高但往往會(huì)添加對(duì)環(huán)境和人體有危害的物質(zhì)，如HCHO、FeSO₄等(陽杰.新型綠色除臭劑的制備與應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013：02-05)；植物型除臭劑效果好、安全環(huán)保但提取工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高(孫祥章.復(fù)合生物酶除臭劑及其制備方法：中國(guó)，102526781[P]，2012-07-04)；微生物型除臭劑可以從源頭治理惡臭、應(yīng)用范圍廣且效果持久但見效慢、菌種開發(fā)周期長(zhǎng)(Joanna E.Burgess et al.Developments in odour control and waste gas treatment biotechnology:a review[J].Biotechnology Advances,2001,19:35-63)。未來除臭劑的開發(fā)方向?yàn)橐环N無毒、環(huán)保、高效、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可從源頭清除惡臭、多種功效復(fù)合于一體的新型除臭劑。

公開號(hào)為CN101671643A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種利用復(fù)合微生物制備除臭劑的方法，將由釀酒酵母、植物乳桿菌、乳酸鏈球菌以及沼澤紅假單胞菌組成的復(fù)合菌接種到培養(yǎng)基中，得到復(fù)合菌劑原液；再將糖蜜滅菌，將維生素溶液滅菌，將復(fù)合菌劑原液、糖蜜、微量元素溶液、維生素溶液以及余量的水組成的發(fā)酵原液放入密封罐內(nèi)發(fā)酵得到除臭劑。該除臭劑是利用復(fù)合微生物群的綜合作用來實(shí)現(xiàn)除臭，但含有大量活菌，在噴施過程中可能會(huì)對(duì)周邊居民及動(dòng)植物造成危害。

又如公開號(hào)為CN102475897A的中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開了一種生物抗菌除臭劑，由生物提取表面活性劑、非離子活性劑、潤(rùn)濕劑、檸檬酸、甘氨酸及由沼澤紅假單胞光合菌、巨大芽孢桿菌、釀酒酵母菌、植物乳桿菌的微生物復(fù)合菌和微生物生長(zhǎng)所需碳源、磁化純凈水合成得到。該生物抗菌除臭劑采用的也是復(fù)合菌，再與生物提取表面活性劑、非離子活性劑及其它原料組合后具有了較好的抗菌效果，但對(duì)于惡臭氣體、尤其是硫化氫的處理效果并不是很理想(氨氣降解率為92.6％、硫化氫降解率為89.0％)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種除臭劑，該除臭劑對(duì)環(huán)境中NH₃、H₂S和CH₄S等惡臭氣體具有較高的去除率，同時(shí)具有無毒、環(huán)保、高效作用、可持久控制惡臭等優(yōu)點(diǎn)。

借鑒釀酒酵母熱應(yīng)激效應(yīng)、小分子蛋白-表面活性劑復(fù)合可使表面活性增效及加速好氧微生物代謝進(jìn)程等理論，具體技術(shù)方案如下：

一種除臭劑，包括釀酒酵母發(fā)酵液、乙氧基化表面活性劑和維生素B。

作為優(yōu)選，按質(zhì)量百分比計(jì)，原料組成包括：

本發(fā)明采用的乙氧基化表面活性劑是一種活躍于表面和界面的非離子型表面活性劑，具有很高的降低表面張力和界面張力的能力；當(dāng)乙氧基化表面活性劑的濃度大于其臨界膠束濃度(CMC)時(shí)，溶液中將形成膠束團(tuán)；膠束團(tuán)的兩親性質(zhì)使得難溶或不溶氣體分子溶解性質(zhì)更加顯著，從而發(fā)揮很好的增溶作用。

將釀酒酵母發(fā)酵液中的小分子蛋白與乙氧基化表面活性劑復(fù)合，會(huì)因小分子蛋白和乙氧基化表面活性劑的兩親分子相互作用而導(dǎo)致蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而使乙氧基化表面活性劑的CMC及溶液體系的表面張力和界面張力顯著下降，從而強(qiáng)化其表面活性。表界面張力的減小，使得該除臭劑經(jīng)霧化后形成極微小均勻的液滴，借助液滴中存在的大量活性膠束團(tuán)，快速有效地吸收、溶解環(huán)境中的惡臭分子。

進(jìn)一步地，釀酒酵母發(fā)酵液中的小分子蛋白與乙氧基化表面活性劑復(fù)合，由于CMC、表面張力和界面張力的大大降低，促使霧化后的液滴溶解氧濃度大幅提升，待液滴落至惡臭源，帶入較高濃度的溶解氧，通過添加維生素B等微生物生長(zhǎng)因子，可抑制厭氧生化反應(yīng)(惡臭氣體產(chǎn)生的主要原因)和促進(jìn)好氧生化反應(yīng)，從而在源頭上削減惡臭氣體的產(chǎn)生。

更進(jìn)一步地，釀酒酵母發(fā)酵液中的小分子蛋白與乙氧基化表面活性劑復(fù)合，可以形成一種加速好氧微生物代謝進(jìn)程的制劑，增強(qiáng)好氧微生物的代謝速率，加快對(duì)惡臭源頭及溶解于藥劑中污染物質(zhì)的降解。

作為優(yōu)選，所述的乙氧基化表面活性劑為乙氧基化C9-11醇或乙氧基化烷基硫酸鈉。

乙氧基化C9-11醇的中文名稱為C9-11烷基醇乙氧基化物，分子式為C₁₃H₂₈O₂。

乙氧基化烷基硫酸鈉，結(jié)構(gòu)式為RO(CH₂CH₂O)_n-SO₃Na(n＝2或3，R為12～15烷基)。

上述優(yōu)選的乙氧基化表面活性劑與釀酒酵母發(fā)酵液中的小分子蛋白復(fù)合后，可以更快地對(duì)惡臭源頭及溶解于藥劑中的污染物質(zhì)進(jìn)行降解，并加速對(duì)惡臭分子的吸收和溶解。

作為優(yōu)選，所述的維生素B由維生素B₂和維生素B₁₂按1:1的質(zhì)量比復(fù)合而成。

本發(fā)明中采用的酸調(diào)節(jié)劑，可以起到穩(wěn)定除臭劑、中和堿性惡臭氣體等作用，作為優(yōu)選，所述的酸調(diào)節(jié)劑為檸檬酸。

采用的分散劑，使除臭劑的有效成分以均相形態(tài)被含有，作為優(yōu)選，所述的分散劑為丙二醇。

作為優(yōu)選，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述除臭劑的原料組成包括：

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的乙氧基化表面活性劑為乙氧基化烷基硫酸鈉。

經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相較于乙氧基化C9-11醇，以乙氧基化烷基硫酸鈉為乙氧基化表面活性劑組成的除臭劑，對(duì)于NH₃、H₂S和CH₄S等惡臭氣體的去除率更高。

最優(yōu)選，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述除臭劑的原料組成包括：

以乙氧基化烷基硫酸鈉為乙氧基化表面活性劑，再與上述特定含量的其它組分復(fù)合而成的除臭劑對(duì)NH₃、H₂S和CH₄S等多種惡臭氣體的去除率均達(dá)到最佳。

本發(fā)明公開了上述除臭劑的制備方法，步驟如下：

(1)將釀酒酵母加入培養(yǎng)液中，控制初始酵母干重比例為0.4～0.6wt％，好氧條件下連續(xù)培養(yǎng)至酵母干重比例為4～8wt％，將培養(yǎng)液升溫至40～60℃，發(fā)酵10～12h后，再冷卻至室溫，經(jīng)菌體破碎、離心后取上清液，即為釀酒酵母發(fā)酵液；

所述培養(yǎng)液由7wt％糖蜜，3wt％麥芽糖漿，0.1wt％NH₄SO₄，0.1wt％KH₂PO₄，0.05wt％MgSO₄·7H₂O，0.05wt％ZnSO₄和余量的去離子水組成，培養(yǎng)液經(jīng)檸檬酸調(diào)節(jié)pH至6.0后，再經(jīng)121℃滅菌20min后待用；

(2)將步驟(1)制備的釀酒酵母發(fā)酵液與乙氧基化表面活性劑、維生素B、酸調(diào)節(jié)劑和分散劑在密閉環(huán)境下攪拌混勻后得到所述的除臭劑。

作為優(yōu)選，步驟(1)中，釀酒酵母在攪拌、溶氧30％、溫度30～35℃、pH＝6.0的條件下進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)。

菌體經(jīng)破碎后，在12000rpm下離心3次。

本發(fā)明還公開了上述的除臭劑在環(huán)境除臭中的應(yīng)用，進(jìn)一步地，該除臭劑對(duì)氨氣、硫化氫、甲硫醇的除臭效果更顯著。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)采用食品工業(yè)中所用的釀酒酵母在好氧發(fā)酵條件下進(jìn)行制備，該過程區(qū)別于現(xiàn)有任何一種除臭劑的制取工藝，具有配方新穎、制取工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)三廢少且易處理等特點(diǎn)；

(2)制取的發(fā)酵液與表面活性劑復(fù)合，可以快速有效地吸收溶解惡臭分子；

(3)不僅依賴物理吸收、溶解、化學(xué)中和等作用，還可通過與環(huán)境中微生物的相互作用，從源頭上抑制惡臭的產(chǎn)生和促進(jìn)已產(chǎn)生惡臭分子的生物代謝，因此是一種集多種功效于一體的除臭劑；

(4)無活菌，同時(shí)無毒，對(duì)人體沒有危害，可以大范圍地噴施應(yīng)用，是一種環(huán)境友好的除臭劑。

附圖說明

圖1為本發(fā)明除臭劑的作用原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不限于下述實(shí)施例。

實(shí)施例1

(1)稱取0.245kg糖蜜(7％)，0.105kg麥芽糖漿(3％)，0.0035kg NH₄SO₄(0.1％)，0.0035kg KH₂PO₄(0.1％)，0.00175kg MgSO₄·7H₂O(0.05％)，0.00175kg ZnSO₄(0.05％)，加3.14kg的去離子水?dāng)嚢璩浞只靹蚝?，加檸檬酸調(diào)節(jié)pH至6.0，制成發(fā)酵培養(yǎng)基；在121℃滅菌20min后，加入5L發(fā)酵罐；

(2)往5L發(fā)酵罐中加入0.014kg釀酒酵母，初始酵母干重比例控制為0.4％；在攪拌、溶氧30％、溫度30℃、pH6.0的條件下連續(xù)培養(yǎng)至酵母干重比例達(dá)到6％后，培養(yǎng)液緩慢升溫至55℃；熱刺激培養(yǎng)12h后，將發(fā)酵液降溫冷卻至25℃，取出進(jìn)行菌體破碎，12000rpm離心3次得到上清液，即為釀酒酵母發(fā)酵液；

所述的釀酒酵母，購(gòu)自美國(guó)Red Star Yeast Co.；

(3)在10L的密閉攪拌罐中，分別加入3.5kg釀酒酵母發(fā)酵液(40wt％)，2.626kg乙氧基化烷基硫酸鈉(30wt％，分子式為C₁₂H₂₅O(CH₂CH₂O)₃-SO₃Na)，0.0875kg維生素B₂(1wt％)，0.0875kg維生素B₁₂(1wt％)，0.525kg檸檬酸(6wt％)，1.925kg丙二醇(22wt％)，攪拌混勻得到除臭劑。

實(shí)施例2

(1)釀酒酵母發(fā)酵液的制取同實(shí)施例1；

(2)在10L密閉攪拌罐中，分別加入3.5kg釀酒酵母發(fā)酵液(45wt％)，1.945kg乙氧基化烷基硫酸鈉(25wt％，分子式為C₁₂H₂₅O(CH₂CH₂O)₃-SO₃Na)，0.1167kg維生素B₂(1.5wt％)，0.1167kg維生素B₁₂(1.5wt％)，0.5446kg檸檬酸(7wt％)，1.556kg丙二醇(20wt％)，攪拌混勻得到除臭劑。

實(shí)施例3

(1)釀酒酵母發(fā)酵液的制取同實(shí)施例1；

(2)在10L密閉攪拌罐中，分別加入3.5kg釀酒酵母發(fā)酵液(50wt％)，1.4kg乙氧基化烷基硫酸鈉(20wt％，分子式為C₁₂H₂₅O(CH₂CH₂O)₃-SO₃Na)，0.14kg維生素B₂(2wt％)，0.14kg維生素B₁₂(2wt％)，0.56kg檸檬酸(8wt％)，1.26kg丙二醇(18wt％)，攪拌混勻得到除臭劑。

實(shí)施例4

(1)釀酒酵母發(fā)酵液的制取同實(shí)施例1；

(2)在10L密閉攪拌罐中，分別加入3.5kg釀酒酵母發(fā)酵液(45wt％)，1.945kg乙氧基化C9-11醇(25wt％)，0.1167kg維生素B₂(1.5wt％)，0.1167kg維生素B₁₂(1.5wt％)，0.5446kg檸檬酸(7wt％)，1.556kg丙二醇(20wt％)，攪拌混勻得到除臭劑。

應(yīng)用例1

將上述實(shí)施例1～4分別制備的除臭劑應(yīng)用于一處城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站進(jìn)行驗(yàn)證；

對(duì)照例：在10L密閉攪拌罐中，分別加入6.224kg去離子水(80wt％)和1.556kg丙二醇(20wt％)，攪拌混勻得到對(duì)照組混合液；

選擇不同時(shí)日的相同時(shí)段，將實(shí)施例1～4分別制備的4種除臭劑及對(duì)照例混合液以1:100的比例用去離子水稀釋后直接噴灑于垃圾堆放區(qū)域。在垃圾堆放區(qū)邊緣以外1米處的四周各取兩個(gè)點(diǎn)作為檢測(cè)點(diǎn)，分別用便攜式惡臭氣體分析儀測(cè)定噴灑前后NH₃、H₂S和CH₄S的濃度，每隔1小時(shí)檢測(cè)1次，連續(xù)檢測(cè)6小時(shí)，每次對(duì)檢測(cè)的8個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)值取平均值。對(duì)垃圾中轉(zhuǎn)站中NH₃的去除效果見表1，H₂S的去除效果見表2和CH₄S的去除效果見表3。

表1

表2

表3

應(yīng)用例2

將上述實(shí)施例1～4分別制備的除臭劑應(yīng)用于一處生活垃圾填埋場(chǎng)，將一定數(shù)量的垃圾平均分布于5只相互隔離的頂端封閉的實(shí)驗(yàn)棚，每只實(shí)驗(yàn)棚面積約10m²，將將實(shí)施例1～4分別制備的4種除臭劑及對(duì)照例混合液以1:100的比例用去離子水稀釋后直接噴灑于垃圾堆放區(qū)域，對(duì)照例混合液的制備同應(yīng)用例1。每間隔12小時(shí)噴灑1次，每次噴灑時(shí)對(duì)垃圾進(jìn)行翻動(dòng)，連續(xù)處理3天后，維持垃圾不動(dòng)。在垃圾堆放區(qū)邊緣的四周各取兩個(gè)點(diǎn)作為本次試驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別用便攜式惡臭氣體分析儀測(cè)定噴灑前后NH₃、H₂S和CH₄S的濃度，每間隔1天檢測(cè)1次，連續(xù)檢測(cè)3天，每次對(duì)檢測(cè)的8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)值取平均值。NH₃的去除效果見表4，H₂S的去除效果見表5和CH₄S的去除效果見表6。

表4

表5

表6

本發(fā)明所述除臭劑對(duì)NH₃、H₂S和CH₄S的去除率均遠(yuǎn)高于對(duì)照組，綜合效果最佳時(shí)分別為96.4％、95.3％和95.8％。該除臭劑采用食品工業(yè)中常用的釀酒酵母在好氧條件下的發(fā)酵液，配以乙氧基化表面活性劑、維生素B和檸檬酸而制得，無毒環(huán)保，除臭效果顯著且持久。

本發(fā)明以上所述應(yīng)用例僅為本發(fā)明的2個(gè)具體應(yīng)用例，實(shí)際可應(yīng)用領(lǐng)域并不局限于此。