大氣污染常見的生物處理設備

1、用于氣體污染物控制的常用生物處理設備大氣污染的發(fā)生大氣污染-指由于人類活動或自然過程使大氣中一些物質(zhì)的含量達到有害的程度(一般指有害物質(zhì)，如SO2、NOX、HC、O3、飄塵等超過國家質(zhì)量標準)，以至破壞人和生態(tài)系統(tǒng)的正常生存和發(fā)展，對人體，生態(tài)和材料造成危害的現(xiàn)象。大氣污染物分類(1)氣溶膠狀污染物(粒狀) 總懸浮顆粒物(TSP) D(粒徑)在100m以下，其中多數(shù)在10 m以下，是分散在大氣中的各種粒子的總稱。飄塵（可吸入粒子(IP)） D10m能在大氣中長期飄浮的懸浮物質(zhì)，如煤煙、煙氣、霧等。 降塵 D30m的粒子，靠重力作用可在短時間內(nèi)降到地面的。顆粒物有固體的灰塵、煙塵、煙霧以及液體的

2、云霧和霧滴，它們中一部分是致癌、致畸、致突變物質(zhì)，并能被人體吸收而危害人體健康，另一方面，它們是有毒物質(zhì)的載體，使一些氣體污染物轉(zhuǎn)化成為有害的顆粒物或使某些污染物的毒性增強。(2)氣狀污染物 含硫化合物主要指SO2和SO3、H2S濕度大的情況下，含硫化合物最終被氧化形成硫酸，是形成酸雨的主要來源。二氧化硫是一種無色的刺激性氣體, 腐蝕性很大，會嚴重刺激人的呼吸系統(tǒng)，使人出現(xiàn)咳嗽、嗓子疼、胸悶和感到呼吸受阻，刺激腐蝕人的肺部，可以造成肺氣腫和支氣管炎。并加重哮喘病情。二氧化硫破壞植物的葉綠素，使植物脫水壞死。在適當條件下和飄塵結(jié)合在一起，或與水汽中的水蒸汽結(jié)合形成硫酸霧，硫酸霧微粒侵入人體肺部，

3、可以引起肺水腫和肺硬化等疾病導致死亡。 氮的氧化物NOX是NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5等的總稱，造成大氣污染的NOX最主要是NO和NO2。氮氧化物來源：主要來源于人類生產(chǎn)生活活動，以汽車尾氣排放造成的污染最為嚴重。氮氧化物危害：1）氮氧化物可以轉(zhuǎn)化為硝酸，是形成酸雨主要物質(zhì)之一2）是形成光化學煙霧的重要物質(zhì)3）是消耗臭氧的重要因子4）NO2對人有生理刺激和腐蝕作用，引起城市居民產(chǎn)生急性呼吸道病變的一種原因5）可腐蝕織物、材料、破壞染料，使它褪色6）危害植物，使其組織受害而落葉，甚至枯萎 碳的氧化物指CO和CO2。 CO主要是由含碳化合物不完全燃燒產(chǎn)生的無色無味無刺激性的有毒

4、氣體。對人體的危害主要是阻礙體內(nèi)氧氣的傳輸，使人體缺氧，導致死亡。CO2是一種無毒的氣體，是大氣中的 “正?！背煞郑饕獊碓从谏锏暮粑突剂系鹊娜紵?。目前，大氣中CO2濃度逐漸升高，每年上升0.4%。由于二氧化碳吸收地面長波輻射，使地球升溫，導致溫室效應，從而形成全球氣候變化。 碳氫化合物(HC)HC是自然界中必不可少的物質(zhì)，主要指烷烴、烯烴和芳香烴等具有揮發(fā)性的有機物，它們主要是由碳原子和氫原子組成。碳氫化合物主要來源于自然界植物分解，人為產(chǎn)生的量很小，但它們是形成光化學煙霧的重要物質(zhì)。 含鹵素化合物主要指一些氟氯烴類物質(zhì)，它們主要破壞臭氧層，引起溫室效應。大氣污染常見的處理方法廢氣處

5、理是環(huán)境污染控制的一個重要方面。廢氣處理方法：理化法：目前主要采用的方法，如燃燒、 吸附、吸收和還原等。工藝或設備較復雜，運行費用較高；用于處理某些惡臭廢氣時，效果不甚理想。生物法：具有處理效率較高、適應性較廣、工藝較簡單以及費用較省等優(yōu)點。（本次ppt主要研究生物設備對大氣污染的作用）大氣污染的生物反應器處理廢氣的微生物處理于1957年在美國獲得專利，但到1970年代才開始引起重視，直到1980年代才在德國、日本、荷蘭等國家有相當數(shù)量工業(yè)規(guī)模的各類生物凈化裝置投入運行。廢氣生物反應器處理對許多一般性的空氣污染物的去除率可達到90以上。廢氣生物處理的特點1.廢氣或尾氣(waste gas，of

6、f-gas)在生物反應器內(nèi)進行。揮發(fā)性有機化合物 (volatile organic compounds，VOCs)以及其它有毒或有臭味的氣體，如NH3和H2S等?；ぁ⒅扑?、電鍍、噴漆、印刷等行業(yè)產(chǎn)生的有害污染物(hazardous air pollutants，HAPs)以及廢水處理廠、堆肥廠、垃圾填埋廠產(chǎn)生惡臭(odor)等。2.去除效率高 一般的空氣污染物去除效率超過90。3.投資少，運行費用低 不需要投入額外的化學品;化學法則需加催化劑和氧化劑等，如次氯酸鹽、過氧化氫、二氧化氯等。4.污染少 生物處理的產(chǎn)物是生物量，很容易處理。5.耗能低生物反應在常溫常壓下進行，能量來自微生物利用V

7、OCs成分本身產(chǎn)生的能量。生物處理法消耗的動力只是污染氣體進入處理系統(tǒng)時所消耗的能量(正壓送風或負壓引風)。適宜處理的污染氣體應具有的特點1.水溶性強 兼具有蒸汽壓低、亨利定律常數(shù)低的特點，向介質(zhì)表面微生物膜擴散速率高；主要有無機物如H2S和NH3等、醇類、醛類、酮類以及簡單芳烴(如BTEX)等有機物。2.易降解 分子被吸附在生物膜上必需被降解，否則將導致污染物濃度增高，毒害生物膜或影響傳質(zhì)，降低生物濾器效率，或使處理完全失敗。廢氣生物處理的基本形式根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)不同，分為：1.生物洗滌(bioscrubbing)生物洗滌器(bioscrubber)內(nèi)是液態(tài)介質(zhì)。 2.生物濾過(biofiltr

8、ation)生物濾過采用是固態(tài)介質(zhì)生物濾池(biofilters)生物滴濾池(biotrickling filters)1生物濾池生物濾池內(nèi)的固態(tài)介質(zhì)是一些天然材料，常用的固體顆粒有土壤和堆肥，這些材料為微生物的附著和生長提供表面，微生物可以吸收廢氣中的污染物將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。微生物濾池適用于處理肉類加工廠、動物飼養(yǎng)場、污水處理廠和堆肥廠等處產(chǎn)生的廢氣。這類廢氣的主要特點是濃度不高，但帶有強烈的臭味。濾料的選擇堆肥 原料常用污水處理廠污泥、有機垃圾和畜糞以及植物凋落物。須篩選，濾層要均勻、疏松，空隙率40，濾料須保持濕潤，濾層含水量不低于40，但不能有積水。濾層保持適當?shù)臏囟?。土?腐殖土為

9、好，其它土質(zhì)需要改良，有效厚度不應小于50cm，土壤水分4070，草炭 其通氣性能良好，適于微生物生長，除臭效果比用土壤好。附：生物濾池圖2生物滴濾池生物滴濾池主要由箱體、生物活性床層、噴水器等組成。廢氣經(jīng)過預處理室去除顆粒物和增濕后進入濾床底部。濾料使用人工材料，如陶瓷、塑料或金屬等，使用顆粒狀或有空隙的材料，床層厚度一般在0.51.0m，依需要而定。優(yōu)點：濾料重量輕、空隙大、表面積大、廢氣和介質(zhì)接觸時間短(幾秒鐘)，處理效率高，同時濾料不需更換。處理的濃度100mg/m35g/m3，流量550000m3/h。 應用：微生物過濾床已成功地用于化工廠、食品廠、污水泵站等方面的廢氣凈化和脫臭。污

10、染物包括硫化氫、二硫化碳、苯乙烯、甲苯、丙烷、異丁烷、苯酚、乙醇、四氫呋喃、環(huán)已酮、甲基乙基甲酮等。 附：生物滴濾池圖3生物洗滌生物洗滌裝置一般由洗滌器和生物反應器兩部分組成，吸收器和生物反應器分開設置。吸收主要是物理溶解過程，采用的吸收設備有噴淋塔、篩板塔、鼓泡塔等，吸收過程進行很快，水在吸收設備中的停留時間僅約幾秒鐘；生物反應的凈化過程較慢，吸收了揮發(fā)性氣體的廢水在反應器中一般需要停留幾分鐘至十幾小時。生物反應器中可進行好氧處理，活性污泥法和生物膜法。循環(huán)廢水的利用：可以直接進入吸收器重復使用；經(jīng)過泥水分離后再重復使用。吸收液組成：微生物、營養(yǎng)物和水；適合處理水溶性強的氣態(tài)污染物，如醇類、

11、酯類、醛類和酮類等。污水處理廠剩余活性污泥配制混合液作為吸收劑可用于處理復合型臭氣，特別能脫除很難治理的焦臭。德國開發(fā)一套二級洗滌裝置，臭氣濃度由1.110-3降低至510-5，并且抗沖擊負荷。附：生物洗滌圖生物法處理廢氣的機理1.溶解過程 廢氣與水或固相表面的水膜接觸，污染物溶于水中成為液相中的分子或離子，這一過程是物理過程，符合亨利定律。2.吸著過程溶于水中的污染物被微生物吸附、吸收，污染物從水中轉(zhuǎn)入微生物體內(nèi)。作為吸收劑的水被再生復原，繼而再用以溶解新的廢氣成分。3.生物降解過程進入微生物細胞的污染物作為微生物生命活動的能源或養(yǎng)分被分解和利用，從而使污染物得以去除。烴類和其它有機物成分被

12、氧化分解為CO2和H2O，含硫還原性成分被氧化為S、SO42-，含氮成分被氧化分解成NH3，NO2-和NO3-等。 污染物轉(zhuǎn)移的三種可能情況(1)氣流吸附在有機介質(zhì)上在水相解析膨解生物降解(2)氣流在生物膜上直接吸附生物降解(3)氣流在水相中溶解生物降解處理廢氣的微生物多為混合微生物，因為：含有多種成分的混合廢氣，需要多種微生物分別降解；有的成分需要幾種微生物的相繼作用才能分解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，氨先經(jīng)硝化細菌再經(jīng)反硝化作用細菌才能成為分子態(tài)氮；一些難降解的成分要由幾種微生物聯(lián)合作用才能被完全降解；鹵代有機化合物先經(jīng)厭氧微生物還原脫鹵，再被好氧微生物徹底分解；工藝需要，盡管廢氣成分能夠被單一微生物

13、分解，但還需利用其它微生物，在硫化氫氧化中，為了使自養(yǎng)型脫氮硫桿菌凝絮持留于反應器內(nèi)，需與活性污泥中的異養(yǎng)型微生物起共培養(yǎng)。廢氣生物處理的基本條件1水 分微生物生命活動的必要成分；吸收廢氣的溶劑；采用土壤或堆肥等固態(tài)處理系統(tǒng)時，適宜的水分含量可保證氧與水分的供給；5070為適宜的含水量；通常預處理需要加濕，防止濾料變干；2.養(yǎng) 分廢氣可為微生物提供一定的養(yǎng)分，VOCs可以提供碳源和能源，但是需要適當補足其它養(yǎng)分。不同的處理工藝對養(yǎng)分控制有差異，例如生物滴濾池補充營養(yǎng)鹽十分重要，但是堆肥生物濾池補給營養(yǎng)鹽的次數(shù)可以減少，一年補給二次即可。3溫 度廢氣生物處理多用中溫條件(2535)，少用高溫。土壤或堆肥處理廢氣時通常采用自然溫度，如果微生物分解基質(zhì)放熱造成溫度過高則需采取降溫措施。4氧 氣廢氣處理多用異養(yǎng)型好氧微生物。氧的供給量與供給方式對處理效率的影響