有機(jī)廢氣微生物處理技術(shù)

有機(jī)廢氣微生物處理技術(shù)摘要：在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的當(dāng)下，大量工業(yè)有機(jī)廢氣給環(huán)境污染治理帶來了很大的壓力，有機(jī)廢氣處理問題已經(jīng)成為亟需解決的重要問題。而有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)是廢氣中的污染物質(zhì)在微生物的作用下轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，在微生物起至關(guān)重要的作用。本文闡述生物法處理原理，有機(jī)廢氣研究的關(guān)鍵技術(shù)即生物滴濾法，說明有機(jī)廢氣生物法處理存在問題。關(guān)鍵詞：有機(jī)廢氣；微生物；處理；技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，冶煉廠、印刷廠和化工廠等行業(yè)的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)有機(jī)廢氣越來越多。在當(dāng)前工業(yè)有機(jī)廢氣排放機(jī)制尚不健全的情況下，有些有機(jī)廢氣未經(jīng)處理就排向了大氣，使大氣受到了嚴(yán)重的污染。這會給人們的身體健康帶來了威脅，也會影響經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此采用合理的有機(jī)廢氣處理技術(shù)，加大廢氣處理力度具有非常重大的意義。有機(jī)廢氣的處理已經(jīng)成為了重要的問題，受到相關(guān)人員重視，對此進(jìn)行深入的研究。一、生物法處理原理、生物過濾法生物過濾法是最早被研究和使用的一項(xiàng)生物處理技術(shù)，是用來處理硫化氫等惡臭性氣體，現(xiàn)在應(yīng)用范圍擴(kuò)展到易于被生物降解的揮發(fā)性有機(jī)氣體。凈化過程中，有機(jī)廢氣經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入生物過濾裝置。裝置中的填料是具有吸附性的濾料，多為木屑、堆肥、土壤和比表面積、孔隙率大的活性炭混合而成。填料上附著生長著豐富的微生物，通過它們的新陳代謝活動，各類有機(jī)廢氣會被分解為CO2，H20,N03-和S04-，從而得到有效凈化的目的。生物過濾法只有一個反應(yīng)器，液相、生物相都是不流動的，氣液接觸面積大，使用的濾池投資少而且運(yùn)行費(fèi)用低，對于苯系物和醛酮等揮發(fā)性物質(zhì)有很好的去除效果。2、生物吸收法由廢氣吸收和微生物氧化反應(yīng)兩部分組成。有機(jī)廢氣先從反應(yīng)器的下部進(jìn)入向上流動的過程中與填料層中的水相進(jìn)行接觸，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量傳遞過程；水夾帶著被溶解的廢氣進(jìn)入生物反應(yīng)器，其中的懸浮液生長著大量微生物，利用它的代謝活動將污染物去除。在于反應(yīng)條件容易控制，但是需要額外添加養(yǎng)料，而且設(shè)備多、投資高。生物反應(yīng)器需要增設(shè)曝氣裝置，并且控制溫度、pH條件，確保微生物工作時(shí)候的最佳狀態(tài)。3、生物滴濾法生物滴濾法是集生物吸收和生物過濾于一體。污染物的吸收和降解同時(shí)發(fā)生在一個反應(yīng)器內(nèi)。容器中的填料一般是碎石、陶瓷、聚丙烯小球、顆?；钚蕴康缺缺砻娣e大的物質(zhì)，起到微生物生長載體的作用。事先將營養(yǎng)液噴灑到填料表面，流出塔底并回收利用。廢氣從反應(yīng)器底部進(jìn)入，流經(jīng)填料。填料上微生物的生物膜可以充當(dāng)生物濾池，對氣相、液相中的物質(zhì)進(jìn)行氧化作用。采用生物滴濾法可以通過更換回流液體去除微生物的代謝產(chǎn)物，具有很大的緩沖能力。特別適合降解之后產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物的物質(zhì)，例如鹵代烴和含S、N的有機(jī)物等。二、有機(jī)廢氣研究的關(guān)鍵技術(shù)——生物滴濾法1、系統(tǒng)快速啟動技術(shù)生物滴濾系統(tǒng)需要經(jīng)過菌種馴化、接種、掛膜等過程，一般需要45天以上，處理甲基叔丁基醚等極難降解物質(zhì)。為了提高污染物具有高效降解能力的專性菌種，需要針對目標(biāo)污染物的性質(zhì)對菌種的來源進(jìn)行篩選，對于易降解的污染廢氣，烷烴、烯烴、醇類有機(jī)物或者是處理成分比較復(fù)雜的致臭廢氣含硫化合物。而在城市污水處理廠一般采用接種菌種，可以在較短短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)菌種對污染物的適應(yīng)和高效去除。由于活性污泥中包含有種類繁多的細(xì)菌，可以降解多種有機(jī)化合物，是生物滴濾器凈化易降解有機(jī)廢氣的理想馴化菌源。對于難降解有機(jī)廢氣必須針對污染物的具體性質(zhì)，采用專性降解能力的馴化菌種或者是純培養(yǎng)環(huán)境得到的菌種，可以縮短系統(tǒng)的啟動時(shí)間，提高系統(tǒng)去污能力。、生物膜微觀結(jié)構(gòu)研究在生物滴濾系統(tǒng)內(nèi)，氣態(tài)污染物的降解主要發(fā)生在生物膜內(nèi)，因此生物膜顯微結(jié)構(gòu)的研究對于凈化降解機(jī)制起著舉足輕重的作用。生物膜的結(jié)構(gòu)受微生物類型、填料表面性質(zhì)、氣液相流動類型、生物膜脫落情況等多種因素影響。生物膜具有各相同性、厚度、微生物組成均勻的分布于填料表面的薄膜。在生物膜表面均勻覆蓋著一層液相，污染氣體通過傳質(zhì)作用從氣相傳遞到液相，最后進(jìn)入生物膜相并被其中的微生物降解。在生物滴濾法凈化甲苯系統(tǒng)的生物膜中，填料表面的生物膜分布非常不均勻，同時(shí)在生物膜內(nèi)部還存在著大量的通道，這些通道所占有的表面積占生物膜總表面積的以上。由于生物膜所具有的這種多樣性，客觀上使填料床在形成完整的生物膜后具有更大的表面積，因此對氣液相的傳質(zhì)過程有積極的促進(jìn)作用。生物量中填料的面積減少，會影響廢氣與生物膜的有效接觸面積，有可能產(chǎn)生短流現(xiàn)象，則會導(dǎo)致反應(yīng)器壓降增加去除效率降低、反應(yīng)器能承受的負(fù)荷降低、微生物活性降低。、生物量控制技術(shù)生物滴濾系統(tǒng)在保持高去除能力的同時(shí)，往往存在著生物量的過量增長而造成床層堵塞、系統(tǒng)運(yùn)行效率下降甚至被迫中斷運(yùn)行的問題。解決堵塞問題的最好方法是控制生物產(chǎn)率，降低生物增長速率。主要采用的方法有：第一，營養(yǎng)限制。限制向系統(tǒng)中提供的氮、磷、鉀以及其他微量元素的數(shù)量，從而使微生物在生長過程中處于營養(yǎng)缺乏的狀態(tài)，通過這種方式來降低生物產(chǎn)，減少生物量的生長；第二，氮源更換。為系統(tǒng)提供同等數(shù)量氮源的前提下，NH4+所造成的生物產(chǎn)率要高于N03-。作為不同的氮源對微生物的產(chǎn)率進(jìn)行比較，得到的結(jié)果也不同。通過對系統(tǒng)在不同運(yùn)行階段添加不同形式的氮源探討了氮源對生物量增長的影響。在系統(tǒng)的啟動階段需要生物以較快速度生長以快速形成生物膜，為系統(tǒng)提供充足的NH4+,以加快生物的生長，而在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段將氮源的形式轉(zhuǎn)化為N03-，從而在系統(tǒng)總氮源數(shù)量不變的前提下，降低生物產(chǎn)率，控制生物量的增長，延長系統(tǒng)的運(yùn)行周期。三、有機(jī)廢氣生物法處理存在問題1、如何利用生物法對有機(jī)廢氣進(jìn)行高濃度的處理。就可以完全替代燃燒和活性炭吸附來治理化工行業(yè)的工業(yè)廢氣。2、近年來，處理的污染物大部分是易溶于水和易降解性物質(zhì)，主要研究能夠凈化疏水性和難降解的有機(jī)廢氣工藝，而目前都是采用雙液相工藝，增加除了水相外的第二有機(jī)相，對于疏水性化合物的生物吸附能力提高100~1000倍。3、對于生物反應(yīng)速率的控制問題，縮短反應(yīng)裝置啟動時(shí)間，可以通過篩選菌種，形成對有毒有機(jī)廢氣的高效降解。通過篩選后的熒光假單胞菌,可使甲醛和丁酮等揮發(fā)性氣體的去除率達(dá)到90%以上。4、通過改善過濾材料或填料的物理性能，從而能夠長的時(shí)間保持活性，節(jié)約投資成本和能耗。5、對于微生物營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)利用。結(jié)語綜上所述，隨著技術(shù)化規(guī)模的不斷發(fā)展，新技術(shù)的研發(fā)得到廣泛使用。而工業(yè)廢氣量的增加對人類的生存環(huán)境有著很大的影響，嚴(yán)重危害著人們的身體健康生物處理法針對于傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)，并有投資成本低、處理效果好并且不產(chǎn)生二級污染物等優(yōu)點(diǎn)，在社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展上有著重要的作用。參考文獻(xiàn)[1]呂陽，呂炳南，劉京.生物技術(shù)在揮發(fā)性有機(jī)化合物處理中的應(yīng)用研究J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2008(03