生物法凈化大氣-原理及主要工藝

生物法凈化大氣-原理及主要工藝生物法凈化大氣的原理凈化工藝影響凈化因素現(xiàn)存問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)內(nèi)容摘要生物濾池、生物滴濾、生物洗滌塔填料、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、微生物、壓降生物凈化是一種氧化分解過(guò)程，填料上的活性微生物以廢氣中的有機(jī)組分作為能源或養(yǎng)分，轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物或細(xì)胞組成物質(zhì)。生物法處理廢氣一般要經(jīng)歷以下步驟：2溶解于液膜中的污染物在濃度差的推動(dòng)下進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜，然后被其中的微生物捕獲并吸收；3進(jìn)入微生物體內(nèi)的污染物在其自身的代謝過(guò)程中作為能源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解，產(chǎn)生的代謝物一部分重回液相，另一部分氣態(tài)物質(zhì)脫離生物膜擴(kuò)散到大氣中；廢氣中的污染物同水接觸并溶解于水中（即由氣相進(jìn)入液膜）；1廢氣中的污染物同水接觸并溶解于水中（即由氣相進(jìn)入液膜）；廢氣中的污染物同水接觸并溶解于水中（即由氣相進(jìn)入液膜）；生物法凈化有機(jī)廢氣示意圖微生物凈化廢氣模式圖用來(lái)進(jìn)行氣態(tài)污染物降解的微生物種類繁多,大多數(shù)的有機(jī)和無(wú)機(jī)氣態(tài)污染物都能夠被轉(zhuǎn)化。硫醇、硫醚類胺類、口引噪類苯、甲苯、二甲苯等醇、酚、醛、酮、酸、酷等如鹵代烴等含硫化合物含氮化合物烴類鹵素及衍生物含氧有機(jī)物按化學(xué)組成分類生物濾池的工藝圖具有一定濕度的有機(jī)廢氣進(jìn)人生物濾池,通過(guò)約0.5~1m厚的生物活性填料層,有機(jī)污染物從氣相轉(zhuǎn)移到生物層,進(jìn)而被氧化分解。綠深環(huán)境工程優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少,操作簡(jiǎn)單、不需加營(yíng)養(yǎng)物,投資運(yùn)行費(fèi)用低，VOCs去除率高。缺點(diǎn)：反應(yīng)條件控制較難,占地面積大,基質(zhì)濃度高時(shí),因生物量增長(zhǎng)快而易堵塞濾料,影響傳質(zhì)效果。生物濾池的特點(diǎn)生物洗滌工藝生物洗滌塔是一個(gè)活性污泥處理系統(tǒng)，由洗滌塔和再生池組成，不需要填料。

在洗滌塔中，廢氣從底部進(jìn)入，通過(guò)鼓泡或者循環(huán)液噴淋溶于液相中，隨著懸浮液流入再生池，通入空氣充氧再生，污染物在再生池中被微生物氧化降解，再生池中的流出液繼續(xù)循環(huán)利用。該法適用于氣相傳質(zhì)速率大于生化反應(yīng)速率的有機(jī)物降解。生物洗滌塔優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)反應(yīng)條件易控制設(shè)備多,需外加營(yíng)養(yǎng)物壓降低填料不易堵塞填料比表面積小成本較高生物洗滌器特點(diǎn)生物滴濾塔工藝圖VOCs氣體由塔底進(jìn)入過(guò)濾塔，在流動(dòng)過(guò)程中與已接種掛膜的生物濾料接觸而被凈化，凈化后的氣體由塔頂排出。設(shè)備少,操作簡(jiǎn)單

VOCs去除效率高壓降低,填料不易堵塞填料比表面小,運(yùn)行成本較高不適合處理水溶性差的化合物生物滴濾塔的特點(diǎn)生物滴濾池與生物濾池的區(qū)別

生物滴濾池與生物濾池相似,但所用載體不再是土壤、木屑、泥煤,而是采用粗碎石、塑料顆粒、陶瓷、碳素纖維等,并且最主要的區(qū)別是在填料的上方噴淋循環(huán)液,運(yùn)行前期,循環(huán)水中只有微生物,但運(yùn)轉(zhuǎn)后不久,填料上就可附著一層幾毫米厚的生物膜,循環(huán)水不但提供了液相,而且可以加人PH調(diào)節(jié)劑或營(yíng)養(yǎng)鹽。影響生物法凈化效率的因素填料微生物壓降營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物新陳代謝的基礎(chǔ)，主要包括水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子。其中水是營(yíng)養(yǎng)物中的主要組成部分，在代謝中占有重要地位。

最優(yōu)化的營(yíng)養(yǎng)成分不僅可以縮小微生物的馴化掛膜時(shí)間，還可以迅速增加微生物的活性，提高污染物的凈化效率。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)填料是影響廢氣凈化系統(tǒng)處理效果好壞的核心因素之一，尤其是某些填料還要提供微生物新陳代謝所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在選擇一種合適的填料時(shí)，主要考慮其比表面積、密度、孔隙率、pH值、持水能力、緩沖能力等。當(dāng)然，影響填料應(yīng)用的最終因素還是成本，在滿足上述條件的情況下，越廉價(jià)越好。常用的填料主要有膠原海藻酸鈣、珍珠巖和堆肥、濕混合廢木料的混合物及其3種的混合物以及多孔陶瓷、泥炭、木屑和顆粒活性炭等。目前，具有良好機(jī)械強(qiáng)度、更好pH值緩沖性能和包含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成填料，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。填料

微生物是生物法處理工業(yè)廢氣的主要承擔(dān)者，能降解污染物成分的微生物很多，主要有細(xì)菌、真菌和放線菌。微生物是降解污染物的催化劑，在裝入惰性填料后要進(jìn)行馴化掛膜。微生物可根據(jù)污染物的組成進(jìn)行選擇，對(duì)于單組分污染物，可以采用單一的微生物；對(duì)于多組分污染物，則需要微生物群。大部分的生物過(guò)濾技術(shù)的研究集中在細(xì)菌，近年來(lái)真菌也開始進(jìn)入研究范疇。微生物床層壓降是一個(gè)很重要的工藝參數(shù)，涉及操作成本。生物滴濾塔中的壓降主要與填料和微生物膜有關(guān)，對(duì)于有機(jī)填料而言，雖然其可以為降解工業(yè)廢氣污染物的微生物提供營(yíng)養(yǎng)，但填料的礦化會(huì)導(dǎo)致填料壓緊，最終壓降增加。目前，無(wú)機(jī)惰性填料已經(jīng)逐漸取代了有機(jī)填料。無(wú)機(jī)惰性填料可以使氣體分布更均衡，生物接觸性更好，但要額外補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。同時(shí)，壓降過(guò)大會(huì)使床層中形成溝流，氣體與填料上的微生物膜接觸不充分，會(huì)影響污染物的去除效果。對(duì)于微生物膜，過(guò)多的水分和床層孔隙率的減少，會(huì)使生物量積累，導(dǎo)致壓降增加。壓降生物處理廢氣在日本、歐洲和美國(guó)已廣泛應(yīng)用,設(shè)備及工藝比較成熟,而我國(guó)這方面研究還不夠,還存在一些問(wèn)題,主要是:(1)適合于特定有機(jī)物降解的細(xì)菌種類和接種方法有待研究。(2)設(shè)備的研究開發(fā),包括過(guò)程參數(shù)自動(dòng)控制系統(tǒng)、布水、布?xì)庀到y(tǒng)、填料等標(biāo)準(zhǔn)的確立。(3)廢氣中的顆粒物在濾床中積累過(guò)多,易造成濾床堵塞,阻力增大。生物凈化的現(xiàn)存問(wèn)題發(fā)展趨勢(shì)(1)目前生物法處理廢氣還只適用于低濃度的簡(jiǎn)單廢氣,應(yīng)將生物處理廢氣的應(yīng)用范圍更廣泛。