了解生物法處理廢氣原理以及工藝

 

　　1.生物法概述

 

　　生物法處理廢氣主要是利用微生物將廢氣中有機(jī)污染物及惡臭物質(zhì)降解及轉(zhuǎn)化為無害或低分子化合物。

 

　　2.生物處理廢氣方法

 

　　目前生物處理方法主要有：生物過濾法，生物吸收法和生物滴濾法等。

 

　　3.生物過濾法原理以及工藝

 

　　3.1生物過濾法

 

　　3.2生物過濾法原理

 

　　生物過濾法的基本原理：?生物過濾法是指將濕化的有機(jī)廢氣通入填充有填料如土壤、堆肥、泥煤、樹皮、珍珠巖、活性炭等的生物過濾器中，與在填料上所附著生長的生物膜(微生物)接觸，被微生物所吸附降解,轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物如(如CO2、H2O、SO42-、NO3-和Cl-等)或合成新細(xì)胞物質(zhì)的過程，處理后的氣體在從生物過濾器的另一端排出。

 

　　3.3生物過濾工藝

 

　　生物過濾工藝是利用有較強(qiáng)吸附能力的填料如松樹皮、活性炭、陶粒、堆肥等完成對廢氣污染物的吸附，填料中有***量的微生物，微生物通過吸收捕獲廢氣中的污染物，通過微生物的代謝作用完成對污染物的降解。

 

　　在生物過濾器工藝中，廢氣先通過加濕，然后進(jìn)入生物過濾床。濕潤的污染氣流通過固定有混合菌種的多孔填料，經(jīng)凈化后氣體被排出生物過濾器系統(tǒng)。生物過濾器一般不需要額外補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)(營養(yǎng)不足時，可以偶爾噴灑，主要是補(bǔ)充氮源或者是磷源)，這是因為生物過濾器的填料通常是土壤，堆肥，泥炭，木屑，樹皮，顆粒活性炭和塑料材料或者數(shù)種材料混合使用，所以本身就為微生物的生長提供了足夠的營養(yǎng)以及微量營養(yǎng)素。生物過濾器中填料***多包含豐富的菌種，當(dāng)然也可以額外接種微生物。生物過濾工藝的核心是生物過濾床，理想的生物過濾床應(yīng)有如下重要***征：(1)用于微生物膜生長以及氣/生物膜傳質(zhì)的高比表面積;(2)高空隙率，以促進(jìn)氣體均勾分布;(3)******的保水能力，避免床層干燥;(4)存在有效的固有營養(yǎng)物質(zhì);(5)存在密集的和多樣化的固有菌群。

 

　　生物過濾工藝處理廢氣具有工藝簡單、操作方便、運行成本低和處理效果***等***點，而且菌種附著在固定填料上比較穩(wěn)定不易流失。當(dāng)然，生物過濾工藝也有著自身的局限性，只適合處理溶解度高、易生化降解的VOCs，尤其是對高濃度廢氣處理效果較差，耐沖擊負(fù)荷能力弱，濾床需要定期更換等缺點。

 

　　3.4生物洗滌法

 

　　3.4.1生物洗滌法原理

 

　　生物洗滌法的基本原理：生物吸收法也叫生物洗滌法。它是利用由微生物、營養(yǎng)物和水組成的微生物吸收液處理有機(jī)廢氣,適合于去除可溶性有機(jī)廢氣。吸收了廢氣的微生物混合液再進(jìn)行***氧處理，去除液體中吸收的污染物，經(jīng)處理后的吸收液再重復(fù)使用。在生物洗滌法中，微生物及其營養(yǎng)物配料存在于液體中，氣體污染物通過與懸浮液的接觸轉(zhuǎn)移到液體中，從而被微生物降解。

 

　　3.4.2生物洗滌工藝

 

　　生物洗滌工藝是一個由裝有惰性填料的吸收器和一個活性污泥反應(yīng)器組成的懸浮活性污泥處理系統(tǒng)，吸收器內(nèi)的惰性填充材料，其主要用于增加氣液相的接觸面積，而不是作為生物相的載體。洗滌循環(huán)液從吸收室***部噴淋而下，使廢氣中的污染物和氧氣通過溶解和吸附作用實現(xiàn)從氣相至液相的轉(zhuǎn)移，部分的有機(jī)物被直接降解，***部分的有機(jī)物進(jìn)入到活性污泥處理系統(tǒng)，通過活性污泥系統(tǒng)實現(xiàn)有機(jī)物的降解，洗滌循環(huán)液在活性污泥系統(tǒng)中通過曝氣再生。目前，***多數(shù)生物洗滌器的運行是以污水處理廠的活性污泥作為接種。

 

　　生物洗滌工藝的***點是阻力小壓降低、填料由于具有較***的孔隙率因此不易堵塞，不需要定期更換填料，運行過程和反應(yīng)條件易于控制。但是，其適合治理易溶VOCs，如醇、酮類(Henry系數(shù)<0.01)，污染物濃度一般低于5000 mg/Nm3、氣液傳質(zhì)的比表面積較小(通常<300 m2·m-3);由于生物洗滌工藝所需的運行設(shè)備較多，運行成本較高，且不宜處理進(jìn)氣流量較***的廢氣，在一定程度限制了生物洗滌工藝在處理工業(yè)廢氣中的應(yīng)用。

 

　　3.5生物滴濾法

 

　　3.5.1生物滴濾法原理

 

　　生物滴濾法的基本原理：?生物滴濾法處理VOCs的原理與生物過濾法基本相同,它是介于生物過濾法與生物洗滌法之間的一種生物處理技術(shù)。生物滴濾反應(yīng)器中一般填充惰性填料,如陶瓷、碎石、珍珠巖、塑料材質(zhì)填料等，在此系統(tǒng)中填料僅為微生物提供一定的附著表面。廢氣同生長在惰性填料上的生物膜(微生物)接觸,從而被生物降解。

 

　　3.5.2生物滴濾工藝

 

　　生物滴濾池，是一種介于生物過濾法和生物洗滌法之間的處理工藝。相比生物過濾器，生物滴濾器中所用的填料是陶瓷、木炭、聚丙烯小球、顆粒活性炭等惰性材料，其不能提供微生物生存以及生長的營養(yǎng)物質(zhì)。填料只是作為生物生長的載體，但其填料空隙率比生物過濾器高，使用壽命更長，流體阻力小。生物滴濾器整個系統(tǒng)的正常工作必須要有營養(yǎng)液，并通過循環(huán)泵將營養(yǎng)液噴淋到吸收塔內(nèi)的填料上，營養(yǎng)液中一些營養(yǎng)物質(zhì)(主要是氮源，磷源以及一些痕量元素)外，還起到了調(diào)節(jié)pH和控制塔內(nèi)濕度的作用。有機(jī)氣體在進(jìn)入吸收塔前也需要加濕，然后被惰性載體上的生物吸附并降解。

 

　　相比而言，生物滴濾器能處理范圍更廣的污染物，承受更***的污染負(fù)荷。這是因為生物滴濾器內(nèi)的環(huán)境條件更***控制，而且潛在的有毒、頑固代謝產(chǎn)物會從系統(tǒng)中被清除出去。需要注意的是，生物滴濾器基于滴流的機(jī)制，因此這種工藝更適合于水溶性VOCs(Henry系數(shù)<0.1)，當(dāng)然由于微生物和污染物之間的接觸是同時發(fā)生的，所以對于VOCs在水中溶解度沒有生物洗滌器要求那么高。另外，由于微生物和污染物之間的接觸發(fā)生在VOCs擴(kuò)散到液膜之后，所以對生物滴濾器運行而言，液體流速和循環(huán)速度被認(rèn)為是影響其性能的重要參數(shù)。

 

　　生物滴濾池的***點在于其運營和投入成本低;日常操作簡便;可以人為投加必須的營養(yǎng)物，并調(diào)節(jié)pH值;適合中高濃度的污染物氣體凈化。但也有自身的局限性，比如因為塔內(nèi)微生物的快速繁殖導(dǎo)致的填料層堵塞，壓降升高，生物滴濾系統(tǒng)的運行效率下降，必須采取反沖洗等方法來恢復(fù)生物滴濾系統(tǒng)的功能，目前常用的防治填料層堵塞的方法有漫灌沖洗法、酸/堿反沖洗、營養(yǎng)限制等。

 

　　雖然生物法在處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣方面有很多的***點和***處，但是它也有一些不足，生物法的缺點主要是所能承載的污染物負(fù)荷不能太高,因而一般占地較***。另外,對于氣態(tài)污染物生物進(jìn)化的機(jī)制了解還不充分,造成一些設(shè)備的運行效果不穩(wěn)定。