生物凈化技術在工業(yè)有機廢氣處理上的探討
來源：廣東中微環(huán)保生物科技有限公司 閱讀：9205 更新時間：2017-08-14 15:10
摘要：生物法處理工業(yè)有機廢氣近年來得到了廣泛的發(fā)展和運用。本文介紹了生物過濾、生物吸收和生物滴濾三種工藝條件比較成熟的生物法，指出了它們的原理、凈化過程以及自身的優(yōu)缺點，并羅列了幾個新型的生物處理工藝。最后，對生物法現(xiàn)存的問題進行了歸納，并展望了今后的發(fā)展趨勢。
關鍵詞：生物法 有機廢氣 生物過濾 生物吸收 生物滴濾
引言
近年來，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，冶煉廠、印刷廠和化工廠等化工企業(yè)生產(chǎn)過程中排放大量有機廢氣。這些氣體從組成來看，含有酯類、醛酮、芳香烴類和酚等有機化合物。這些物質絕大多數(shù)嚴重危害人類的身體健康，而且污染環(huán)境，違背了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)屢目標。工業(yè)有機廢氣污染物的控制問題業(yè)已引起了廣大科學工作者們的高度重視，并 就相關課題開展了大量工作。
多年來，處理有機廢氣的常規(guī)方法主要有吸附法，吸收法，冷凝法，催化氧化和焚燒法等。這些傳統(tǒng)的處理手段雖然已經(jīng)得到了廣泛的應用，但自身仍有很多的局限性。國外自80年代以來，開始用生物技術對工業(yè)廢氣進行處理，技術清潔，操作簡便，在常溫常壓下就可以進行反應，尤其在低濃度、高流量的廢氣凈化上收到了良好的效果。
1 生物法處理技術當前概況
1.1 處理原理
對于生物法凈化廢氣的機理研究至今沒有一個統(tǒng)一的理論，荷蘭學者Ottengraf S P P依據(jù)吸附操作的雙膜理論提出的生物膜學說在全球范圍內(nèi)有較大的影響力，為多數(shù)人所接受和認可。該法實質上是通過微生物的代謝活動將復雜的有機物轉變?yōu)楹唵巍o毒的無機物和其它細胞質。經(jīng)歷的步驟如下：
1）有機物首先由氣膜擴散至液膜，跟水相進行接觸，并溶解于其中。
2）液膜和生物膜之間存在濃度差，在此推動力的作用下，有機物擴散至生物膜，進生物法
而被微生物捕獲并加以吸收。
3）微生物自身進行代寫活動，可以將進入的有機污染物當做營養(yǎng)物質和能量來源進行分解，經(jīng)過復雜的生化反應。有機物最終變?yōu)闊o害的CO2和H2O等無機物。
1.2 處理工藝
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。
1.2.1 生物過濾法
該法是最早被研究和使用的一項生物處理技術，最早是用來處理硫化氫等惡臭性氣體，現(xiàn)在應用范圍擴展到易于被生物降解的揮發(fā)性有機氣體。凈化過程中，有機廢氣經(jīng)預處理后進入生物過濾裝置。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，各類有機廢氣會被分解為CO2，H2O，NO3-和SO4-，從而得到有效凈化的目的。生物過濾法只有一個反應器，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用費用低，對于苯系物和醛酮等揮發(fā)性物質有很好的去除效果。
1.2.2 生物吸收法
反應工藝由兩部分組成，廢氣吸收和微生物氧化反應。有機廢氣先從反應器的下部進入，向上流動的過程中與填料層中的水相進行接觸，實現(xiàn)質量傳遞過程；水夾帶著被溶解的廢氣進入生物反應器，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。該法的優(yōu)點在于反應條件容易控制，但是需要額外添加養(yǎng)料，而且設備多，投資高。此外，生物反應器需要增設曝氣裝置，并且控制溫度、PH等條件，確保微生物工作時候的最佳狀態(tài)。
1.2.3 生物滴濾法
該法集生物吸收和生物過濾于一體。污染物的吸收和降解同時發(fā)生在一個反應器內(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，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。廢氣從反應器底部進入，流經(jīng)填料。填料上微生物的生物膜可以充當生物濾池，對氣相和液相中的物質進行氧化作用。
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，例如鹵代烴、含S、N的有機物等。
1.3 一些新型的生物處理技術
隨著廢氣處理技術的深入研究，加之實際污染廢氣中，氣體的溶解性及可生物降解性差異很大，一些新型的生物處理方法，復合式生物反應器、二段式生物反應器和低PH值生物濾池等，漸漸受到人們的關注，并受到良好的效果。
復合式反應器中富含的微生物與真菌微生物相互協(xié)同，可以很好地去除廢氣中的親水性和疏水性污染物。
二段式生物濾池。第一段采用惰性填料進行酸性氣體處理；第二段采用碎木塊作填料，是一種傳統(tǒng)的開放式濾池，用來處理其他的一些揮發(fā)性物質。
低PH值生物濾池通過酸性條件下硫桿菌微生物的培養(yǎng)可以很好地解決H2S等有機酸性氣體。
2 存在問題和展望
生物法處理有機廢氣研究、應用都比較晚，工業(yè)化方面的許多問題需要進一步的探討。 1) 生物法僅局限于組成簡單的有機廢氣，如 何將這些方法應用到高濃度、組成復雜的廢氣有待研究。如果能有所突破，則完全又希望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）目前處理的污染物多是易溶于水和易降解性物質，開發(fā)出能夠凈化疏水性和難降解的有機廢氣工藝就顯得尤為迫切。近年來，研究者采用雙液相工藝，增加除了水相外的第二有機相，對于疏水性化合物的生物吸附能力提高了100-1000倍。
3）對于生物反應速率的控制問題，縮短反應裝置啟動時間，可以通過篩選菌種，形成對有毒有機廢氣的高效降解，F(xiàn)在，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90%以上。
4）改善過濾材料或填料的物理性能，使其可以更長時間地保持活性，節(jié)省投資成本和能耗。
5）微生物營養(yǎng)物質的循環(huán)利用。
3 結語
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，嚴重危害著人們的身體健康，生物處理法克服了傳統(tǒng)工藝的缺點，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，勢必有更廣闊的應用前景。
