隨著現(xiàn)代生物技術(shù)迅猛發(fā)展，生物發(fā)酵制品已成為投資最活躍、發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一。生物發(fā)酵藥品被廣泛應(yīng)用于臨床，為人類健康作出了巨大的貢獻。由于生物醫(yī)藥發(fā)酵空氣用量大，一般為1：0.5～1.2（VVM），大量未處理尾氣排人大氣，使部分發(fā)酵代謝產(chǎn)物隨尾氣帶出，甚至有特殊難聞氣味產(chǎn)生，即其藥品成分或中間體濃度在空氣中不斷升高，反過來對人體及環(huán)境產(chǎn)生危害。因此，必須對其發(fā)酵尾氣進行治理。

發(fā)酵廢氣比較復(fù)雜，主要為發(fā)酵罐廢氣、發(fā)酵菌渣干燥廢氣、提取儲罐廢氣、發(fā)酵液預(yù)處理廢氣和板框過濾的廢氣、有機溶劑廢氣、污水站廢氣。發(fā)酵尾氣中最主要的是未被利用的空氣，還有生產(chǎn)菌在初級代謝和次級代謝中的各種中間物和產(chǎn)物，以及發(fā)酵過程中的酸堿廢氣。在發(fā)酵類抗生素生產(chǎn)過程中的廢氣主要為CO2、水蒸氣、及有機揮發(fā)物VOCs（Volatile Organic Compounds）。污染源主要為有機溶媒廢氣，主要有氯化氫以及溶劑（丁酯、丁醇）、二氯甲烷、異丙醇等?？股匕l(fā)酵廢氣排放的特點是：風(fēng)量大、高溫高濕、含塵量，多組分、以混合物的形式排放，常含有酸性氣體、普通有機物和惡臭氣體。排放的VOCs一般都含有丙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、甲醇、正丙醇、二氯甲烷、四氫呋喃類、醚類等。

吸收技術(shù)

吸收技術(shù)是使用易揮發(fā)或不揮發(fā)的液體作為吸收劑，利用VOCs中不同氣體在吸收劑中的溶解度不同，使有害氣體被吸收，從而達到凈化廢氣的目的。常用于處理高濕度>(50%)VOCs氣流。該法的處理濃度范圍為500-5000ppm，效率高達95%~98%，但投資較大，設(shè)計困難，應(yīng)用較少。

吸附技術(shù)

利用吸附劑發(fā)達的多孔結(jié)構(gòu)對有機廢氣中VOCs的吸附作用來達到分離有害污染物的一種技術(shù)。在目前應(yīng)用的吸附劑中，活性炭性能最好，應(yīng)用最廣，比其它商業(yè)可用的吸附劑，如：沸石、分子篩、活性氧化鋁、多孔黏土、吸附樹脂、礦石和硅膠等，有更大的吸/脫附容量和更快的吸附動力學(xué)性能?；钚蕴恐饕腥N類型即粉末狀活性炭（Powdered Activated Carbon，PAC）、顆粒狀活性炭（Granular Activated Carbon，GAC）和活性炭纖維（Activated Carbon Fiber，ACF）?；钚蕴课郊夹g(shù)主要分為變壓吸附（PSA）和變溫吸附（TSA）。變壓吸附可以實現(xiàn)循環(huán)操作，具有自動化程度高、能耗低、安全的優(yōu)點，但變壓吸附需要不斷加壓、減壓或抽真空，操作頻繁，對設(shè)備要求高，能耗巨大，多用于高檔的溶劑回收。固定床變溫吸附法，具有回收效率高，設(shè)備簡單，工藝相對成熟等優(yōu)點。吸附法的缺點是設(shè)備龐大，流程復(fù)雜，吸附劑需要再生?；钚蕴课椒ㄗ钸m于處理VOCs濃度為300-5000ppm的有機廢氣，主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳氫化合物、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類等；活性炭纖維吸附低濃度以至痕量的吸附質(zhì)時更有效，可用于回收苯乙烯和丙烯腈等，但費用較活性炭吸附法高。

催化燃燒技術(shù)

催化燃燒技術(shù)指借助催化劑將VOCs在低點燃溫度下（200－300℃）進行無焰燃燒，廢氣被氧化為CO2和H2O。該技術(shù)處理有機廢氣的效率能達到90-99%，且能量消耗少、燃燒溫度低、不易帶來二次污染、運行周期長，可回收熱量，適合處理低濃度的和成分復(fù)雜的VOCs。但使用的催化劑大多數(shù)是鉑、鈀等貴金屬，以三氧化二鋁作為載體，而貴金屬價格昂貴，易中毒，而且當凈化低濃度的有機廢氣時需要加入輔助燃料助燃，導(dǎo)致費用增加。現(xiàn)在正在研究開發(fā)新型的稀土催化劑以節(jié)省貴金屬。

冷凝技術(shù)

冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質(zhì)，采用降低溫度、提高系統(tǒng)的壓力或者既降低溫度又提高壓力的方法，使處于蒸氣狀態(tài)的VOCs冷凝并從廢氣中分離出來的過程。特別適用于處理VOCs濃度在10000ppm以上的較高濃度的有機蒸氣，VOCs的去除率與其初始濃度和冷卻溫度有關(guān)。在給定的溫度下，VOCs的初始濃度越大，VOCs的去除率越高。冷凝法在理論上可達到很高的凈化程度，但是當濃度低于幾個ppm時，須采取進一步的冷凍措施，使運行成本大大提高，所以冷凝法不適宜處理低濃度的有機氣體，而常作為其他方法（如吸附法、焚燒法和使用溶劑吸收）凈化高濃度廢氣的前處理，以降低有機負荷，回收有機物。

膜分離技術(shù)

利用有機氣體分子與空氣透過膜的能力不相同而將二者分開。該技術(shù)適合于流量小、濃度高和有較高回收價值的有機溶劑。對廢氣中有機物質(zhì)的回收率較高，過程簡單，能耗低，不會帶來二次污染問題。但是該技術(shù)對膜材料的要求很高，用單級膜往往分離程度較低，無法滿足工程實際需要，用多級膜則會大大增加投資成本，限制了該技術(shù)的推廣。

生物降解技術(shù)

生物降解技術(shù)最早應(yīng)用于脫臭，近年來逐漸發(fā)展成為VOCs的新型污染控制技術(shù)。該技術(shù)中，含有VOCs的廢氣由濕度控制器進行加濕后通過生物濾床的布氣板，沿濾料均勻向上移動，在停留時間內(nèi)，氣相物質(zhì)通過平流效應(yīng)、擴散效應(yīng)、吸附等綜合作用，進入包圍在濾料表面的活性生物層，與生物層內(nèi)的微生物發(fā)生好氧反應(yīng)，進行生物降解，最終生成CO2和H2O。生物降解法設(shè)備簡單，運行維護費用低，無二次污染等優(yōu)點，尤其在處理低濃度、生物可降解性好的氣態(tài)污染物時更顯其經(jīng)濟性。體積大和停留時間長是生物法的主要問題，同時該法對成分復(fù)雜的廢氣或難以降解的VOCs去除效果較差。

已被試驗證明可此技術(shù)去除的有機物包括：甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、2-乙基己醇、丙烷、異戊烷、己烷、丁醛、丙酮、甲基乙基酮、乙酸丁酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、甲硫醇、二甲硫、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。

光催化氧化技術(shù)

所謂光催化反應(yīng)，就是在光的作用下進行的化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)需要分子吸收特定波長的電磁輻射，受激產(chǎn)生分子激發(fā)態(tài)，然后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)，或者變成引發(fā)熱反應(yīng)的中間化學(xué)產(chǎn)物。可以在常溫下進行，節(jié)約成本，只能處理低濃度的有機廢氣，催化劑也容易失活，對不能吸收光子的污染物質(zhì)效果差，對于成分復(fù)雜的廢氣無法達到預(yù)期處理效果。已被試驗證明可用光催化氧化法去除的醫(yī)藥發(fā)酵有機物包括：甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、2-乙基己醇、丙烷、異戊烷、己烷、丁醛、甲基乙基酮、乙酸丁酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、甲硫醇、二甲硫、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。

臭氧分解技術(shù)

臭氧在UV光子照射下產(chǎn)生羥基自由基，將有機揮發(fā)物VOCs分解成低分子化合物、二氧化碳和水，達到無污染排放的目的。該技術(shù)操作簡單易行。已處理的廢氣：氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOCs類，苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結(jié)構(gòu)，使有機或無機高分子惡臭化合物分子鏈，在高能紫外線光束照射下，降解轉(zhuǎn)變成低分子化合物，如CO2、H2O等。

等離子體法

當外加電壓達到氣體的放電電壓時，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內(nèi)發(fā)生分解，以達到降解污染物的目的。有機化合物最終產(chǎn)物為CO2、CO和H2O。若有機物是氯代物，則產(chǎn)物應(yīng)加上氯化物，而無中間副產(chǎn)物。降低了有機物的毒性，同時避免了其他方法中的后期處理問題。適于處理風(fēng)量大、組分復(fù)雜的VOCs氣體，特別適用于惡臭氣體的處理。

等離子體按粒子溫度可分為平衡態(tài)（電子溫度=離子溫度）與非平衡態(tài)（電子溫度>>離子溫度）兩類。非平衡態(tài)等離子體電子溫度可上萬度，離子及中性離子可低至室溫，即體系表觀溫度仍很低，故稱“低溫等離子體”，一般由氣體放電產(chǎn)生。氣體放電有多種形式，其中工業(yè)上使用的主要是電暈放電（在去除廢氣中的油塵上應(yīng)用已相當成熟）和介質(zhì)阻擋放電（用于廢氣中難降解物質(zhì)的去除）兩種。等離子體法的優(yōu)點是處理VOCs濃度范圍廣，去除率高，無二次污染，但是單位處理量降解能耗偏高，并且裝置放大受反應(yīng)器結(jié)構(gòu)限制，目前較多協(xié)同催化、吸附等方法處理VOCs。

回收技術(shù)和銷毀技術(shù)具有其各自的特點，一般來說回收技術(shù)主要用來處理高濃度（>5000mg/m3）的有機廢氣，銷毀技術(shù)主要處理低濃度（<1000mg/m3）的有機廢氣?，F(xiàn)在對大氣環(huán)境保護的日益重視，有可能產(chǎn)生二次污染的處理方法已逐漸被淘汰。實際工程中，一般根據(jù)廢氣濃度采用組合凈化技術(shù)。針對發(fā)酵類抗生素排放廢氣的特點可采用：吸附+催化燃燒技術(shù)，吸附+等離子體技術(shù)，等離子體+水吸凈化技術(shù)、等離子體+光催化氧化技術(shù)等。

常用VOCs凈化技術(shù)比較
 

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