生物膜法處理有機(jī)廢氣.docx

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1、生物膜法處理有機(jī)廢氣摘要：有機(jī)廢氣的危害已成為當(dāng)今的共識，治理有機(jī)廢氣污染是環(huán)保工作的重點之一。本文主要介紹了有機(jī)廢氣的來源和危害，闡述了生物膜法處理有機(jī)廢氣的原理、優(yōu)勢與不足，討論了其發(fā)展趨勢及研究現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞：生物膜法；有機(jī)廢氣；處理1、前言。有機(jī)廢氣主要來源于石油、化工行業(yè)生產(chǎn)過程中所排放的廢氣，其特點是數(shù)量較大，有機(jī)物含量波動性大，具有可燃性，有一定的毒性，有些還會有惡臭，氟氯烴的排放還會引起臭氧層的破壞。石油化工生產(chǎn)過程和儲備設(shè)備，印刷及其他與石油化工有關(guān)的行業(yè)，使用有機(jī)溶劑的場合，以石油產(chǎn)品為燃料的各種交通工具都是有機(jī)廢氣的源頭【1】。有機(jī)廢氣的主要

2、構(gòu)成成分是甲醛、本甲苯二甲苯等苯系物、丙酮、丁酮、乙酸、乙酯、油污、樹脂、苯乙烯、添加劑、糠醛、漆霧及一些含有碳?xì)溲醯挠袡C(jī)氣體。多數(shù)有機(jī)廢氣通常具有易燃性、爆炸性、有毒性、不溶于水但能溶于有機(jī)溶劑、處理較困難等特點。有機(jī)廢氣傷害植物的葉片組織，破壞臭氧層，對人體的危害更是體現(xiàn)在很多方面，不同行業(yè)有機(jī)廢氣的毒性也是不同的。苯是劇毒溶劑，即使吸入少量也會對人體造成長期的損害，能在骨髓和神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)蓄積，是造血組織和神經(jīng)系統(tǒng)受到損害，造成神經(jīng)系統(tǒng)障礙，使血液中白血球、血小板數(shù)量減少，長期接觸可引起白血病。多環(huán)芳烴有機(jī)物、有機(jī)氮化合物有強(qiáng)烈的致癌作用。苯酸類有機(jī)物能使細(xì)胞

3、的蛋白質(zhì)發(fā)生變形或者凝固，使全身中毒。腈類有機(jī)物可以引起呼吸困難，嚴(yán)重時會導(dǎo)致窒息、意識喪失直至死亡。乙二醇醚類溶劑在人體內(nèi)經(jīng)代謝后可以形成劇毒物，對人體的血液循環(huán)和神經(jīng)系統(tǒng)造成永久性的損害，長期接觸可致癌，對女性的生殖系統(tǒng)也會有影響，嚴(yán)重的可導(dǎo)致不孕不育。有機(jī)磷化合物能降低血液中膽堿酯酶的活性，造成神經(jīng)系統(tǒng)障礙。有機(jī)硫化合物中，低濃度硫醇可引起身體不適，高濃度時可致人死亡。甲苯二異氰酸酯具有低的蒸汽壓，對人體眼角膜有強(qiáng)烈的刺激作用，造成眼部紅腫。蒸汽進(jìn)入人體后，會損害人體肝、腎功能，長期接觸高濃度的甲苯二異氰酸酯蒸汽會致癌。有機(jī)廢氣的治理方法主要有兩類：一類是

4、回收法，回收法是通過物理方法，在一定的溫度和壓力下，用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等的方法來分離揮發(fā)性有機(jī)化合物，主要有活性炭吸附法、冷凝法、變壓吸附法和生物膜法等。另一類是消除法，通過化學(xué)或生物反應(yīng)，利用光、熱、催化劑及微生物等，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水，主要包括光分解法、熱氧化法、催化燃燒、生物氧化、電暈法、等離子體分解法等【2】。2、生物膜法處理有機(jī)廢氣2.1生物膜法處理有機(jī)廢氣的機(jī)理生物膜法處理有機(jī)廢氣的機(jī)理最早是由荷蘭人Ottengraf提出的，該生物膜理論將生物化學(xué)法凈化處理有機(jī)廢氣的過程分成三個步驟：（1）有機(jī)廢氣中的污染物首先與水接觸并溶解于水中

5、，即通過擴(kuò)散由氣膜進(jìn)入液膜；（2）溶解于液膜中的有機(jī)污染物成分利用濃度差擴(kuò)散到生物膜，并被其中的微生物捕獲和吸收；（3）進(jìn)入到微生物體內(nèi)的有機(jī)污染物，在微生物自身的代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解，并經(jīng)生物化學(xué)反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化成無害的二氧化碳和水。后來，孫珮石等人注意到有些不溶于水或者微溶于水的有機(jī)物，很難利用液膜擴(kuò)散的方法來解釋，因此對該理論進(jìn)行改進(jìn)，并提出了吸附-生物膜理論，并依據(jù)處理低濃度甲苯廢氣的實驗建立了動力學(xué)模型【3】。該理論的要點是：（1）有機(jī)廢氣中的污染物通過擴(kuò)散作用到達(dá)氣膜，然后吸附到濕潤的生物膜表面；（2）有機(jī)物被微生物捕獲并吸收；（3）有機(jī)污

6、染物在微生物的分解下最終轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。2.2生物膜法處理有機(jī)廢氣的優(yōu)點（1）生物相多樣化，既有好氧菌又有厭氧菌；（2）生物膜的含水率較低，單位體積內(nèi)的生物量較大，因此生物膜反應(yīng)器的處理能力較大；（3）工藝過程較穩(wěn)定，能耗少，去除效率較高。2.3有機(jī)廢氣處理技術(shù)發(fā)展概況目前，有機(jī)廢氣的處理技術(shù)大致發(fā)展為兩類：分解消除和濃縮回收。分解消除是利用光、電、熱、等離子以及微生物等作用將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。濃縮回收則是采用吸收、吸附、冷凝及膜分離等方式將有機(jī)物濃縮回收后再利用?！　》纸庀饕幚頉]有回收利用價值的有機(jī)廢氣，其技術(shù)包括直接燃燒法、催化燃燒法、電暈

7、法、等離子法和生物法等。濃縮回收用于處理濃度較高且有回收利用價值的有機(jī)廢氣，其技術(shù)有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分離法等?！　√幚頉]有回收價值的有機(jī)廢氣，如惡臭氣體，采用催化燃燒法雖然凈化比較徹底，但成本比較高，同時也存在二次污染的問題；電暈法、等離子法等技術(shù)有比較好的應(yīng)用前景，但是實用方面還有一些距離；生物法節(jié)能、運行費用低、很少形成二次污染，處理低濃度有機(jī)廢氣（<3g/m-3）效果較好，在歐美、日本等國已投入工業(yè)化運營。我國應(yīng)用生物法處理有機(jī)廢氣雖然起步較晚，但前景廣闊，因為在低濃度工業(yè)有機(jī)廢氣治理方面缺乏既經(jīng)濟(jì)又有實效的措施，生物法可以發(fā)揮十分重要的作用[4

8、]。生物法主要包括生物過