工業(yè)廢氣的生物處理方法

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1、工業(yè)廢氣的生物處理方法更新時(shí)間：2010-06-3014:34來源：天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào)作者:苑宏英，郭　靜摘要:生物法處理工業(yè)廢氣是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。生物濾池和生物滴濾池是兩種最常用的生物處理系統(tǒng)，適于處理多種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)和許多工業(yè)廢氣中的無機(jī)蒸氣物質(zhì)。介紹了生物濾池和生物滴濾池處理廢氣系統(tǒng)的特點(diǎn)、原理和應(yīng)用實(shí)例。關(guān)鍵詞:生物法，生物濾池，生物滴濾池，揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)隨著公眾環(huán)保意識(shí)的不斷提高和執(zhí)行環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)愈來愈嚴(yán)格，有害空氣污染物質(zhì)(HAPs)和工廠臭氣造成的環(huán)境污染問題越來越受到人們的重視。處理廢氣有多種方法，其中生物法是一種

2、有效的、費(fèi)用較低的、沒有二次污染的方法。筆者對(duì)生物法和其他的處理廢氣方法進(jìn)行對(duì)比，重點(diǎn)介紹生物濾池和生物滴濾池處理廢氣系統(tǒng)的特點(diǎn)、原理和應(yīng)用實(shí)例。1　工業(yè)廢氣的物理化學(xué)處理方法污染物質(zhì)可以通過熱處理、活性炭吸附或化學(xué)洗滌從工業(yè)廢氣中去除。熱處理包括直接燃燒和催化氧化。當(dāng)有機(jī)污染物質(zhì)的濃度高時(shí)，熱處理的方法是有效的。然而，當(dāng)有機(jī)物的濃度低時(shí)，熱處理的費(fèi)用將很高，原因是需要的燃料較多；活性炭吸附中，有機(jī)污染化合物被吸附到炭表面，從而產(chǎn)生清潔空氣。每單位質(zhì)量的炭的吸附數(shù)量同空氣中污染物質(zhì)的濃度有關(guān)，濃度低時(shí)吸附率低。因此，當(dāng)污染物的濃度降低時(shí)，吸附每單位質(zhì)量的污染

3、物所需的炭量將變得很大；洗滌作用對(duì)于去除許多有毒氣體和其它高溶解度的化合物有效，但是運(yùn)行費(fèi)用高。2　工業(yè)廢氣的生物處理方法工業(yè)廢氣的生化處理系統(tǒng)屬于一種環(huán)保友好技術(shù)。相對(duì)于上述的處理方法，生物法更加適用于處理低濃度的有毒空氣污染物質(zhì)(HAPs)，且具有投資運(yùn)行費(fèi)用省、維護(hù)管理簡單、不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)。在歐洲，燃料費(fèi)用較高，關(guān)于惡臭的規(guī)范也很嚴(yán)格，所以廣泛采用生物法去除惡臭氣體。生物法的實(shí)質(zhì)是利用有孔的、潮濕的介質(zhì)上聚集的活性微生物的生命活動(dòng)，將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚臒o機(jī)物(如CO2和H2O)或組成自身細(xì)胞。一般認(rèn)為生物法凈化有機(jī)廢氣需經(jīng)歷三個(gè)步驟：①

4、有機(jī)廢氣成分首先同水接觸并溶于水中(即由氣相擴(kuò)散進(jìn)入液相)；②溶解于液相中的有機(jī)成分在濃度差的推動(dòng)下，進(jìn)一步擴(kuò)散至介質(zhì)周圍的生物膜(如圖1所示)，進(jìn)而被其中的微生物捕捉并吸收；③進(jìn)入微生物體內(nèi)的有機(jī)污染物在其自身的代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解，經(jīng)生物化學(xué)反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化為無害的化合物(如CO2和H2O)。這一過程見圖1。兩種最常用的生物處理系統(tǒng)是生物濾池和生物滴濾池:生物濾池中，有孔的介質(zhì)通過進(jìn)氣的濕度調(diào)節(jié)器和偶爾的噴淋而保持潮濕(如圖2所示)；生物滴濾池中，水流穩(wěn)定地、持續(xù)地循環(huán)穿過濾床，對(duì)處理后的空氣進(jìn)行持續(xù)收集(見圖3)。2.1　生物濾池系統(tǒng)生物濾池

5、的最初形式是通過挖掘溝渠，在溝中放置空氣布水系統(tǒng)，再用滲透性土壤填埋溝渠建成的。但是土粒之間的小孔尺寸會(huì)帶來堵塞問題，只有少量的這樣的系統(tǒng)存在著?，F(xiàn)在大多數(shù)的生物濾池用木片或肥料填充。如圖2所示，廢氣通過配水系統(tǒng)進(jìn)入濾池底部，然后穿過有孔的嵌在礫石中的塑料管排出。放置在礫石層上的填料通常為一層，大約為1m厚，如果再厚的話，將要使填料受到壓擠而變形。采用噴淋系統(tǒng)來保持填料潮濕，當(dāng)下雨和噴淋量大的時(shí)候，用排放系統(tǒng)來排出多余的水。這種生物濾池在運(yùn)行之前，要求對(duì)填料進(jìn)行篩濾來控制孔隙尺寸，這樣可以保證填料具有較大的孔隙并減少水頭損失。用肥料做填料時(shí)，填料上活性環(huán)境使

6、多種的微生物立即開始起作用，降解的過程中填料提供營養(yǎng)物質(zhì)。較低的水頭損失和理想的活性環(huán)境意味著生物濾池可以做得小一些。然而，肥料做填料也有缺陷。當(dāng)肥料軟化時(shí)容易產(chǎn)生水平和垂直壓縮作用。水平壓縮使濾床內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，也有可能使濾床離開容器壁；而垂直壓縮使填料孔隙堵塞，從而增大了水頭損失。當(dāng)廢氣經(jīng)過填料到達(dá)裂縫和開口處，處理過程就失敗了。如果增濕和噴淋系統(tǒng)運(yùn)行不好，由于干化作用也可能使填料發(fā)生收縮。此外，干肥料通常是疏水性的，這將使填料再次濕化很困難。為了解決肥料軟化時(shí)的問題，人們開始采用混合無機(jī)填料。Monsanto使用獲得專利的聚苯乙烯水珠和有機(jī)材料作為填料。

7、①也有人采用火山巖、礫石等具有較大孔隙的材料作為填料，還有些生物濾池用大孔的聚氨酯泡沫塑料做填料。用均一的無機(jī)填料不僅可以解決填料壓縮問題，而且還可以降低水頭損失。無機(jī)填料提供的是無營養(yǎng)物或接種的環(huán)境，其所需的較低的水力負(fù)荷使干燥更加容易。采用無機(jī)混合填料的生物濾池必須小心地對(duì)其進(jìn)行管理，提供適當(dāng)?shù)奶盍辖臃N環(huán)境，小心地控制水的流量，營養(yǎng)物的添加要有規(guī)律性?？傊绻@些問題能夠解決的話，無機(jī)填料可以提供最大的降解率，也可以使生物濾池做得更小。實(shí)際運(yùn)行中，采用可編程的邏輯編輯器對(duì)生物濾池的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，以便調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，反常條件下可以關(guān)掉系統(tǒng)。用木片或肥料做填

8、料的生物濾池同無機(jī)混合填料生物濾池相比，其運(yùn)行和管理