生物法處理有機廢氣技術(shù)

 

生物法處理有機廢氣技術(shù)能夠追溯到1950年，起先***要是用于降解空氣中的低濃度惡臭物質(zhì)。1957美***科學(xué)家申請了***個生物法處理廢氣專利。1970-1980年，生物法在廢氣處理中的運用引起了世界各***的注重，并在歐洲和日本等發(fā)達(dá)***家得到了迅速發(fā)展。近年來，荷蘭、德***、日本等***家已經(jīng)有適當(dāng)數(shù)量工業(yè)規(guī)劃的各類生物處理廢氣設(shè)備并且投入工業(yè)化運轉(zhuǎn)，實踐運轉(zhuǎn)的生物法廢氣處理設(shè)備對污染物的去除率可達(dá)90%以上。***內(nèi)許多研討機構(gòu)包括清華***學(xué)等也對生物法處理有機廢氣進(jìn)行了深入研討，但現(xiàn)在根本都處于實驗室階段，還未能完成***規(guī)劃的工業(yè)化推行。不過，未來生物法在我***具有較為可觀的運用遠(yuǎn)景。

 

現(xiàn)在干流的生物法處理有機廢氣技術(shù)有三種。依照微生物群落和液相方法，可分為生物過濾、生物滴濾和生物洗滌工藝。一起還有轉(zhuǎn)鼓生物過濾器、生物板式塔和膜生物膜法等新式廢氣處理工藝。

 

生物法處理有機廢氣技術(shù)生物過濾工藝

 

生物過濾工藝是運用有較強吸附才能的填料如松樹皮、活性炭、陶粒、堆肥等完成對廢氣污染物的吸附，填料中有很多的微生物，微生物經(jīng)過吸收捕獲廢氣中的污染物，經(jīng)過微生物的代謝效果完成對污染物的降解。

 

在生物過濾器工藝中，廢氣先經(jīng)過加濕，然后進(jìn)入生物過濾床。濕潤的污染氣流經(jīng)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體系。生物過濾器一般不需求額定彌補養(yǎng)分物質(zhì)(養(yǎng)分缺乏時，能夠偶然噴灑，***要是彌補氮源或許是磷源)，這是因為生物過濾器的填料一般是土壤，堆肥，泥炭，木屑，樹皮，顆粒活性炭和塑料材料或許數(shù)種材料混合運用，所以本身就為微生物的成長供給了滿足的養(yǎng)分以及微量養(yǎng)分素。生物過濾器中填料***多包括豐厚的菌種，當(dāng)然也能夠額定接種微生物。生物過濾工藝的中心是生物過濾床，理想的生物過濾床應(yīng)有如下重要***征：(1)用于微生物膜成長以及氣/生物膜傳質(zhì)的高比外表積；(2)高空地率，以促進(jìn)氣體均勾散布；(3)杰出的保水才能，避免床層枯燥；(4)存在有用的固有養(yǎng)分物質(zhì)；(5)存在密布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略、操作便利、運轉(zhuǎn)本錢低和處理效果***等***點，并且菌種附著在固定填料上比較安穩(wěn)不易丟失。當(dāng)然，生物過濾工藝也有著本身的局限性，只合適處理溶解度高、易生化降解的VOCs，尤其是對高濃度工業(yè)廢氣處理效果較差，耐沖擊負(fù)荷才能弱，濾床需求定時替換等缺點。

 

生物法處理有機廢氣技術(shù)生物洗滌工藝

 

生物洗滌工藝是一個由裝有慵懶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體系，吸收器內(nèi)的慵懶填充材料，其***要用于增加氣液相的觸摸面積，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經(jīng)過溶解和吸附效果完成從氣相至液相的搬運，部分的有機物被直接降解，***部分的有機物進(jìn)入到活性污泥處理體系，經(jīng)過活性污泥體系完成有機物的降解，洗滌循環(huán)液在活性污泥體系中經(jīng)過曝氣再生?，F(xiàn)在，***多數(shù)生物洗滌器的運轉(zhuǎn)是以污水處理廠的活性污泥作為接種。

 

生物洗滌工藝的***點是阻力小壓下降、填料因為具有較***的孔隙率因此不易阻塞，不需求定時替換填料，運轉(zhuǎn)進(jìn)程和反應(yīng)條件易于操控?？墒?，其合適管理易溶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)的比外表積較小(一般<300 m2·m-3);因為生物洗滌工藝所需的運轉(zhuǎn)設(shè)備較多，運轉(zhuǎn)本錢較高，且不宜處理進(jìn)氣流量較***的廢氣，在必定程度約束了生物洗滌工藝在處理工業(yè)廢氣中的運用。

 

生物法處理有機廢氣技術(shù)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。比較生物過濾器，生物濾滴廢氣處理設(shè)備中所用的填料是陶瓷、木炭、聚丙烯小球、顆?；钚蕴康茹紤胁牧?，其不能供給微生物生計以及成長的養(yǎng)分物質(zhì)。填料僅僅作為生物成長的載體，但其填料空地率比生物過濾器高，運用壽命更長，流體阻力小。生物濾滴廢氣處理設(shè)備整個體系的正常作業(yè)有必要要有養(yǎng)分液，并經(jīng)過循環(huán)泵將養(yǎng)分液噴淋到吸收塔內(nèi)的填料上，養(yǎng)分液中一些養(yǎng)分物質(zhì)(***要是氮源，磷源以及一些痕量元素)外，還起到了調(diào)理pH和操控塔內(nèi)濕度的效果。有機氣體在進(jìn)入吸收塔前也需求加濕，然后被慵懶載體上的生物吸附并降解。

 

比較而言，生物濾滴廢氣處理設(shè)備能處理規(guī)劃更廣的污染物，接受更***的污染負(fù)荷。這是因為生物滴濾器內(nèi)的環(huán)境條件更***操控，并且潛在的有毒、固執(zhí)代謝產(chǎn)品會從體系中被鏟除出去。需求留意的是，生物滴濾器依據(jù)滴流的機制，因此這種工藝更合適于水溶性VOCs(Henry系數(shù)<0.1)，當(dāng)然因為微生物和污染物之間的觸摸是一起發(fā)生的，所以關(guān)于VOCs在水中溶解度沒有生物洗滌器要求那么高。別的，因為微生物和污染物之間的觸摸發(fā)生在VOCs分散到液膜之后，所以對生物滴濾器運轉(zhuǎn)而言，液體流速和循環(huán)速度被認(rèn)為是影響其功用的重要參數(shù)。

 

生物滴濾池的***點在于其運營和投入本錢低；日常操作簡潔；能夠人為投加有必要的養(yǎng)分物，并調(diào)理pH值；合適中高濃度的污染物氣體凈化。但也有本身的局限性，比方因為塔內(nèi)微生物的快速繁衍導(dǎo)致的填料層阻塞，壓降升高，生物滴濾體系的運轉(zhuǎn)功率下降，有必要采納反沖刷等辦法來康復(fù)生物滴濾體系的功用，現(xiàn)在常用的防治填料層阻塞的辦法有漫灌沖刷法、酸/堿反沖刷、養(yǎng)分約束等。

 

生物法處理有機廢氣技術(shù)生物板式塔

 

生物板式塔的根本結(jié)構(gòu)相似于生物滴濾池，與其不同的是在吸收塔內(nèi)不是填料而是一堆在鴻溝上有孔的平行圓板，相鄰兩個圓板的放置有必要使孔替換平行。經(jīng)過這種方法，養(yǎng)分液不斷改變方向自上而下的流經(jīng)每塊塔板，氣相(含VOCs廢氣)則以逆向自下而上活動。生物膜則平行成長在每塊塔板上，塔板外表一般較為粗糙，這樣有助于生物膜粘附。

 

生物板式塔依據(jù)所需求的操作時刻能夠調(diào)理總的外表積和塔板之間的空間，一起因為其安穩(wěn)的外表觸摸面積使進(jìn)程中更簡單建膜和規(guī)劃擴***化。比較生物過濾器、生物滴濾器而言，其關(guān)于生物相的剖析更為便利，且不簡單發(fā)生因為微生物過度成長而引起的阻塞等問題，即便當(dāng)塔板生物膜的厚度抵達(dá)必定程度也易于替換，功用更安穩(wěn)(生物活性安穩(wěn))，能長時刻地作業(yè)，操作也愈加便利。

 

生物法處理有機廢氣技術(shù)轉(zhuǎn)鼓生物過濾器

 

與生物洗滌相似，轉(zhuǎn)鼓生物過濾器也是由廢水生物處理技術(shù)所演化而來。它的規(guī)劃在必定程度上處理了生物過濾器中固有的問題。

 

轉(zhuǎn)鼓生物過濾器的主體為水平圓筒，其安裝在兩頭固定的轉(zhuǎn)軸(中空)上，圓筒約有30%至40%的面積浸沒在水槽中，微生物則附著在轉(zhuǎn)筒上。污染物氣體進(jìn)入密封的反應(yīng)器后，然后吸附在轉(zhuǎn)筒介質(zhì)上(如活性炭，海綿等)。當(dāng)轉(zhuǎn)筒滾動時，微生物經(jīng)過水域并取得其它養(yǎng)分物質(zhì)后將污染物分化，并由中空轉(zhuǎn)軸排出反應(yīng)器。結(jié)構(gòu)上多盤式和單盤式相似，僅僅在微生物的載體以多片同心水平圓筒替代單個水平圓筒?；旌鲜睫D(zhuǎn)鼓生物過濾器能夠看作多轉(zhuǎn)盤式鼓生物過濾器與活性污泥工藝的結(jié)合，不同于多盤式的是其將污染物進(jìn)氣口設(shè)在水面以下。

 

一般來說，轉(zhuǎn)鼓生物過濾器中生物質(zhì)***要散布在外層。其間單盤式筒體外層上生物質(zhì)散布均勻，但生物質(zhì)跟著筒體深度而呈現(xiàn)出非均勻散布。而多盤式除了在外層，內(nèi)層生物質(zhì)散布也適當(dāng)均勻，這表明其能夠有用避免氣體短路，然后取得更***的功用。多盤式轉(zhuǎn)鼓生物過濾器能夠長時間運轉(zhuǎn)在較髙的污染物負(fù)荷以及有介質(zhì)清洗的情況下。但沒有有該項有機廢氣處理技術(shù)在實踐運用的實例。

 

生物法處理有機廢氣技術(shù)膜生物膜反應(yīng)器

 

在典型的膜生物膜反應(yīng)器中，微生物依附在膜的一側(cè)，膜作為微生物群落成長的載體，并為氧氣和揮發(fā)性有機物的傳質(zhì)供給了巨***的比外表積。膜被生物膜所掩蓋的那一側(cè)滋潤在液相中，液相供給養(yǎng)分物質(zhì)，然后能夠操控生物相。而氣相中的污染物經(jīng)過纖維膜微孔分散抵達(dá)生物相(生物膜)，然后***氧微生物以氧氣為電子受體將VOCs降解。

 

膜生物膜法處理廢氣有如下***勢：

 

(1)不會發(fā)氣憤相阻塞，壓力降小，但在傳統(tǒng)的生物法阻塞問題較為嚴(yán)峻，尤其是生物過濾器；(2)能夠繼續(xù)不斷地去除過剩生物質(zhì)，因此在VOCs負(fù)荷較高的情況下能夠避免反應(yīng)器阻塞；(3)耐沖擊負(fù)荷才能較強，但污染負(fù)荷遭到膜極限的約束，而傳統(tǒng)生物法耐沖擊負(fù)荷才能差，與養(yǎng)分狀況有關(guān)，污染物負(fù)荷速率為50-300 g/(m3·h)，50- 2000ppmv；(4)能夠去除生物降解進(jìn)程中所發(fā)生副產(chǎn)品，能夠增加pH緩沖劑中和酸性代謝產(chǎn)品和供給微生物成長的養(yǎng)分物質(zhì)，并供給微生物群落成長的載體。(5)能夠去除水溶性較低的污染物如NO或甲烷，而傳統(tǒng)生物規(guī)律因為傳質(zhì)受限導(dǎo)致去除率低；(6)微生物與氣相別離，避免了載體中的微生物進(jìn)入空氣，因此能夠運用于室內(nèi)操控的管理；(7)處于氣流的濕度，一般生物其則需求額定加濕設(shè)備；(8)氣、液相***立操控，然后避免了溢流或發(fā)泡，而傳統(tǒng)生物規(guī)律很***程度上取決于操作進(jìn)程。

 

比較傳統(tǒng)的三***生物反應(yīng)器(生物過濾器，生物洗滌塔和生物滴濾池)，膜生物膜法雖具有許多***勢，但現(xiàn)在仍停留在實驗室研討階段。