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生物法處理工業有機廢氣的研究

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生物法處理工業有機廢氣的研究

發布日期:2018-04-16 作者: 點擊:



    

    多年來,處理有機廢氣的常規方法主要有吸附法,吸收法,冷凝法,催化氧化和焚燒法等。這些傳統的處理手段雖然已經得到了廣泛的應用,但自身仍有很多的局限性。王中王鉄算盘开奖结果的技術團隊開始研發在某些領域用生物技術對工業廢氣進行處理,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、高流量的廢氣淨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


    對于生物法淨化廢氣的機理研究至今沒有一個統一的理論,荷蘭學者Ottengraf S P P依據吸附操作的雙膜理論提出的生物膜學說在全球範圍内有較大的影響力,為多數人所接受和認可。該法實質上是通過微生物的代謝活動将複雜的有機物轉變為簡單、無毒的無機物和其它細胞質。經曆的步驟如下:


    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,可以将進入的有機污染物當做營養物質和能量來源進行分解,經過複雜的生化反應。有機物最終變為無害的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,現在應用範圍擴展到易于被生物降解的揮發性有機氣體。淨化過程中,有機廢氣經預處理後進入生物過濾裝置。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。填料上附着生長着豐富的微生物,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-,從而得到有效淨化的目的。生物過濾法隻有一個反應器,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,實現質量傳遞過程;水夾帶着被溶解的廢氣進入生物反應器,其中的懸浮液生長着大量微生物,利用它的代謝活動将污染物去除。該法的優點在于反應條件容易控制,但是需要額外添加養料,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,确保微生物工作時候的最佳狀态。


    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生在一個反應器内。容器中的填料一般是碎石、陶瓷、聚丙烯小球、顆粒活性炭等比表面積大的物質,起到微生物生長載體的作用。事先将營養液噴灑到填料表面,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産物,具有很大的緩沖能力。特别适合降解之後産生酸性代謝産物的物質,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


    随着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,複合式生物反應器、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。


    複合式反應器中富含的微生物與真菌微生物相互協同,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,是一種傳統的開放式濾池,用來處理其他的一些揮發性物質。


    低PH值生物濾池通過酸性條件下硫杆菌微生物的培養可以很好地解決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,工業化方面的許多問題需要進一步的探讨。 1) 生物法僅局限于組成簡單的有機廢氣,如 何将這些方法應用到高濃度、組成複雜的廢氣有待研究。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的工業廢氣。 2)目前處理的污染物多是易溶于水和易降解性物質,開發出能夠淨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。現在,通過篩選後的熒光假單胞菌,可使甲醛和丁酮等揮發性氣體的去除率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,節省投資成本和能耗。5)微生物營養物質的循環利用。


    3 、結 語


    工業廢氣量的增加對人類的生存環境有着很大的影響,嚴重危害着人們的身體健康,生物處理法克服了傳統工藝的缺點,并有投資成本低、處理效果好并且不産生二級污染物等優點,勢必有更廣闊的應用前景。

   

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