生物法凈化有機(jī)廢氣是在已成熟的采用微生物處理廢水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，生物凈化實(shí)質(zhì)上是一種氧化分解過(guò)程：附著在多孔、潮濕介質(zhì)上的活性微生物以廢氣中有機(jī)組分作為其生命活動(dòng)的能源或養(yǎng)分，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物(CO2、H20)或細(xì)胞組成物質(zhì)。

 

與廢水生物處理過(guò)程的大區(qū)別在于：廢氣中的有機(jī)物質(zhì)首先要經(jīng)過(guò)由氣相到液相(或固體表面液膜)的傳質(zhì)過(guò)程，然后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)散到介質(zhì)周圍的生物膜，進(jìn)而被其中的微生物捕捉吸收;在此條件下，進(jìn)入微生物體內(nèi)的污染物在其自身的代謝過(guò)程中作為能源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解，產(chǎn)生的代謝物一部分溶入液相，一部分作為細(xì)胞物質(zhì)或細(xì)胞代謝能源，還有一部分，(如CO2)則析出到空氣中，廢氣中的有機(jī)物通過(guò)上述過(guò)程不斷減少，從而被凈化。

 

2.生物法處理有機(jī)廢氣處理

 

對(duì)于生化法處理廢氣的機(jī)理研究盡管已做了不少的工作，當(dāng)今仍沒(méi)有統(tǒng)一理論。。另外一種是PEDERSEN、孫佩石等根據(jù)吸附理論提出的吸附-生物膜理論所為生物膜及是由微生物群體在固體載體表面構(gòu)成的粘性膜結(jié)構(gòu)。潤(rùn)濕環(huán)境下，微生物以廢氣中有機(jī)物為能源，將其氧化分解過(guò)程中，得以生長(zhǎng)、繁殖并形成具有一定厚度的膜。這種生物膜尤其在處理濃度或生物可降解性強(qiáng)的廢氣時(shí)，更顯示了優(yōu)良性。

 

3.生物法的工藝特點(diǎn)

 

由于微生物對(duì)各種污染物均有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)性，并可將其作為代謝底物而降解、轉(zhuǎn)化，因此，與傳統(tǒng)的廢氣處理技術(shù)相比，生物處理技術(shù)具有效果好、投資及運(yùn)行費(fèi)用低，無(wú)二次污染，易于管理等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于廢氣生物處理系手機(jī)的再生可直接通過(guò)吸收劑中微生物的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不需要先理化吸收和吸附那樣的專門設(shè)備，從而簡(jiǎn)化了工藝流程和工業(yè)設(shè)備，降低運(yùn)行操作費(fèi)用，所以，生物處理技術(shù)已逐漸成為世界研究的熱點(diǎn)課題之一。

 

4.主要工藝及對(duì)比

 

4.1、生物過(guò)濾床

 

生物過(guò)濾床是一種在其中填入具有吸附性濾料(如泥炭、土壤、活性炭等物質(zhì))的凈化裝置。掛生物膜前，在過(guò)濾床中滲入PH緩沖劑和N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素(如NH4NO3和K2HPO3)，當(dāng)具有一定溫度的廢氣進(jìn)入生物濾床，通過(guò)約0.5-1m厚的生物活性填料層時(shí)，濾料中的微生物(主要是放線菌、原生動(dòng)物、藻類等)即可通過(guò)接觸而捕獲廢氣中的喲機(jī)務(wù)并將其作為自身生長(zhǎng)的碳源。因此，廢氣通過(guò)生物過(guò)濾床后即可被凈化，而濾料層中的微生物在生化降解污染物的過(guò)程中不斷生長(zhǎng)繁殖，從而使生物濾池的操作得以持續(xù)進(jìn)行，濾料使用一年后一半呈酸性，要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

 

生物過(guò)濾床中的水只是滯留在微生物膜的表面和內(nèi)層中，沒(méi)有形成貫穿整個(gè)濾料床的連續(xù)流動(dòng)相。所以可以將含水生物膜視為一個(gè)單相，或稱之為固/液混合相。廢氣再生物過(guò)濾床中的凈化過(guò)程可認(rèn)為是傳質(zhì)與生化反應(yīng)的串聯(lián)過(guò)程。而傳質(zhì)方向是氣態(tài)污染物向固/液混合相中傳輸，一般認(rèn)為傳質(zhì)速率要比生化反應(yīng)速率快，所以生化反應(yīng)是整個(gè)過(guò)程的控制步驟。

 

同時(shí)，由于濾料(特別是活性炭)具有較高的吸附能力，可以使微生物胞外酶和污染物在濾料和微生物膜界面處濃縮，從而提高了生化反應(yīng)速率，并使廢氣的凈化度得以提高。因此，生物過(guò)濾床在處理廢氣方面已經(jīng)有較廣泛的應(yīng)用。

 

4.2、生物洗滌床

 

生物洗滌床通常由一個(gè)洗滌塔和一個(gè)再生池構(gòu)成，在洗滌塔中循環(huán)液通過(guò)噴淋或鼓泡的方式將廢氣中的污染物和氧氣轉(zhuǎn)入液相，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量傳遞，一般地，若氣相阻力較大可用噴淋法，反之，液相阻力較大時(shí)則用鼓泡法，鼓泡和污水生物處理技術(shù)中的曝氣相仿。廢氣從洗滌塔底通入，與生物懸浮液接觸而被吸收，該過(guò)程中，污染物的吸收率與廢氣的總量傳遞率、噴淋液的接觸面積和平均驅(qū)動(dòng)壓(氣態(tài)廢物的平均濃度與液相中廢物的實(shí)際濃度之差)有關(guān)。吸收了廢氣組分的洗滌液，流入再生池(活性污泥池)中，通入空氣充氧后再生，在再生池中，污染物被微生物氧化分解，該過(guò)程實(shí)際上廢水的微生物處理過(guò)程。是污水處理成熟的工藝之一。污染物的去除率主要與污染物的可生化性、再生池的操作條件等有關(guān)。

 

在生物洗滌塔處理廢氣過(guò)程中，由于吸收和氧化時(shí)相對(duì)獨(dú)立進(jìn)行的兩個(gè)過(guò)程，因此易于控制，廢氣中污染物去除率高。但這兩個(gè)系統(tǒng)分開(kāi)建立，需鼓風(fēng)曝氣設(shè)施，這就造成該工藝占地面積較大，能耗高。

 

4.3、生物滴濾床

 

生物滴濾床使用的是粗碎石、塑料蜂窩狀填料、塑料波紋板填料、陶瓷、不銹鋼拉西環(huán)、樹(shù)皮、活性炭纖維、微孔硅膠等一類不具有吸附性的填料。填料的表面是微生物形成的幾毫米厚的生物膜，廢氣從滴濾床地步進(jìn)入，回流水由上部噴淋到填料床層上部、并沿著填料上的生物膜滴流而下，溶解于水中的有機(jī)污染物被一生物膜形式附著在填料上的微生物吸收，進(jìn)入微生物細(xì)胞的有機(jī)污染物在微生物體內(nèi)的代謝過(guò)程中作為能源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解，終轉(zhuǎn)化成無(wú)害的化合物(如CO2和H2O)，填料的比表面積一般為100-300M2/M3，這一方面為氣體通過(guò)提供了大量的空間。另一方面使氣體對(duì)填料層造成的壓力及微生物生長(zhǎng)引起的空間堵塞危險(xiǎn)性降到了低限。生物滴濾床的反應(yīng)條件也易于控制。可通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)液的PH，加入K2HPO4、NH4NO3等物質(zhì)得以實(shí)現(xiàn)。

 

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