生物法处理有机废气技术
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2020-10-27 10:15
生物法处理有机废气技术
生物法处理有机废气技术能够追溯到1950年，起先***要是用于降解空气中的低浓度恶臭物质。1957美***科学家申请了***个生物法处理废气专利。1970-1980年，生物法在废气处理中的运用引起了世界各***的注重，并在欧洲和日本等发达***家得到了迅速发展。近年来，荷兰、德***、日本等***家已经有适当数量工业规划的各类生物处理废气设备并且投入工业化运转，实践运转的生物法废气处理设备对污染物的去除率可达90%以上。***内许多研讨机构包括清华***学等也对生物法处理有机废气进行了深入研讨，但现在根本都处于实验室阶段，还未能完成***规划的工业化推行。不过，未来生物法在我***具有较为可观的运用远景。
现在干流的生物法处理有机废气技术有三种。依照微生物群落和液相方法，可分为生物过滤、生物滴滤和生物洗涤工艺。一起还有转鼓生物过滤器、生物板式塔和膜生物膜法等新式废气处理工艺。
生物法处理有机废气技术生物过滤工艺
生物过滤工艺是运用有较强吸附才能的填料如松树皮、活性炭、陶粒、堆肥等完成对废气污染物的吸附，填料中有很多的微生物，微生物经过吸收捕获废气中的污染物，经过微生物的代谢效果完成对污染物的降解。
在生物过滤器工艺中，废气先经过加湿，然后进入生物过滤床。湿润的污染气流经过固定有混合菌种的多孔填料，经净化后气体被排出生物过滤器体系。生物过滤器一般不需求额定弥补养分物质(养分缺乏时，能够偶然喷洒，***要是弥补氮源或许是磷源)，这是因为生物过滤器的填料一般是土壤，堆肥，泥炭，木屑，树皮，颗粒活性炭和塑料材料或许数种材料混合运用，所以本身就为微生物的成长供给了满足的养分以及微量养分素。生物过滤器中填料***多包括丰厚的菌种，当然也能够额定接种微生物。生物过滤工艺的中心是生物过滤床，理想的生物过滤床应有如下重要***征：(1)用于微生物膜成长以及气/生物膜传质的高比外表积；(2)高空地率，以促进气体均勾散布；(3)杰出的保水才能，避免床层枯燥；(4)存在有用的固有养分物质；(5)存在密布的和多样化的固有菌群。
生物过滤工艺处理废气具有工艺简略、操作便利、运转本钱低和处理效果***等***点，并且菌种附着在固定填料上比较安稳不易丢失。当然，生物过滤工艺也有着本身的局限性，只合适处理溶解度高、易生化降解的VOCs，尤其是对高浓度工业废气处理效果较差，耐冲击负荷才能弱，滤床需求定时替换等缺点。
生物法处理有机废气技术生物洗涤工艺
生物洗涤工艺是一个由装有慵懒填料的吸收器和一个活性污泥反应器组成的悬浮活性污泥处理体系，吸收器内的慵懒填充材料，其***要用于增加气液相的触摸面积，而不是作为生物相的载体。洗涤循环液从吸收室***部喷淋而下，使废气中的污染物和氧气经过溶解和吸附效果完成从气相至液相的搬运，部分的有机物被直接降解，***部分的有机物进入到活性污泥处理体系，经过活性污泥体系完成有机物的降解，洗涤循环液在活性污泥体系中经过曝气再生。现在，***多数生物洗涤器的运转是以污水处理厂的活性污泥作为接种。
生物洗涤工艺的***点是阻力小压下降、填料因为具有较***的孔隙率因此不易阻塞，不需求定时替换填料，运转进程和反应条件易于操控。可是，其合适管理易溶VOCs，如醇、酮类(Henry系数<0.01)，污染物浓度一般低于5000 mg/Nm3、气液传质的比外表积较小(一般<300 m2·m-3);因为生物洗涤工艺所需的运转设备较多，运转本钱较高，且不宜处理进气流量较***的废气，在必定程度约束了生物洗涤工艺在处理工业废气中的运用。
生物法处理有机废气技术生物滴滤工艺
生物滴滤池，是一种介于生物过滤法和生物洗涤法之间的处理工艺。比较生物过滤器，生物滤滴废气处理设备中所用的填料是陶瓷、木炭、聚丙烯小球、颗粒活性炭等慵懒材料，其不能供给微生物生计以及成长的养分物质。填料仅仅作为生物成长的载体，但其填料空地率比生物过滤器高，运用寿命更长，流体阻力小。生物滤滴废气处理设备整个体系的正常作业有必要要有养分液，并经过循环泵将养分液喷淋到吸收塔内的填料上，养分液中一些养分物质(***要是氮源，磷源以及一些痕量元素)外，还起到了调理pH和操控塔内湿度的效果。有机气体在进入吸收塔前也需求加湿，然后被慵懒载体上的生物吸附并降解。
比较而言，生物滤滴废气处理设备能处理规划更广的污染物，接受更***的污染负荷。这是因为生物滴滤器内的环境条件更***操控，并且潜在的有毒、固执代谢产品会从体系中被铲除出去。需求留意的是，生物滴滤器依据滴流的机制，因此这种工艺更合适于水溶性VOCs(Henry系数<0.1)，当然因为微生物和污染物之间的触摸是一起发生的，所以关于VOCs在水中溶解度没有生物洗涤器要求那么高。别的，因为微生物和污染物之间的触摸发生在VOCs分散到液膜之后，所以对生物滴滤器运转而言，液体流速和循环速度被认为是影响其功用的重要参数。
生物滴滤池的***点在于其运营和投入本钱低；日常操作简洁；能够人为投加有必要的养分物，并调理pH值；合适中高浓度的污染物气体净化。但也有本身的局限性，比方因为塔内微生物的快速繁衍导致的填料层阻塞，压降升高，生物滴滤体系的运转功率下降，有必要采纳反冲刷等办法来康复生物滴滤体系的功用，现在常用的防治填料层阻塞的办法有漫灌冲刷法、酸/碱反冲刷、养分约束等。
生物法处理有机废气技术生物板式塔
生物板式塔的根本结构相似于生物滴滤池，与其不同的是在吸收塔内不是填料而是一堆在鸿沟上有孔的平行圆板，相邻两个圆板的放置有必要使孔替换平行。经过这种方法，养分液不断改变方向自上而下的流经每块塔板，气相(含VOCs废气)则以逆向自下而上活动。生物膜则平行成长在每块塔板上，塔板外表一般较为粗糙，这样有助于生物膜粘附。
生物板式塔依据所需求的操作时刻能够调理总的外表积和塔板之间的空间，一起因为其安稳的外表触摸面积使进程中更简单建膜和规划扩***化。比较生物过滤器、生物滴滤器而言，其关于生物相的剖析更为便利，且不简单发生因为微生物过度成长而引起的阻塞等问题，即便当塔板生物膜的厚度抵达必定程度也易于替换，功用更安稳(生物活性安稳)，能长时刻地作业，操作也愈加便利。
生物法处理有机废气技术转鼓生物过滤器
与生物洗涤相似，转鼓生物过滤器也是由废水生物处理技术所演化而来。它的规划在必定程度上处理了生物过滤器中固有的问题。
转鼓生物过滤器的主体为水平圆筒，其安装在两头固定的转轴(中空)上，圆筒约有30%至40%的面积浸没在水槽中，微生物则附着在转筒上。污染物气体进入密封的反应器后，然后吸附在转筒介质上(如活性炭，海绵等)。当转筒滚动时，微生物经过水域并取得其它养分物质后将污染物分化，并由中空转轴排出反应器。结构上多盘式和单盘式相似，仅仅在微生物的载体以多片同心水平圆筒替代单个水平圆筒。混合式转鼓生物过滤器能够看作多转盘式鼓生物过滤器与活性污泥工艺的结合，不同于多盘式的是其将污染物进气口设在水面以下。
一般来说，转鼓生物过滤器中生物质***要散布在外层。其间单盘式筒体外层上生物质散布均匀，但生物质跟着筒体深度而呈现出非均匀散布。而多盘式除了在外层，内层生物质散布也适当均匀，这表明其能够有用避免气体短路，然后取得更***的功用。多盘式转鼓生物过滤器能够长时间运转在较髙的污染物负荷以及有介质清洗的情况下。但没有有该项有机废气处理技术在实践运用的实例。
生物法处理有机废气技术膜生物膜反应器
在典型的膜生物膜反应器中，微生物依附在膜的一侧，膜作为微生物群落成长的载体，并为氧气和挥发性有机物的传质供给了巨***的比外表积。膜被生物膜所掩盖的那一侧滋润在液相中，液相供给养分物质，然后能够操控生物相。而气相中的污染物经过纤维膜微孔分散抵达生物相(生物膜)，然后***氧微生物以氧气为电子受体将VOCs降解。
膜生物膜法处理废气有如下***势：
(1)不会发气愤相阻塞，压力降��，但在传统的生物法阻塞问题较为严峻，尤其是生物过滤器；(2)能够继续不断地去除过剩生物质，因此在VOCs负荷较高的情况下能够避免反应器阻塞；(3)耐冲击负荷才能较强，但污染负荷遭到膜极限的约束，而传统生物法耐冲击负荷才能差，与养分状况有关，污染物负荷速率为50-300 g/(m3·h)，50- 2000ppmv；(4)能够去除生物降解进程中所发生副产品，能够增加pH缓冲剂中和酸性代谢产品和供给微生物成长的养分物质，并供给微生物群落成长的载体。(5)能够去除水溶性较低的污染物如NO或甲烷，而传统生物规律因为传质受限导致去除率低；(6)微生物与气相别离，避免了载体中的微生物进入空气，因此能够运用于室内操控的管理；(7)处于气流的湿度，一般生物其则需求额定加湿设备；(8)气、液相***立操控，然后避免了溢流或发泡，而传统生物规律很***程度上取决于操作进程。
比较传统的三***生物反应器(生物过滤器，生物洗涤塔和生物滴滤池)，膜生物膜法虽具有许多***势，但现在仍停留在实验室研讨阶段。
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