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生物法处理废气的原理及技术措施-国昌环保

2022-03-18 17:00:48
作者:嘉兴市国昌环保设备有限公司

  随着现在多行业在生产过程中产生的废气,还有自身拥有的处理废气技术,就会采取一定的措施处理废气,减少对人类和生态环境的影响。在工农业生产、市政设施运行过程中产生的废气会对周围环境造成污染,对人体健康和生态环境造成严重危害。现在,废气处理的主要方法有吸收法、吸附法、催化法、焚烧法、冷凝法及生物法等。其中,生物法具有处理效果好、投资及运行费用低、反应条件温和(常温、常压)、无二次污染、易于管理等优点,尤其在处理大流量、低浓度的废气时更显其经济性和优越性,所以得到了广大的应用。随着科学技术的进步,生物法已慢慢成为净化废气尤其是有机废气的主要方法之一。

生物法处理废气

       1.当今的废气生物处理技术

  如今,国内各大生产行业广泛应用的有机废气处理技术主要有三种,分别是:生物滤池技术、生物洗涤塔技术、生物滴滤池技术。每个都有具体的特点和应用情况,如下所示:

  (1)生物滤池 生物滤池是Z早被研究和使用的废气生物处理技术,早在1923年,国外就利用土壤过滤床去除污水处理厂散发的含硫化氢等恶臭物质的废气,到了20世纪80年代以后,其应用范围已扩展到去除废气中许多易被生物降解的挥发性有机污染物。生物滤池的填料是具有吸附性的滤料,多为土壤、堆肥、木屑、活性炭或几种滤料混合而成,滤料要具有良好的透气性和适度的通水和持水性。含污染物的废气经加压预湿(有的还需要温度调节、去除颗粒物等)预处理过程后,从反应器的底部经气体分布器进入生物处理装置,生物处理装置的填料表面生长着各种微生物,利用附着在填料上微生物的新陈代谢作用,废气中有害成分氧化分解为CO2、H2O、NO3-和SO42-,处理过的气体从生物滤池的顶部排出。生物滤池处理技术的工艺特点是生物相和液相都不是流动的,而且只有一个反应器,气液接触面积大、运行和启动容易。生物滤池由于投资少,运行费用低,适于处理挥发性有机污染物,因而在处理工业挥发性有机污染物方面应用Z广泛。生物滤池法适于处理化肥厂、污水处理厂以及工、农业产生的污染物浓度0.5~1.0g/m3的废气。如梁永坤等采用接种生物滤池处理硫化氢和氨气,达到较好的效果;利用混合填料生物滤池处理挥发性有机物,可将有机物质量浓度为50g/m3的废气中的甲乙酮和甲苯完全去除,效果明显。

  (2)生物洗涤塔

  通常,生物洗涤塔有两大主要组成部分,一部分是装备填料的洗涤器;另一部分是生物反应器,且具有一定的活性污泥特点。喷淋柱在洗涤器中,可适当有效的将微小的水珠反方向喷洒,这样,污染中的废气可更好的接触填料表面的水,水良好吸收后,进而转进液相,实现质量更好的传递过程。与此同时,浓度为0.5~1.0g/m3的污染物废气可适当采用生物洗涤塔技术,并已成功适用于部分产业。除此之外,生物洗涤塔也可适用于含有散发挥发性有机物和恶臭物质废气的污水处理厂。

  (3)生物滴滤池

  生物滴滤池处理技术,主要适用于生物滤池和洗涤塔相间的处理。滴滤池内的填料主要是表面积大的惰性填料,为生物生长提供载体是填料的独一作用,其空隙率较高于生物滤池,更长的使用寿命且阻力相对较小。处理含卤化物、硫化物和氨等产生酸/碱代谢物的污染,生物滴滤池更容易调节pH值,因此,在处理卤代烃、含硫、含氮等通过微生物降解会产生酸性代谢产物及产能较大的污染物时,生物滴滤池显得更有效益。

    2.新型废气生物处理技术开发

  实际污染废气中,物质种类繁多,气体的溶解性及可生物降解性差异比较大,而且,某种气体的降解可能会受到其他气体降解的影响,造成某类或某种气体去除效率不佳。为了解决这个问题,一些学者研究开发了一些特殊的生物处理反应器如复合式生物反应器、真菌生物滤池、低pH值生物滤池、二段式生物反应器等,并加以应用,取得了较好的效果。李琳等利用复合式反应器中的细菌与真菌微生物的协同作用,去除混合废气中亲水性和疏水性污染物质,得到了较好的处理效果。普通细菌生物滤池湿度控制不当容易造成填料干燥、开裂,引起气流短路,当处理产酸气体时,会形成酸性积累而使反应器pH降低,从而降低气体的处理效果。而真菌生物滤池的出现可以解决这个问题,真菌在较低湿度,低pH下生存的能力明显高于细菌,特别是对于疏水性或水溶性差的有机物,真菌菌丝生长形成丝网状结构,与气相污染物在三维空间内接触,传质过程加快,降解效率提高。许多研究表明,真菌降解许多挥发性有机物的速率和去除能力要高于或至少与细菌相当。低pH值生物滤池的出现就是为了解决H2S等产酸气体的处理。低pH值生物滤池在较低的pH值下运行,通过对适宜低pH条件下生长的硫杆菌等微生物的培养,氧化去除H2S。当pH呈酸性时,生物滤池中嗜酸性硫细菌和真菌可能占主要地位。而且,在产酸的生物滤池中,较少的水淋洗就可以实现对低pH的调控。二段式生物滤池。一段为酸性气体生物滤池,采用惰性填料,用来处理产酸气体,第二段是传统的开放式生物滤池,采用碎木块作填料,用以处理其他的一些挥发性有机物。还有一些学者提出了两段式生物处理工艺,一段硫化氢被氧化,pH保持在酸性,不含硫化氢的气体进入第二段,第二段保持pH中性。

  3.生物有机废气处理技术的优缺点

  基于独有的反应器前提下,面积较大的气液接触,并易于运行与启动,具有非流动性特点的生物相和液相处理技术,也即是生物滤池处理技术,在挥发性有机污染物产生来源的工、农业生产中得到了广泛的应用。与此同时,基于便于控制反应条件、较小压力的前提下,通常分别有独个备有填料的洗涤器以及具有一定活性污泥的生物反应器构成生物洗涤塔处理技术,在较高污染物浓度产生来源的工农业生产中应用更为广泛。不可忽视的是,较多的设备,维护较难,需额外添加一定的营养,成本较高。同时,确保拥有一定控制条件的基础之上,此处理技术还需在活性污泥反应器中配备适当的曝气设备,由于其不容易调控,在应用上常受一定的限制。全面融合以上两种处理技术优点的生物滴滤池有机废气处理技术,具有单独的反应器,压降低,不易堵塞填料,较长的使用寿命,便于控制营养物以及pH,较大的污染承受负荷,并具备独特的缓冲技能,主要针对于浓度0.5g/m3以下的废气污染物的处理。全面有效的结合吸收法、吸附法以及其他处理有机废气技术的前提下,深度治理产生高污染物浓度的废气,进而取得意想不到的良好效果。因此,工农业及市政设施的有机废气处理已广泛应用了该新兴技术。

  4.废气生物处理技术存在的问题和未来发展

(1)实际生产过程中排放的废气往往为复杂的多组分混合气,物质类型多样,水溶性、生物降解性之间都有差别,浓度波动也比较大,多组分物质之间常存在相互影响作用。因此,研究动态负荷、多组分混合气体的降解操作条件、组分间的相互作用关系和降解规律,具有非常重要的实际意义和应用价值。另外,针对难降解污染物和低浓度气体的处理工艺和方法也需要研究。

(2)废气生物处理涉及到气、液/固相传质及生化降解过程,影响因素多而复杂,有关的理论研究及实际应用还不够深入、广泛,需要进一步探讨和研究。结束语

  生物法处理废气是这些年来发展起来的一种大气污染控制技术,优势有设备简单、运行费用低、较少二次污染等,是一项经济实用、具有环境友好性的技术。21世纪是生物世纪,生物技术的发展定然会给世界带来盎然生机,不断探索生物技术在环境保护领域的作用,将成为改善人类生活环境的重要方式。


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