工业废气的生物处理方法

工业废气的生物处理方法工业废气的生物处理方法更新时间：2010-06-3014:34来源：天津城市建设学院学报作者:苑宏英，郭静摘要摘要:生物法处理工业废气是一种经济有效的方法。生物滤池和生物滴滤池是两种最常用的生物处理系统，适于处理多种挥发性有机物(VOCs)和许多工业废气中的无机蒸气物质。介绍了生物滤池和生物滴滤池处理废气系统的特点、原理和应用实例。关键词关键词:生物法，生物滤池，生物滴滤池，挥发性有机物(VOCs)随着公众环保意识的不断提高和执行环保排放标准愈来愈严格，有害空气污染物质(HAPs)和工厂臭气造成的环境污染问题越来越受到人们的重视。处理废气有多种方法，其中生物法是一种有效的、费用较低的、没有二次污染的方法。笔者对生物法和其他的处理废气方法进行对比，重点介绍生物滤池和生物滴滤池处理废气系统的特点、原理和应用实例。1工业废气的物理化学处理方法工业废气的物理化学处理方法污染物质可以通过热处理、活性炭吸附或化学洗涤从工业废气中去除。热处理包括直接燃烧和催化氧化。当有机污染物质的浓度高时，热处理的方法是有效的。然而，当有机物的浓度低时，热处理的费用将很高，原因是需要的燃料较多；活性炭吸附中，有机污染化合物被吸附到炭表面，从而产生清洁空气。每单位质量的炭的吸附数量同空气中污染物质的浓度有关，浓度低时吸附率低。因此，当污染物的浓度降低时，吸附每单位质量的污染物所需的炭量将变得很大；洗涤作用对于去除许多有毒气体和其它高溶解度的化合物有效，但是运行费用高。2工业废气的生物处理方法工业废气的生物处理方法工业废气的生化处理系统属于一种环保友好技术。相对于上述的处理方法，生物法更加适用于处理低浓度的有毒空气污染物质(HAPs)，且具有投资运行费用省、维护管理简单、不产生二次污染等特点。在欧洲，燃料费用较高，关于恶臭的规范也很严格，所以广泛采用生物法去除恶臭气体。生物法的实质是利用有孔的、潮湿的介质上聚集的活性微生物的生命活动，将废气中的有害物质转变为简单的无机物(如CO2和H2O)或组成自身细胞。一般认为生物法净化有机废气需经历三个步骤：①有机废气成分首先同水接触并溶于水中(即由气相扩散进入液相)；②溶解于液相中的有机成分在浓度差的推动下，进一步扩散至介质周围的生物膜(如图1所示)，进而被其中的微生物捕捉并吸收；③进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，经生物化学反应最终转化为无害的化合物(如CO2和H2O)。这一过程见图1。两种最常用的生物处理系统是生物滤池和生物滴滤池:生物滤池中，有孔的介质通过进气的湿度调节器和偶尔的喷淋而保持潮湿(如图2所示)；生物滴滤池中，水流稳定地、持续地循环穿过滤床，对处理后的空气进行持续收集(见图3)。2.1生物滤池系统生物滤池系统生物滤池的最初形式是通过挖掘沟渠，在沟中放置空气布水系统，再用渗透性土壤填埋沟渠建成的。但是土粒之间的小孔尺寸会带来堵塞问题，只有少量的这样的系统存在着。现在大多数的生物滤池用木片或肥料填充。如图2所示，废气通过配水系统进入滤池底部，然后穿过有孔的嵌在砾石中的塑料管排出。放置在砾石层上的填料通常为一层，大约为1m厚，如果再厚的话，将要使填料受到压挤而变形。采用喷淋系统来保持填料潮湿，当下雨和喷淋量大的时候，用排放系统来排出多余的水。这种生物滤池在运行之前，要求对填料进行筛滤来控制孔隙尺寸，这样可以保证填料具有较大的孔隙并减少水头损失。用肥料做填料时，填料上活性环境使多种的微生物立即开始起作用，降解的过程中填料提供营养物质。较低的水头损失和理想的活性环境意味着生物滤池可以做得小一些。然而，肥料做填料也有缺陷。当肥料软化时容易产生水平和垂直压缩作用。水平压缩使滤床内部产生裂缝，也有可能使滤床离开容器壁；而垂直压缩使填料孔隙堵塞，从而增大了水头损失。当废气经过填料到达裂缝和开口处，处理过程就失败了。如果增湿和喷淋系统运行不好，由于干化作用也可能使填料发生收缩。此外，干肥料通常是疏水性的，这将使填料再次湿化很困难。为了解决肥料软化时的问题，人们开始采用混合无机填料。Monsanto使用获得专利的聚苯乙烯水珠和有机材料作为填料。①也有人采用火山岩、砾石等具有较大孔隙的材料作为填料，还有些生物滤池用大孔的聚氨酯泡沫塑料做填料。用均一的无机填料不仅可以解决填料压缩问题，而且还可以降低水头损失。无机填料提供的是无营养物或接种的环境，其所需的较低的水力负荷使干燥更加容易。采用无机混合填料的生物滤池必须小心地对其进行管理，提供适当的填料接种环境，小心地控制水的流量，营养物的添加要有规律性。总之，如果这些问题能够解决的话，无机填料可以提供最大的降解率，也可以使生物滤池做得更小。实际运行中，采用可编程的逻辑编辑器对生物滤池的运行进行监控，以便调整运行参数，反常条件