廢氣的生物處理

關(guān)于廢氣的生物處理第1頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三澳聯(lián)玻璃廠廢氣污染廣州員村藍(lán)天

第2頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三簡(jiǎn)介廢氣主要來(lái)自燃料燃燒和工廠的各種排氣；廢氣大部分為無(wú)機(jī)氣體，少部分為有機(jī)化合物；目前的廢氣處理技術(shù)主要分物化法和生物法；生物法因具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、能耗少、易操作、效果較好以及形成二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，已逐步受到人們的重視并正在成為研究的熱點(diǎn)。第3頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三

原理與微生物相內(nèi)容導(dǎo)覽

主要影響因素

工藝類型

應(yīng)用與進(jìn)展第4頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三原理與微生物相一、廢氣生物處理原理目前適合于用生物處理的廢氣主要是含有乙醇、硫醇、酚、甲酚、吲哚、脂肪酸、乙醛、酮、二氧化硫、氨和胺等污染組分的廢氣；生物法凈化廢氣過(guò)程的實(shí)質(zhì)是利用微生物的代謝作用將廢氣分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。由于這一過(guò)程在氣相中很難進(jìn)行，廢氣必須首先經(jīng)歷由氣相轉(zhuǎn)移到液相或固相表面液膜中的傳質(zhì)過(guò)程，然后污染物才能在液相或固相表面被微生物吸附降解。第5頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程表達(dá)式F=K.a.(c’-c)c’=cg/H式中：F-質(zhì)量傳遞速率，mol/m3；K-整個(gè)界面的質(zhì)量傳遞系數(shù)，m/s；a-單位體積的界面積，m2/m3；c’-與氣相平衡時(shí)液相中的濃度，mol/m3；c-液相中的濃度mol/m3；H-氣體的亨利系數(shù)。傳質(zhì)速率取決于填料表面的物理性質(zhì)、揮發(fā)性物質(zhì)及其濃度。微生物的降解是一個(gè)自然的過(guò)程，人們所進(jìn)行的技術(shù)開(kāi)發(fā)主要是強(qiáng)化傳質(zhì)和控制有利于轉(zhuǎn)化的反應(yīng)過(guò)程。第6頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三原理與微生物相二、廢氣生物處理反應(yīng)器中的微生物相同廢水的生物處理一樣，特定的待處理成分都有適宜處理的微生物群落；當(dāng)處理?yè)]發(fā)性有機(jī)污染物時(shí)，大多數(shù)生物反應(yīng)器中的微生物種類以異養(yǎng)菌細(xì)菌為主，霉菌為次，極少有酵母菌；當(dāng)廢氣中只含無(wú)機(jī)成分時(shí)，微生物是以CO2為碳源的化能自養(yǎng)型菌為主；廢氣生物處理反應(yīng)器屬開(kāi)放系統(tǒng)，微生物種群隨環(huán)境改變而變化。在某些情況下，起凈化作用的多種微生物在正常情況下均可增殖，因此，在一個(gè)裝置里有可能同時(shí)處理含多種成分的廢氣。第7頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三主要影響因素1、濕度在生物濾池中，填料/生物固體水分的最佳含量為40%~60%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；當(dāng)反應(yīng)器過(guò)濕時(shí)，水分充滿了濾料孔隙，減少了氣體的停留時(shí)間，同時(shí)也會(huì)增加阻力；當(dāng)濕度太低時(shí)，濾層會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，使微生物活性降低，填料干燥、開(kāi)裂使氣體極易短流，處理效率下降。第8頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三主要影響因素2、溫度生物反應(yīng)器的運(yùn)行溫度一般在20~40℃為宜，35℃是生物濾池好氧微生物生長(zhǎng)的最佳溫度。高溫氣體應(yīng)預(yù)先冷卻。隨溫度的升高，擴(kuò)散速率和生化反應(yīng)速率都會(huì)增加。但水溶性物質(zhì)在水相膜中的濃度降低，會(huì)影響污染物的去除。第9頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三主要影響因素3、pH生物反應(yīng)器的水相pH為6~9，但在降解一些含氯、氮、硫的化合物時(shí)，會(huì)有酸的積累，可以通過(guò)在液相中投加堿或加緩沖物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)pH，亦可通過(guò)定期沖洗和排放的方法避免酸的積累。4、其他因素污泥的MLSS濃度、溶解氧、污泥的馴化與否、營(yíng)養(yǎng)鹽的投加量及投加時(shí)間等。第10頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三工藝類型按微生物在廢氣處理過(guò)程中存在的形式不同可將處理工藝分為附著生長(zhǎng)系統(tǒng)和懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)。附著生長(zhǎng)系統(tǒng)中微生物是附著在固體介質(zhì)上，廢氣通過(guò)固定床時(shí)被吸附、吸收，最終被微生物所降解，典型的方式是生物過(guò)濾法。懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)中微生物存在于液體中，廢氣通過(guò)傳質(zhì)進(jìn)入液相中，從而被微生物降解，典型的方式是生物吸收法。同時(shí)具有兩種生長(zhǎng)系統(tǒng)特性的典型的方式是生物滴濾法。第11頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三生物過(guò)濾法廢氣在增濕后，通過(guò)反應(yīng)器的生物活性填料層，污染物從氣相轉(zhuǎn)移到生物濾料層并被附著的微生物氧化分解，廢氣得到凈化。濾池進(jìn)氣濃度受污染物是否有毒有害或可生物降解性大小影響，污染物負(fù)荷的大小各不相同。第12頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三生物吸收法生物吸收法的工藝一般由廢氣吸收段和懸浮液再生段兩部分組成，相應(yīng)的裝置為吸收設(shè)備和再生反應(yīng)器。廢氣吸收段的工藝過(guò)程為廢氣從吸收設(shè)備下部進(jìn)入，向上流動(dòng)與由吸收設(shè)備頂部噴淋而下的生物懸浮液在填料層接觸，使廢氣中的污染物和氧轉(zhuǎn)入液相并被微生物所吸收。凈化后的氣體從上部排出。吸收設(shè)備常采用噴淋塔和鼓泡塔，一般氣相阻力較大時(shí)可用噴淋法，反之則采用鼓泡法。第13頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三生物吸收法懸浮液再生段的工藝過(guò)程為吸收了廢氣污染物的生物懸浮液從再生反應(yīng)器底部流入，通入空氣充氧，污染物通過(guò)微生物的氧化作用從液相中除去，再生后的懸浮液又從吸收設(shè)備頂部噴淋，反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。再生反應(yīng)器常采用活性污泥法或生物膜法。吸收過(guò)程進(jìn)行很快，停留時(shí)間僅幾秒鐘，而再生過(guò)程較慢，停留時(shí)間為幾分鐘至十幾小時(shí)，因此工藝是在兩個(gè)獨(dú)立單元中進(jìn)行，達(dá)到各自的最佳運(yùn)行狀態(tài)。第14頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三生物滴濾法生物滴濾法工藝集生物吸收和生物氧化于一體；傳質(zhì)方向是廢氣向固液混合相傳輸，即經(jīng)歷以下步驟（1）廢氣與固相、水相接觸，溶于水，從而從氣相轉(zhuǎn)移至液相；（2）溶解在水中的污染物被微生物吸收；（3）進(jìn)入微生物的污染物，在微生物體內(nèi)代謝過(guò)程中作為能源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解為CO2、H2O和中性鹽等。第15頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三三種廢氣生物處理工藝的比較第16頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三應(yīng)用與進(jìn)展生物凈化廢氣最初用于脫臭，以后逐步用于化工廠排氣及其他污染物的凈化；生物過(guò)濾法大多用于氣態(tài)無(wú)機(jī)污染物和揮發(fā)性或氣態(tài)有機(jī)污染物；生物吸收法大多用于有機(jī)廢氣的處理和在液相中溶解度較大的廢氣如目前已廣泛用于屠宰場(chǎng)、食品加工廠、禽畜飼養(yǎng)場(chǎng)、堆肥場(chǎng)、污水處理廠及一些化工廠的廢氣脫臭處理，大多數(shù)可達(dá)到99%的脫臭效果。第17頁(yè)，講稿共19頁(yè)，2023年5月2日，星期三應(yīng)用與進(jìn)展在德國(guó)、日本及荷蘭等國(guó)，運(yùn)用生物法脫臭及處理有機(jī)廢氣已經(jīng)有了許多成功的范例。我國(guó)在廢氣生物處理方面還處于起步階段，并且大多研究處理有機(jī)廢氣，在無(wú)機(jī)大