9工業(yè)廢氣生物處理系統(tǒng)的設計與應用.ppt

1、第九章 工業(yè)廢氣生物處理系統(tǒng)的設計與應用,第一節(jié) 概述,大氣污染源：主要有生活污染源、工業(yè)及農業(yè) 污染源、交通污染源。 大氣污染物：主要有顆粒污染物（漂塵、懸浮 物等）、氣態(tài)污染物（氮氧化合 物、碳氧化合物、SO2、碳氫化合物等）。 顆粒污染物的凈化技術：利用高效除塵器除塵。,氣態(tài)污染物的凈化技術： 常用的凈化方法有： 吸收法利用吸收劑 吸附法利用吸附劑 催化轉化法利用催化劑 燃燒法利用廢氣的可燃性 生物凈化法利用生物過濾、生物吸收、生物 洗滌 達標后的煙氣通過高煙囪技術排放，向更高、 更遠的地方擴散稀釋。,一、除塵技術1、旋風除塵,旋風除塵器是一種裝置，以其離心力從氣體中分離粉塵微粒。,2、

2、濕法除塵,濕法除塵器中，塵粒被分散開的液體從氣流中分離出來。 不同濕法除塵器設計的主要區(qū)別在于使液體分散為不同形式的機構,3、靜電除塵,由于靜電力作用，使在正負極之間電場中帶電荷的粉塵微粒驅向收集電極，使粉塵微粒從氣流中分離出來。 通過借助機械振打系統(tǒng)或者噴射到電極上的液體來清除。,二、常用凈化方法,1、吸收法 吸收是氣體被溶解于液體的過程。 在很多情況下，吸收是從混合氣體中有選擇的清除某種成分的過程。 在空氣污染控制領域里，吸收已成為減少氣態(tài)污染物的重要處理方法之一，在工業(yè)上得到廣泛應用。,2、吸附法 物理吸附和化學吸附,3、催化反應器,工業(yè)催化劑按其存在狀態(tài)可分為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三類。 固

3、體催化劑應用最廣泛，通常由主活性物質、助催化劑和載體組成。,三、生物凈化,1、原理 利用微生物以廢氣中的有機成分作為其生命活動的能源或其他養(yǎng)分，經(jīng)代謝降解，轉化為簡單的無機物及細胞組成物質。,只有當轉化是在水溶液中發(fā)生時，才具有重要的工業(yè)意義。 由此必須把污染物和氧輸入水中，因此，廢氣的生物處理包括以下兩個步驟： 將有機污染物由氣相遷移到液相； 廢水的微生物處理。,傳遞過程 有機物同水接觸并溶解于水中； 在濃度差的推動作用下擴散到生物膜，被微生物捕獲&吸收； 微生物利用有機物,用通常的吸收和吸附方法進行廢氣的非生物處理已被證明是一個非常復雜的過程，特別是由于其中的液體和固體需要再生。 這種再生

4、過程可以由微生物來實現(xiàn)，所以，廢氣的生物處理不需要常用方法那樣的復雜設備，費用也低。,2、用于生物降解的微生物 兩大類：自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌。 自養(yǎng)菌特別適用于無機物的轉化。 但是，由于能量轉換過程緩慢，這些細菌生長的速度非常慢，因此，工業(yè)應用有一定的困難。 異養(yǎng)菌很適宜于有機物的轉化。,第二節(jié) 生物處理,根據(jù)微生物在工業(yè)廢氣生物處理過程中存在的形式，可將其處理方法分為生物洗滌法（懸浮態(tài)）和生物過濾法（固著態(tài)）兩類。,一、生物洗滌法（生物吸收法） 微生物及其營養(yǎng)物配料存在于液體中，氣體中的有機物通過與懸浮液接觸后轉移到液體中而被微生物降解。,氣體和水反向流過吸收器。 污染氣體被水吸收，凈化了的氣體由

5、反應器頂端排出； 水由底部流出，送到生物反應器再生。,吸收是一個物理過程； 通常這個過程較快，水的停留時間大約僅有幾秒鐘。 水的再生是一個生物過程； 通常較慢，停留時間從幾分鐘至十幾個小時。 由于吸收和再生所需要的時間不同，水的再生就需要用專門的生物反應器；如果時間相等的話，則可免掉生物反應器。,影響去除率的因素 與污泥濃度、pH、溶解氧、污泥馴化與否、營養(yǎng)鹽的投加量和投加時間有關。,當液相阻力較大時，則采用鼓泡法。 與水處理中的曝氣相似，廢氣從池底通入，與新鮮的生物懸浮液接觸而被吸收。 由此，許多文獻將生物吸收法分為洗滌式和曝氣式兩種。,動物脂肪加工廠廢氣的生物處理： 生物反應器是一個兩級工

6、作的填充塔。 第一級，氣體與弱酸性吸收劑接觸，除去弱堿性和中性有機物及氨； 第二級中，氣體與弱堿性吸收劑接觸，除去其他污染物。 吸收劑就是懸浮著細菌的水。,二、生物過濾法 在生物濾池中，廢氣的降解是用附著在固體過濾材料表面的微生物來完成的。 當滿足以下三個條件時，即可使用生物濾池： 污染物必須被遷移到過濾材料并被它吸附； 所吸附的污染物必須是可以被微生物轉化的；, 代謝產(chǎn)物不妨礙主要的轉化過程。,生物濾池具體由濾料床層（生物活性填充物）、砂礫層和多孔布氣管等組成。 多孔布氣管安裝在砂礫層中，在池底有排水管排出多余的積水。 按照所用固體濾料的不同，生物濾池分為土壤濾池、堆肥濾池及生物過濾箱。,1

7、、土壤濾池,構造： 氣體分配層下層由粗石子、細石子或輕質陶粒骨料組成，上部由黃砂或細粒骨料組成，土壤濾層可按黏土、含有機質沃土、細沙土和粗砂按一定比例混配。,特點： 土壤對廢氣中無機氣體（SO2、NOX、H2S等）有較強的截留和表面催化氧化能力，其產(chǎn)物會使土壤床酸化，因此，可投加石灰中和。 優(yōu)點： 投資少； 無二次污染； 抗沖擊能力強。 缺點：占地面積大。,2、堆肥濾池 將堆肥（如畜糞、城市垃圾、污水處理廠的污泥等有機廢棄物）經(jīng)好氧發(fā)酵、熱處理后，蓋在廢氣發(fā)生源上，使污染物分解而達到凈化的目的。 結構：與土壤床相似。,特點： 與土壤床相比： 處理相同量廢氣時，占地面積少； 不能用灰處理，否則會

8、變成致密床層； 去除率高，反應時間短（土壤床1/41/2，約20s），適用于廢氣量大的場合； 有結塊趨勢，需周期性攪動； 有使用年限。 工藝成熟，在歐洲已有500多座投入實際應用中。,3、微生物過濾箱 封閉式裝置，由箱體、生物活性床層、噴水器等組成。 微生物一部分附著于載體表面，一部分懸浮于床層水體中。,4、生物滴濾池 與生物濾池相似。 區(qū)別： 使用填料不同。 填料間空隙很大。 在填料上方噴淋循環(huán)液。,5、生物濾池的性能參數(shù)及其影響因素 （1）性能參數(shù),（2）影響反應器性能的因素 填料選擇 不僅是生物膜的支撐體，而且還能對微生物胞外酶和廢氣中的有機物進行吸附富集。 理想的填料應具有以下性質：

9、A、最佳微生物生長環(huán)境營養(yǎng)物、濕度、pH和碳源的供應不受限制； B、較大的比表面積接觸面積、吸附容量、單位體積的反應點更多； C、一定的結構強度； D、高水分持留能力供微生物生長； E、高孔隙率使氣體有較長的停留時間； F、較低的密度減小填料壓實的可能性。, 濕度 低了微生物失活； 高了氣體通過慮床的阻力增高； 空氣與水間的界面減少引起供 氧不足，形成厭氧區(qū)域； 通常：4060%, 溫度 無論自養(yǎng)微生物還是異養(yǎng)微生物，都是中文菌和高溫菌占優(yōu)勢。 通常：2535 溫度提高會降低揮發(fā)性有機物在水中的溶解和在填料上的吸附，從而影響去除。, pH 最佳值：78 當因 H2S和含硫有機物H2SO4； NH3和含氮有機物HNO3； 氯代有機物HCl； 高有機負荷有機酸； 添加石灰、石灰石和貝殼等來增加緩沖能力。,6、應用 去除空氣中的異味、揮發(fā)性物質和有害