生物膜法处理有机废气探究.doc

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1、生物膜法处理有机废气探究【摘要】有机废气的危害已为当今共识，治理有机废气污染也成为目前环保工作的重点之一。本文阐述了有机废气处理技术的发展概况，分析了生物膜法处理有机废气的优势和应用前景，剖析了其工作机理和两种工艺型式的特点，并对影响其设计和工艺的主要参数进行了探讨。【关键词】生物膜法；有机废气；处理有机废气是石油化工、橡胶、塑料、涂料、印刷、制药、电缆等众多行业生产加工过程中所产生的废气。有机废气的组成随行业不同有很大的变化，通常含有坯类、醛类、醇类、酸类、酮类、胺类等，此外还有含氮、硫、磷及卤素的有机化合物。有

2、机废气中多含有毒性污染物质，很大一部分是挥发性有机物（VOCs）,具有恶臭和对人体健康有害，一些成分如苯并龙、多环芳烧等能直接致癌［1］。治理有机废气已受到许多国家的重视并将其列入环保法规，联合国也早在1991年通过了《有关VOCs跨国大气污染议定书》。我国也在最近颁布的一些国家标准中对VOCs排放或含量作出了限制,如GB21902-2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》、GB24409-2009《汽车涂料中有害物质限量》等。可见，治理有机废气已成为继治理粉尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物之后又一项环保治理

3、工作的重点，研究有机废气的治理技术有迫切的现实需求。1.有机废气处理技术发展概况目前，有机废气的处理技术大致发展为两类：分解消除和浓缩回收。分解消除是利用光、电、热、等离子以及微生物等作用将有机物转化为二氧化碳和水。浓缩回收则是采用吸收、吸附、冷凝及膜分离等方式将有机物浓缩回收后再利用。分解消除主要处理没有回收利用价值的有机废气，其技术包括直接燃烧法、催化燃烧法、电晕法、等离子法和生物法等。浓缩回收用于处理浓度较高且有回收利用价值的有机废气，其技术有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法等。处理没有回收价值的有机废气，如

4、恶臭气体，采用催化燃烧法虽然净化比较彻底，但成本比较高，同时也存在二次污染的问题；电晕法、等离子法等技术有比较好的应用前景,但是实用方面还有一些距离；生物法节能、运行费用低、很少形成二次污染，处理低浓度有机废气（〈3g/m-3）效果较好，在欧美、日本等国已投入工业化运营。我国应用生物法处理有机废气虽然起步较晚，但前景广阔，因为在低浓度工业有机废气治理方面缺乏既经济又有实效的措施，生物法可以发挥十分重要的作用［2］。生物法主要包括生物过滤法、生物洗涤法和生物滴滤法三种型式，其中生物过滤法与生物滴滤法主要通过填料表生物

5、膜中的微生物净化有机废气，所以这两种方法被合称为生物膜法［3］。1.生物膜法处理有机废气的机理和工艺型式特点2.1处理机理生物膜法处理有机废气的机理最早是荷兰人Ottengraf提出的吸收-生物膜理论，该理论将有机废气的处理过程分成3个步骤：⑴有机废气中的污染物通过扩散由气膜进入液膜；⑵溶解于液膜中的有机物利用浓度差扩散到生物膜，并被微生物捕获和吸收；⑶微生物通过代谢作用将有机污染物分解并转化为无害的二氧化碳和水。后来孙珮石等人注意到一些不溶于水或微溶于水的有机物，如甲苯等很难用液膜扩散的方法进行解释，故对该理论进

6、行了改进，提出了吸附-生物膜理论，并根据处理低浓度甲苯废气的试验建立了动力学模式［4］。吸附-生物膜理论要点是：⑴有机废气中的污染物通过扩散到达气膜后吸附到润湿的生物膜表面；⑵有机物被微生物捕获和吸收；⑶微生物将有机污染物分解并最终转化为二氧化碳和水。2.2主要工艺型式生物膜法的两种工艺型式各有所长和不足，其特点见表lo表1生物膜法主要工艺型式特点工艺型式应用范围［5］适用废气条件优势劣势生物过滤法进气浓度＜lg/m-3；亨利常数〈10。气量大、浓度低。操作简便，能耗低，投资运行费省，缓冲能力强,去除效率高。占地面

7、积大，过程无法控制，填料易堵塞。生物滴滤法进气浓度＜0.5g/m-3；亨利常数〈1。气量大、浓度低、有机负荷高、降解过程产酸。操作简单，投资运行费用低，不易堵塞，使用寿命长，可以调节pH值，可添加营养物。不易控制过程，对气量波动敏感，过滤床使用时间有限，不能使用过多生物量。1.生物过滤法。工艺流程是：有机废气f增湿器f生物滤池f净化气体排放。主要设备是增湿器和生物滤池，有机废气在增湿器中润湿，然后进入生物滤池。生物滤池里有附着生物膜的填料层，液相基本上是静止的或以微速流动，可根据需要补充水分、养分或调整pH值，但必

8、须保证气体连贯通过滤池。填料可以是堆肥、土壤、塑料滤料、陶瓷滤料、粒状活性炭、泥炭等，填料厚度一般lm左右,积由所设计的处理效果和气体流量决定。2•生物滴滤法。气相流程是：有机废气一生物滴滤塔一净化气体排放；液相流程是：循环液f生物滴滤塔f循环液贮槽一生物滴滤塔（循环）。生物滴滤塔的结构与生物滤池类似，不同的是循环液由上方喷淋而下，流过里面的填料层。有机废气