生物膜法处理有机废气.docx

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1、生物膜法处理有机废气摘要：有机废气的危害已成为当今的共识，治理有机废气污染是环保工作的重点之一。本文主要介绍了有机废气的来源和危害，阐述了生物膜法处理有机废气的原理、优势与不足，讨论了其发展趋势及研究现状。关键词：生物膜法；有机废气；处理1、前言。有机废气主要来源于石油、化工行业生产过程中所排放的废气，其特点是数量较大，有机物含量波动性大，具有可燃性，有一定的毒性，有些还会有恶臭，氟氯烃的排放还会引起臭氧层的破坏。石油化工生产过程和储备设备，印刷及其他与石油化工有关的行业，使用有机溶剂的场合，以石油产品为燃料的各种交通工具都是有机废气的源头【1】。有机废气的主要

2、构成成分是甲醛、本甲苯二甲苯等苯系物、丙酮、丁酮、乙酸、乙酯、油污、树脂、苯乙烯、添加剂、糠醛、漆雾及一些含有碳氢氧的有机气体。多数有机废气通常具有易燃性、爆炸性、有毒性、不溶于水但能溶于有机溶剂、处理较困难等特点。有机废气伤害植物的叶片组织，破坏臭氧层，对人体的危害更是体现在很多方面，不同行业有机废气的毒性也是不同的。苯是剧毒溶剂，即使吸入少量也会对人体造成长期的损害，能在骨髓和神经系统内蓄积，是造血组织和神经系统受到损害，造成神经系统障碍，使血液中白血球、血小板数量减少，长期接触可引起白血病。多环芳烃有机物、有机氮化合物有强烈的致癌作用。苯酸类有机物能使细胞

3、的蛋白质发生变形或者凝固，使全身中毒。腈类有机物可以引起呼吸困难，严重时会导致窒息、意识丧失直至死亡。乙二醇醚类溶剂在人体内经代谢后可以形成剧毒物，对人体的血液循环和神经系统造成永久性的损害，长期接触可致癌，对女性的生殖系统也会有影响，严重的可导致不孕不育。有机磷化合物能降低血液中胆碱酯酶的活性，造成神经系统障碍。有机硫化合物中，低浓度硫醇可引起身体不适，高浓度时可致人死亡。甲苯二异氰酸酯具有低的蒸汽压，对人体眼角膜有强烈的刺激作用，造成眼部红肿。蒸汽进入人体后，会损害人体肝、肾功能，长期接触高浓度的甲苯二异氰酸酯蒸汽会致癌。有机废气的治理方法主要有两类：一类是

4、回收法，回收法是通过物理方法，在一定的温度和压力下，用选择性吸附剂和选择性渗透膜等的方法来分离挥发性有机化合物，主要有活性炭吸附法、冷凝法、变压吸附法和生物膜法等。另一类是消除法，通过化学或生物反应，利用光、热、催化剂及微生物等，将有机物转化成二氧化碳和水，主要包括光分解法、热氧化法、催化燃烧、生物氧化、电晕法、等离子体分解法等【2】。2、生物膜法处理有机废气2.1生物膜法处理有机废气的机理生物膜法处理有机废气的机理最早是由荷兰人Ottengraf提出的，该生物膜理论将生物化学法净化处理有机废气的过程分成三个步骤：（1）有机废气中的污染物首先与水接触并溶解于水中

5、，即通过扩散由气膜进入液膜；（2）溶解于液膜中的有机污染物成分利用浓度差扩散到生物膜，并被其中的微生物捕获和吸收；（3）进入到微生物体内的有机污染物，在微生物自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，并经生物化学反应最终转化成无害的二氧化碳和水。后来，孙珮石等人注意到有些不溶于水或者微溶于水的有机物，很难利用液膜扩散的方法来解释，因此对该理论进行改进，并提出了吸附-生物膜理论，并依据处理低浓度甲苯废气的实验建立了动力学模型【3】。该理论的要点是：（1）有机废气中的污染物通过扩散作用到达气膜，然后吸附到湿润的生物膜表面；（2）有机物被微生物捕获并吸收；（3）有机污

6、染物在微生物的分解下最终转化成二氧化碳和水。2.2生物膜法处理有机废气的优点（1）生物相多样化，既有好氧菌又有厌氧菌；（2）生物膜的含水率较低，单位体积内的生物量较大，因此生物膜反应器的处理能力较大；（3）工艺过程较稳定，能耗少，去除效率较高。2.3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

7、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[4

8、]。生物法主要包括生物过