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挥发性有机废气生物处理技术研究进展

北极星环保网来源:环境工程 刘超等2019/7/31 10:37:07我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:有机废气 VOCs废气 VOCs处理技术

北极星环保网讯:随着现代工业的快速发展,带来的挥发性有机废气(VOCs)排放到大气中,逐渐增加的VOCs已成为当今关注的重要环境问题之一。生物净化VOCs具有易操作、维护方便、净化效率高、运行费用低、安全性高、无二次污染等优点而备受世界各国的广泛关注。

VOCs废气生物处理技术原理是将有机污染物在微生物作用下转换为无害或者低害的物质,而微生物则起到了至关重要的作用。综述了生物滤池、生物滴滤、生物洗涤3种净化工艺的原理和研究进展,将3种反应器优缺点进行了对比;最后论述了该技术当前存在问题及发展趋势。

随着国内各领域经济的发展,许多工业制造的废气、有害场所、地下水治理设施等[1-3]均含有挥发性有机化合物(VOCs),可引起光化学烟雾,破坏生态环境,并且具有致癌性,严重威胁着人们的健康。

由于生物工程领域的进步,相应的技术也逐步应用于环保领域。20世纪70年代各国竞相开始研究生物法处理挥发性有机废气,主要研究净化设备及优化条件,优势菌群的驯化与培养,代谢原理及降解过程,动力学模型分析等。

相比于传统方法,生物法处理低浓度有机废气具有易操作、维护方便、净化效率高、运行费用低、安全性高、二次污染小等优点[4-6]。本研究针对VOCs处理技术的3种生物净化工艺原理及研究进展进行了较详细的探讨,并提出该领域存在的问题及发展趋势。

1生物法处理VOCs废气的基本理论

生物法处理VOCs废气机理前人已做许多研究,世界较为流行的是荷兰学者[7]提出的“吸收-生物膜”理论:VOCs废气经水吸收,在溶入浓度梯度的作用下扩散至生物膜上,进而与微生物接触被降解吸收,将污染物经代谢分解成简单小分子物质、CO2和H2O。

之后孙珮石等人[8]在前人基础上进行完善,针对低浓度VOCs废气的处理提出新型“吸附-生物膜”理论,强调污染物经扩散被直接吸附在生物膜表面,而与微生物接触被降解吸收,污染物作为能源和营养物质被微生物分解,最终转化为简单小分子物质、CO2和H2O。其核心重在吸附降解过程,完善修正了国外的理论,诠释了国外学者对液膜存在与否的质疑[9]。

2VOCs废气的生物法处理技术生物法处理油烟废气主要是将废气由气态转移到液态或固态表面的液膜上,利用微生物的新陈代谢作用对其进行降解转变为无害的无机物(CO2、H2O)、有机小分子以及自身细胞组成物质,进而使油烟废气得以净化,其过程如图1所示。

QQ截图20190731103336.jpg

图1微生物降解废气过程

与传统的物理化学废气处理技术比较,生物法净化技术具有操作简单、易维护、投资运行费用低、安全性好、处理效率高、无二次污染等特点,特别在净化低浓度、生物可降解性好的废气中更为突出。目前用于废气生物净化的主要工艺设备有:生物滤池、生物滴滤塔和生物洗涤器装置等。其设备性能如表1所示。

表1油烟废气生物净化装置的性能

QQ截图20190731103347.jpg

2.1生物滤池

生物滤池处理废气是通过过滤器去除废气中的颗粒物,再经调湿调温后进入填充的具有吸附性滤料的生物滤池中,通过生物填料层时,废气污染物和氧气从气相扩散至载体外层的水膜,有机物被微生物作为碳源、能量[10],氧化分解为无害简单的有机物、H2O和CO2等[11]。

挥发性有机物污染控制工程.jpg

延伸阅读:

VOCs有机废气处理9大工艺、适用范围、成本控制

有机废气吸附设计与计算及活性炭再生计算

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