有机废气生物处理的工艺研究与应用

根据微生物在有机废气处理过程中存在的形式,可将处理方法分为生物吸收法(悬浮态)和生物过滤法(固着态)2类。生物吸收法(又称生物洗涤法)即微生物及其营养物配料存在于液体中,气体中的有机物通过与悬浮液接触后转移到液体中而被微生物所降解。生物过滤法则是微生物附着生长于固体介质(填料)上,废气通过由介质构成的固定床层(填料层)时被吸附、吸收、z终被微生物降解,被典型的有生物滤池和生物滴滤池2种形式。

1、生物吸收法

生物吸收法由一个吸收室和一个再生池构成,如图:

生物悬浮液自吸收室顶部喷淋而下,使废气中的污染物和氧转入液相,实现质量传递。吸收了废气中组分的生物悬浮液流入再生反应器中,通入空气充氧再生。被吸收的有机物通过微生物氧化作用,z终被再生池中的活性污泥悬浮液从液相中除去。生物吸收法处理有机废气,其去除效率除了与污泥的NLSS浓度、PH值、溶解氧等因素有关,还与污泥的驯化与否、营养盐的投加量及投加时间有关。时间经验表明当活性污泥浓度控制在5000~10000mg/L、气速<20m3/h时,装置的负荷及去除率均较理想。鼓泡与污水生物处理技术中的曝气相仿,废气从池底通入,与新鲜的生物悬浮液接触而被吸收。由此,许多文献中将生物吸收法分为洗涤式和曝气式2种。日本污水处理厂用含有臭气的空气作为曝气空气送入曝气槽,同时进行废水和废气的处理,取得了脱臭效率达99%的效果。

2、生物滤池

生物滤除处理有机废气的工艺流程如图:

具有一定湿度的有机废气进入生物滤池,通过0.5~1M厚的生物活性填料层,有机污染物从气相转移到生物层,进而被氧化分解。生物滤池法是z早用于处理挥发性有机污染物和除臭的生物技术。早期使用生物滤池法主要用来进行臭气治理。20世纪80年代以后,在去除易被生物降解的挥发性有机污染物处理过程中也常使用生物滤池法,适用范围越来越广泛。加压后的废气从底部进入生物滤池,滤池内有活性填料充其间,废气与附着在生物膜上的填料接触,被吸收后降解成二氧化碳和水,处理过的气体从生物滤池的顶部排出。在生物滤池处理过程中,反应器只y一个,生物相和液相不流动,该方法具有易启动运行、气液接触面积大、运行费用低的优点。

3、生物滴滤池

生物滴滤池处理有机废气的工艺流程如图:

生物滴滤池与生物滤池的z大区别是填料上方喷淋循环液,设备内除传质过程外还存在很强的生物降解作用。生物滴滤池是一种介于生物洗涤塔和生物降解在一个反应装置内同时发生。填料填充在滴滤池后不断被循环水喷洒,使其表面覆盖上一层微生物形成的生物膜。废气通过滴滤池时,微生物将其夹带的污染物降解。

与生物滤池相比,生物滴滤池的反应条件更容易控制,在处理卤代烃、含硫、含氮等通过微生物降解会产生酸性代谢产物及产能较大的污染物时,生物滴滤池较生物滤池更有效。有关实验结果表明,气速为145~156M/h、二氯甲烷浓度为0.7~1.8g/m3时,二氯甲烷的去除率为80%~95%。另外,生物滴滤池单位体积填料层微生物浓度较高,适于处理高负荷有机废气。

生物吸收法适宜于处理净化气量较小、浓度大、易溶且生物代谢速率较低的废气;对于气量大、浓度低的废气可采用生物率处理系统;而对于负荷较高以及污染物降解后会生成酸性物质的则以生物滴滤池为好,大气量、低浓度混合型的VOCs则适合采用生物过滤塔。

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