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废气生物净化的原理_废气生物净化工艺有哪些?

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废气生物净化的基本原理是什么?

生物净化技术是近年来发展起来的一种高新废气净化技术。生物净化法是利用驯化后的微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解,将其分解成H2O和CO2,从而有效地去除工业废气中的污染物质。生物法处理气态污染物的基本原理是将过滤器中的多孔填料表明覆盖生物膜,废气流经填料床时,通过扩散过程,将污染成分传递到生物膜,并与膜内的微生物相接触而发生生物化学反应,使废气中的污染物得到降解。其过程一般可分为:污染物由气相到液相的传质过程;通过扩散和对流,污染物从液膜表明扩散到生物膜中;微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产物或者二氧化碳和水。

对气态污染物进行讲解的微生物分为自养型和异养型类。自养型可在无有机碳和氮的条件下靠硫化氢、硫化铁离子及氨的氧化物获得能量。其生存所必需的碳由二氧化碳通过卡尔文循环提供。自养菌适用于进行无机物转化,但由于新陈代谢活动缓慢,其生物负荷不ke能太大,应用上有一定困难,但在浓度不太高的脱臭场合仍有一定的利用价值。异养菌是通过有机物的氧化来获得营养物和能量,适于进行有机物的转化,在适当温度、酸碱度和有氧条件下,此类微生物能较快地完成污染物降解。

生物法特别适合于处理气量大于17000m3/h、浓度小于0.1%的气体。其特点是操作条件已于满足,常温、常压,操作简单,低投资,高效率,有较强的抗冲击能力。控制适当的负荷和气液接触条件就可使净化率一般达到90%以上,尤其在处理低浓度(几千mg/m3以下)、生物降解性好的气态污染物时更显其经济性,不产生二次污染,可氧化分解含硫、氮的恶臭物和苯酚、氰等有害物。但是生物法仍存在某些缺点:氧化分解速度较低,生物过滤占用空间大,难控制过滤的PH值,对难氧化的恶臭气体净化效果不明显。

废气生物净化工艺

废气净化生物过滤

在生物过滤过程中,VOCs废气流经过加压预湿后,进入过滤塔与滤料层表面的生物膜接触,VOCs从气相转移到生物膜中被膜内的微生物迅速降解和利用,转化为自身生物质、水、CO2和其他小分子物质。生物过滤法适用于种类广泛的VOCs废气处理,如短链烃类、单环芳烃、氯代烃、醇、醛、酮、羧酸以及含硫、氮的有机物,其典型的应用ling域包括印刷、喷涂行业、污水处理和畜禽养殖业等。该方法特点是操作简单,运行费用低、适用范围广,不产生二次污染,但反应条件不易控制,易堵塞、气体短流、沟流,占地多,且对进气负荷变化适应慢。

废气净化生物滴滤

生物滴滤是生物过滤工艺的改进,其床层填料多为惰性物质,与生物过滤相比,降低了气体通过床层的阻力,由于连续流动的液体通过填充层,使得反应条件(如pH、营养物浓度)易于控制,单位体积填料的生物量高,更适合净化负荷较高的废气,同时克服了生物过滤不利于处理产酸废气的特点,可有效去除经生物降解产生酸性代谢产物的VOCs废气。据报道,生物滴滤反应器处理的VOCs主要有烷烃、烯烃、醇、酮、酯、单环芳烃、卤代烃等。但生物滴滤反应器由于连续流动液相的存在,使得亨利系数较大的污染物不容易被去除。

废气净化生物洗涤

生物洗涤器又叫生物洗涤池,由传质洗涤器和生物降解反应器组成。废气x进入洗涤器,与惰性填料上的微生物及由生化反应器过来的泥水混合物进行传质吸附、吸收,部分有机物在此被降解,液相中的大部分有机物进入生化反应器,通过悬浮污泥的代谢作用被降解掉,生化反应器出水进入二沉池进行泥水分离,上清液排出,污泥回流。生物洗涤法也叫生物吸收法,在运行过程中废气不需要增湿,由于系统由2个独立的反应单元组成,易于控制反应条件,压力损失低,但其传质表面积低,废气必须溶于液相,需大量供氧才能维持高降解率,而且存在剩余污泥,运行费用也较高。

废气净化膜生物反应器

膜生物反应器是一种新型废气生物处理工艺,在中空纤维膜生物反应器中,纤维膜外表面生长一层薄薄的生物膜,悬浮液在纤维膜外表面循环,直接与生物膜接触。废气从生物反应器进气口分散进入各根纤维膜膜腔,依靠浓度梯度气体分子通过膜壁传质z外层的活性生物膜后得以降解。其气流和液流分别在纤维膜的两侧,在液相面的纤维膜上形成生物膜,其比表面积大、生物量高,可清除过量的生物量以防堵塞,可向流动的液相添加pH缓冲剂、营养物质、共代谢物及其他促进剂,也可排除有毒或抑制性的产物,保持较高的微生物活性。国外已有一些采用膜生物反应器处理甲苯和BTEX(苯、乙苯、二甲苯和甲苯)的报道,虽然这些研究都取得了较好的效果,但生物膜反应器的构建和运行成本高,使其在处理VOCs废气的实际应用中受到了限制。


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