行業(yè)動(dòng)態(tài)

生物法處理技術(shù)篇——VOCs和惡臭廢氣污染控制裝備產(chǎn)品應(yīng)用（四）

發(fā)布時(shí)間：2023-06-19人氣：124

VOCs種類繁多，成分復(fù)雜，不同行業(yè)的VOCs氣體特征如流量、濃度具有較大差異。有研究表明，化學(xué)制品、醫(yī)藥制造、交通設(shè)備制造、印刷、電子及電信設(shè)備制造是產(chǎn)生VOCs氣體最多的前5個(gè)行業(yè)，分別占調(diào)研總案例的26%、13%、12%、8%和5%。大多數(shù)行業(yè)VOCs點(diǎn)源產(chǎn)生的VOCs濃度在10²-10⁴mg/m³范圍內(nèi)。濃度較高的行業(yè)如石油加工、化工醫(yī)藥制造等，這些行業(yè)產(chǎn)生的濃度大多高于10³mg/m³；濃度較低的如皮革、毛皮、羽絨制品等，其濃度一般低于500mg/m³。不同濃度的VOCs處理技術(shù)有較大差異，因此，掌握各行業(yè)產(chǎn)生的VOCs氣體濃度分布特征對發(fā)展VOCs治理技術(shù)具有十分重要的意義。

為滿足廣大業(yè)主單位和環(huán)保行業(yè)同仁對VOCs和惡臭廢氣污染控制裝備產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀等方面有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)需求和行業(yè)普及，經(jīng)征求專家同意，《VOCs前沿》據(jù)有關(guān)研究成果，通過本號(hào)平臺(tái)開展知識(shí)科普傳播（本篇已開啟“快捷轉(zhuǎn)載”，所有帳號(hào)均可轉(zhuǎn)載此圖文），擬分兩大版塊（逐章節(jié)）進(jìn)行專題分享：

一、基于單項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備與產(chǎn)品（吸附、催化燃燒、熱力燃燒、生物法處理技術(shù)、紫外光氧化/光催化、冷凝回收、化學(xué)吸收、膜分離技術(shù)；下列打?為已發(fā)布篇幅，點(diǎn)擊下方標(biāo)題可查閱）；

二、基于不同設(shè)備產(chǎn)品的組合工藝（沸石吸附+氧化工藝、低溫等離子體+吸收、選擇性吸收分離+吸附回收、水洗+除霧+光催化氧化、光催化氧化+等離子、VOCs膜組合工藝、泄漏檢測與修復(fù)）。

VOCs前沿VOCs減排大氣前沿?深耕大氣污染防治領(lǐng)域內(nèi)容。本號(hào)獲中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)VOCs污染防治專業(yè)委員會(huì)（www.acef-vocs.com.cn）等權(quán)威機(jī)構(gòu)的鼎力支持！【特此聲明：本號(hào)發(fā)布的內(nèi)容及觀點(diǎn)不代表任何機(jī)構(gòu)立場】198篇原創(chuàng)內(nèi)容公眾號(hào)

生物法處理技術(shù)

基于單項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備與產(chǎn)品

概述

VOCs和臭氣等廢氣的生物處理過程，實(shí)質(zhì)是附著在載體介質(zhì)上的微生物，在適宜的環(huán)境條件下，利用廢氣中的污染物作為碳源或能源，維持其生命活動(dòng)，并在特定生物酶的作用下將污染物轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O等無害物質(zhì)的過程。

技術(shù)原理：廢氣中的污染物在濕潤的條件下或是直接與水接觸后，被吸附或是溶解于水中，由氣膜轉(zhuǎn)移進(jìn)入液膜；溶解于液膜中的污染物成分在濃度差的作用下被推動(dòng)進(jìn)入或是被吸收擴(kuò)散進(jìn)入生物膜，最后被生物膜中的微生物捕獲，成為其生長代謝的基礎(chǔ)物質(zhì)。

目前在VOCs處理和臭氣凈化方面的處理方式可分為三種生物洗滌法、生物過濾法和生物滴濾法，三種方法的比較如表6。

表6 三種生物處理法的比較

處理方法	原理	適用范圍	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
生物洗滌法	微生物及其補(bǔ)充營養(yǎng)元素存在于液體中，氣體中的污染物通過與懸浮液接觸后轉(zhuǎn)移到液體中而被微生物降解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。一般懸浮泥漿采用活性污泥，效率取決于生物懸浮液的活性強(qiáng)度和再生能力	范圍廣泛	可處理多種氣體，操作條件易于控制	設(shè)備成本高，操作復(fù)雜，活性污泥再生時(shí)間較長
生物過濾法	微生物附著生長于固體介質(zhì)（填料）上，廢氣通過由介質(zhì)構(gòu)成的固定床層（填料層）被吸附、吸收，后被微生物降解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。一般填料層采用具有吸附性和生物活性的填料，如土壤、堆肥、木屑等，具有吸附污染物質(zhì)和向微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)的作用	通常用于臭氣去除，適用于親水性和易降解物質(zhì)	運(yùn)行費(fèi)用低	占地面積大，填料需定期更換，過程不易控制，對疏水性和難降解物質(zhì)處理能力低
生物滴濾法	原理同生物過濾相似，區(qū)別在于所使用的填料多為竹炭、塑料、陶粒等惰性材料，補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)的提供需額外噴淋營養(yǎng)液。	適用范圍廣泛，可針對待處理廢氣利用特定微生物菌種	裝置內(nèi)生物數(shù)量大，抗沖擊性強(qiáng)于生物過濾法，惰性填料可長期使用，造成的壓力損失小，操作條件容易控制	需經(jīng)常添加營養(yǎng)物質(zhì)，操作較復(fù)雜

生物洗滌器一般由一個(gè)裝有惰性填料的傳質(zhì)洗滌器和生物降解反應(yīng)器組成，出水需要設(shè)置沉淀池。廢氣首先進(jìn)入洗滌器與生化反應(yīng)器過來的泥水混合物進(jìn)行傳質(zhì)吸附、吸收，部分容易降解的污染物在此即被微生物降解，大部分污染物進(jìn)入生化反應(yīng)器，被活性污泥的代謝作降解，生化反應(yīng)器出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，上清液排出，污泥回流。洗滌器主要是物理溶解過程，生物反應(yīng)器中一般采用好氧處理。該工藝有很多優(yōu)點(diǎn)，如反應(yīng)條件容易控制，壓降低，填料不易堵塞等;而缺點(diǎn)在于:設(shè)備多，需外加營養(yǎng)物，成本較高，填料比表面積小，對液相中菌體生長活動(dòng)的控制比較困難，限制難溶氣體的處理效率等。

生物過濾除臭設(shè)備采用一體化的集裝箱式，結(jié)構(gòu)如圖12所示，主要包括，箱體、風(fēng)機(jī)、加濕器和填料床等。廢氣首先通過風(fēng)機(jī)和集氣管道收集進(jìn)入組合式生物過濾設(shè)備，然后氣體緩慢地通過生物活性濾床，被附著其上的微生物處理并以擴(kuò)散氣流的形式離開。生物過濾器內(nèi)的固態(tài)介質(zhì)一般使用土壤、堆肥、木屑等。其優(yōu)點(diǎn)在于：設(shè)備少，操作簡單，成本低廉，處理效率高等；其缺點(diǎn)在于：反應(yīng)條件較難控制，占地面積較大，處理效率不夠持續(xù)穩(wěn)定、載體使用周期短等，且該工藝不適于處理較高濃度的廢氣和產(chǎn)酸廢氣。

圖12 生物過濾系統(tǒng)示意圖

生物滴濾池一般包括引氣風(fēng)機(jī)、塔體、填料和循環(huán)水系統(tǒng)等，在生物滴濾池內(nèi)充滿了惰性填料，微生物在填料表面附著生長并形成生物膜。生物膜中微生物以廢氣為碳源和能源，其它必需的營養(yǎng)物質(zhì)由循環(huán)液提供。一部分廢氣通過微生物的分解代謝被轉(zhuǎn)化為無害的水和二氧化碳，并為微生物提供能量；另一部分有機(jī)污染物通過合成代謝被轉(zhuǎn)化為微生物自身的生命物質(zhì)。有機(jī)廢氣的凈化一般經(jīng)歷傳質(zhì)和生物降解兩個(gè)過程。在生物滴濾池中，廢氣從塔底進(jìn)入反應(yīng)器后，其中的有機(jī)物質(zhì)則通過微生物的分解、代謝后轉(zhuǎn)化為小分子無機(jī)物質(zhì)，凈化后的氣體從塔頂排出。特點(diǎn)為設(shè)備少、操作簡單、壓降低、填料不易堵塞、處理效率高等。與生物過濾器相比，生物滴濾法的反應(yīng)條件更易控制，因而微生物的活性更容易保持。其不足在于:填料比表面較小，運(yùn)行成本較高，不適于處理水溶性差的化合物，此外結(jié)構(gòu)和操作均比生物過濾器復(fù)雜，同時(shí)需要注意，營養(yǎng)物添加過量還易造成菌體大量繁殖，床層堵塞、壓降升高。

總之，生物洗滌器適用于處理凈化廢氣量較小、污染物質(zhì)濃度大、易溶解、生物代謝較慢的廢氣。對于氣量大、濃度低的廢氣可采用生物濾池處理系統(tǒng)。而負(fù)荷較高及污染物降解后會(huì)生成酸性物質(zhì)的，則以生物滴濾池為好。在以往的生物法處理廢氣的實(shí)踐中，一般采用廢水處理所使用的菌群經(jīng)目標(biāo)污染物培育馴化后，直接用于廢氣的凈化處理，但往往難以達(dá)到預(yù)期的凈化效果，因此培育馴化廢氣凈化專用菌種可以有效提高生物反應(yīng)器處理效率、穩(wěn)定性和縮短掛膜啟動(dòng)時(shí)間。將馴化成熟的菌種利用工業(yè)發(fā)酵的方法進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，發(fā)酵液經(jīng)離心濃縮后制備成凍干粉機(jī)，使用時(shí)添加到生物反應(yīng)器和活化營養(yǎng)物質(zhì)即可。該微生物菌劑尤其適用于具有循環(huán)水的生物滴濾裝置，其它設(shè)備需考慮微生物菌劑流失問題。

一體式生物濾池除臭設(shè)備

設(shè)備（產(chǎn)品）概述：一般來講，惡臭氣體成分復(fù)雜，任一場所、甚至是同一場所的不同時(shí)間，惡臭氣體的成分都可能相差很大，因此，在菌種的篩選過程中，要充分的考慮到惡臭氣體成分的復(fù)雜性，并針對不同種類的惡臭氣體，正確的選擇菌種。生物濾池除臭裝置所采用的微生物菌種包括分別針對不同惡臭成分的功能性菌類。已經(jīng)用于除臭工程的菌種種類有：硫化細(xì)菌、氨氧化細(xì)菌、芽孢菌、假單胞菌等20余種。例：高倍顯微鏡下拍攝的二種典型除臭微生物菌膠團(tuán)。

圖13 細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物組成的菌膠團(tuán)和顆粒狀的菌膠團(tuán)

加濕方式，加濕區(qū)設(shè)計(jì)為連續(xù)循環(huán)散水，對進(jìn)入的惡臭氣體進(jìn)行預(yù)處理，生物濾床頂部設(shè)計(jì)為間隙式散水。若處于干燥狀態(tài)，生物將失去活性，若濕度過高，載體表面水膜加厚，通氣的壓損增大，阻礙氣體流動(dòng)，因此加濕程度從保持生物活性和空氣溶解接觸效率兩方面考慮。選擇合理的散水條件主要考慮以下三點(diǎn)：a.為生物填料層提供適度的濕度，避免微生物產(chǎn)生的弱硫酸和弱硝酸過剩積存，保持微生物良好的生成環(huán)境；b.增加對水溶性污染物的吸收效率；c.不增加除臭設(shè)備的壓損。因此散水間隙即淋水周期視處理對象而定。

圖14 生物濾池除臭示意圖

溫度控制，大部分除臭微生物的生存溫度為10~50℃，最佳在25℃左右；在10℃以下生物活性大幅下降?？紤]到生物濾池除臭設(shè)備溫度降低問題，我司采用的生物濾池殼體為100mm厚玻璃鋼復(fù)合板，內(nèi)部填充聚氨酯保溫材料，具有良好的保溫效果，能夠在冬季保持生物濾池內(nèi)部溫度的穩(wěn)定。同時(shí)，污水池加蓋后，構(gòu)筑物內(nèi)部廢氣的較低溫度，及微生物新陳代謝所產(chǎn)生的熱量能夠保持溫度在15℃以上，維持微生物在冬季的正常運(yùn)行。pH控制，含硫系列臭氣被氧化分解成S、SO32-、SO42-。硫黃氧化菌的作用是清除硫化氫、甲硫醇、甲基化硫等硫黃化合物。含氮系列臭氣則被氧化分解成NH4+、NO2-、NO3-，消化菌等氮化菌的作用是清除惡臭成分中的氨。當(dāng)惡臭氣體為H₂S時(shí)，專性的自養(yǎng)型硫氧化菌會(huì)在一定的條件下將H₂S氧化成硫酸根；當(dāng)惡臭氣體為有機(jī)硫如甲硫醇時(shí)，則首先需要異養(yǎng)型微生物將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化成H₂S，然后H₂S再由自養(yǎng)型微生物氧化成硫酸根。

一體化生物濾池除臭設(shè)備包括預(yù)洗段和生物段兩部分。工藝流程詳解如下：預(yù)洗段裝填有高效化工填料，通過循環(huán)水噴淋能夠去除惡臭污染物中的顆粒物質(zhì)（粉塵、膠狀物等）、部分溶解于水的臭氣成分。另外，在此過程中氣體被加濕，含有大量的水份，以補(bǔ)充后續(xù)生物段中菌種活動(dòng)的水份需要。生物段由下而上分別是氣體過流面、均流支撐板和有機(jī)生物填料、噴淋層。填料經(jīng)過嚴(yán)格篩選，采用火山巖、竹炭混合或單一質(zhì)作為填料，并進(jìn)行合理的級(jí)配；為了防止因微生物生長而導(dǎo)致填料濕度的下降，特在濾床頂部配備有噴淋裝置。廢（臭）氣經(jīng)一體化生物濾池除臭設(shè)備處理后最終排放的氣體達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不影響周邊環(huán)境。一體化生物濾池除臭設(shè)備現(xiàn)廣泛應(yīng)用于市政污水處理廠、污水泵站、垃圾處理廠、石油石化、醫(yī)藥化工、食品加工、噴涂、印刷、紡織印染、皮革加工等行業(yè)的惡臭控制。生物除臭工藝能有效的降解以上各行業(yè)相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)生的硫化氫、氨、甲烷、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、臭氣濃度等污染物質(zhì)。

一體化生物濾池除臭設(shè)備處理效果好，應(yīng)用領(lǐng)域廣，適用于市政、化工、食品、印染、屠宰等行業(yè)的臭氣處理；短期停止運(yùn)行再使用啟動(dòng)速度快，且無二次污染；無須另外投加營養(yǎng)劑；設(shè)備緩沖容量大，微生物能自動(dòng)調(diào)節(jié)濃度高峰，使系統(tǒng)始終正常運(yùn)行，耐沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)；運(yùn)行采用全自動(dòng)控制，非常穩(wěn)定。易損部件少，維護(hù)管理簡單，可以實(shí)現(xiàn)無人管理，工人只需巡視是否有機(jī)器發(fā)生故障；設(shè)備能耗低，壓力損失800Pa左右。適用廢氣進(jìn)氣濃度低，略高濃度的廢氣處理效率低；占地面積較大，但可以通過非標(biāo)設(shè)計(jì)，使設(shè)備能夠放置在構(gòu)筑物空閑地方，以便節(jié)省空間。

設(shè)備（產(chǎn)品）說明：一體化生物濾池除臭設(shè)備可根據(jù)填料、設(shè)備結(jié)構(gòu)形式、外裝飾形式等進(jìn)行分類。一體化生物濾池除臭設(shè)備通常可根據(jù)填料種類分為2種：單一填料除臭設(shè)備和混合填料除臭設(shè)備?，F(xiàn)有單一填料一般采用單一炭質(zhì)填料或單一火山巖填料，少量采用半處理對填料進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。針對于高要求客戶，可采用單一炭質(zhì)填料除臭設(shè)備，該種填料經(jīng)特殊浸潤處理后，較大的比表面積能夠很好的截留臭氣和微生物，在所有填料種類中，整體處理效果最好。針對于其它使用場合，單一火山巖填料或混合填料都具有良好的效果，完全能夠達(dá)到要求的處理效率，且價(jià)格較炭質(zhì)填料便宜，仍具有廣闊的市場。一體化生物濾池除臭設(shè)備按結(jié)構(gòu)分種類較多，主要可分為骨架結(jié)構(gòu)、板框結(jié)構(gòu)、組合拼接結(jié)構(gòu)等。因除臭設(shè)備采用的材料都需為防腐材料或經(jīng)防腐處理的材料，且需一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，因此一般除臭設(shè)備結(jié)構(gòu)材質(zhì)為碳鋼防腐、玻璃鋼、304不銹鋼等。同時(shí)，某些特殊要求下，一體式生物濾池可做成塔體形式、混凝土地上地下式，材料可擴(kuò)展至PP、混凝土等領(lǐng)域。一體化生物濾池的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了生物濾池的外裝飾形式。通常，可分為不銹鋼、玻璃鋼、鋁塑板、彩鋼瓦等形式?，F(xiàn)有一體化生物濾池一般外裝飾采用不銹鋼、玻璃鋼兩種形式。

你覺得這篇文章怎么樣？

0 0

標(biāo)簽：全部