VOCs生物淨化工藝與主要影響因數解析（xī）

VOCs廢氣生物處理興（xìng）起於荷蘭和德國（guó），尤其適用於（yú）中、低濃（nóng）度廢氣的（de）處理。生物法原理（lǐ）主要（yào）是利用微生物代（dài）謝活動，將VOCs轉化為（wéi）細胞代謝（xiè）的能源、細（xì）胞組成物質（zhì）及無害的（de）小分子物質（如（rú）水、二氧化碳等（děng））。其優缺點如下（xià）：

優點：反應條件溫和、設備簡單、操作方便、運行（háng）費用（yòng）低，二（èr）次汙染小、可處理不同性質的混合氣體等。

局限：其生物降解速率有限，承受負荷不能過（guò）高，對具（jù）有生（shēng）物毒性的物質處理效果較差。

一、淨化工藝

VOCs和惡臭廢氣生物處理工（gōng）藝主要包（bāo）括生物濾（lǜ）池（chí）、生物滴濾塔、生物洗滌器、膜生物反應器。其中，生物過（guò）濾器和生物滴濾器應用最為廣泛，膜生物反應器尚限於實（shí）驗室研究階段。

1、生物過濾

在生物過濾過程中，VOCs廢氣流經過（guò）加壓預（yù）濕後，進入過濾塔與濾料層表麵的生物膜接觸，VOCs從氣相轉移到生物（wù）膜中被膜內（nèi）的（de）微生物迅速（sù）降解和利用，轉（zhuǎn）化為自身生物質、水（shuǐ）、CO2和其他小分（fèn）子物質。生物過濾法適用於種類（lèi）廣泛的VOCs廢氣處理，如短（duǎn）鏈烴類、單（dān）環芳烴、氯代烴、醇（chún）、醛、酮、羧酸以及含（hán）硫、氮的有機物，其（qí）典型的應用領域包括印刷（shuā）、噴塗行業、汙水（shuǐ）處理和畜禽養殖業等。該方法（fǎ）特點是操作簡單，運行費用低（dī）、適用範圍廣，不（bú）產（chǎn）生二次汙染，但反應條件不易控製，易堵塞、氣體短流、溝（gōu）流，占地多，且對進氣負荷變化適應慢。

2、生（shēng）物滴濾

生（shēng）物滴濾是生物過濾工藝的改進（jìn），其床層（céng）填料多為惰性物質，與生物過濾相比，降低了氣（qì）體通過床層的阻力，由於（yú）連續流動的液體通過填充層，使得反應條件（jiàn）（如pH、營養物濃度）易於控製，單位體積填料的生物量高，更適合淨化負荷較高（gāo）的廢氣，同（tóng）時克服（fú）了生（shēng）物過濾不利於處（chù）理產酸廢氣的特點，可有效去除經生物降解產生酸性（xìng）代謝產物的VOCs廢氣。據報道，生（shēng）物滴濾反應（yīng）器處理的VOCs主要（yào）有烷烴、烯烴、醇（chún）、酮、酯（zhǐ）、單環芳烴、鹵代（dài）烴等。但生物滴濾反應器由於連續流動液相的存在，使得亨利係（xì）數較大的汙染（rǎn）物不容易被去除。

3、生物洗滌

生物洗滌器又叫生物洗滌池，由傳質（zhì）洗（xǐ）滌器和生物降解反應（yīng）器組成。廢氣首先進入洗滌器，與惰性填料上（shàng）的微生物（wù）及由生化反應器過來的泥水混合物進行傳（chuán）質吸附（fù）、吸收，部分有機物在此被降（jiàng）解，液相中的大部分有（yǒu）機物進入生化（huà）反應（yīng）器，通過懸浮汙泥的代謝作用被降解掉，生化（huà）反應（yīng）器出水進入二沉池（chí）進行泥水分離（lí），上清液排出，汙泥回流。

生物洗滌法（fǎ）也（yě）叫（jiào）生（shēng）物吸收法，在運行過程中廢氣不需要增濕，由於係統由2個獨立的反應單元（yuán）組成，易於控製反應條件，壓力損失低，但其傳（chuán）質表麵積低，廢氣必須溶於液（yè）相，需大量供氧（yǎng）才能維持高降解率，而且存在剩餘汙泥，運行費用也較高。

4、膜生物反應器

膜生物反應器是一（yī）種新型廢氣生物處理工（gōng）藝，在中空纖維膜生物反應器中，纖維膜外表麵生長（zhǎng）一層薄薄的（de）生物膜（mó），懸浮液在纖維膜外（wài）表麵循環，直接與生物（wù）膜接觸。廢氣從（cóng）生物（wù）反應器進氣口分散進入各根纖維膜膜腔，依靠濃度梯度氣體分子通過膜壁傳質（zhì）至（zhì）外層的活性生物膜後得以降解。其氣流和液流分別在纖維（wéi）膜（mó）的兩側，在液（yè）相麵的纖維膜上形成生物膜，其（qí）比表麵積大、生物量高，可清除過量的生物量以防堵塞，可向流動的液相添加pH緩衝劑、營養（yǎng）物質、共代謝（xiè）物及其他促進劑，也（yě）可排除有毒（dú）或抑製性（xìng）的產（chǎn）物，保持較高的微生物活性。

國外已有（yǒu）一些采（cǎi）用膜生物反（fǎn）應器處理甲苯和BTEX（苯、乙苯、二甲苯和甲苯）的報道，雖然這些研究都取得了較好的效果，但生物膜反應器的構建和運行成本（běn）高（gāo），使其在處理VOCs廢氣的實際應用中受到了（le）限製。

鑒於生物反應器的各種優點，使得它們在各行業中得到廣泛應用。生物過濾塔適用於處理肉類（lèi）加工廠（chǎng）、動物飼養場、汙水處理廠和堆肥廠等處產生的廢氣（qì）。珠海吉大水質淨化廠利用生物濾池處理惡（è）臭（chòu）氣體量為57000m3/h，並且達到廢氣排放二級標準。生物滴濾塔已成功用於化工廠、食品廠、汙水泵站等方麵的廢氣淨化和脫臭。

二、主要影響因素（sù）

1.廢氣性質

廢氣組分的（de）可生物降解性和（hé）水溶性是影響生物處理工藝降解性能（néng）的主要因素之一。傳統生物過濾/滴濾工藝常被認為不適合處理難（nán）生物降解和低水溶性的組分。疏水性（xìng）VOCs從氣相到（dào）水相較慢的傳（chuán）質速率常導致其較低的生物降解率（lǜ）。研究表明：汙染物的去除（chú）能力與亨利係數和疏水（shuǐ）性有關，且汙染物（wù）的（de）最大去除能力遵循以下順序：醇類>酯類>酮類>芳香類>芳香烴類>烷烴類。

針對難生物降解組分，有研究者以紫外光氧化作為預處理技術，以生物（wù）技術作為主體淨化工藝，通過紫外光氧化預處理，將難降解汙染（rǎn）物轉化為（wéi）易生（shēng）物降解的水溶性物質，提高後續生物淨化單（dān）元的處理效果。針（zhēn）對疏水性組分，主要在反應器中引入疏水性有機相（xiàng）強化該類物質的傳質（zhì），進而提高（gāo）其生物（wù）淨化（huà）效率（lǜ）。

2.降解菌

微生物在廢氣生物處理係統中（zhōng）起著（zhe）決定性作用。廢氣生物處理裝置在啟動期需（xū）對填料層接種微生物。接（jiē）種的（de）微生物菌種可以為活性汙泥、專門馴化培養的純種微生物]或人為構建的複合（hé）微生物菌（jun1）群。選育優異菌種並優化其生存條件是目前該技（jì）術（shù）的主要研究方向之一。此（cǐ）外，基（jī）於菌種（zhǒng）的代謝特征，人（rén）為構建（jiàn）生（shēng）態結構合理的複合微生物菌群，對縮短反應器的（de）啟（qǐ）動周（zhōu）期、提高（gāo）接種微生物的競爭性和保持反應器持續高（gāo）效（xiào）性（xìng）具有重要意義。

處理VOCs廢氣的微生物（wù）種群（qún）很多，在反應器中占（zhàn）主體的多為異養型微生物，以細（xì）菌為主，其次真菌，還有放線菌和酵母菌，也有少（shǎo）量蠕蟲、線（xiàn）蟲等原生動物。研（yán）究發現廢氣生物降解過（guò）程中，汙染物降解（jiě）主要與細菌有關（guān），但（dàn）目前的研究證明，真菌有可能成（chéng）為廢氣生物處理過程（chéng）中（zhōng）更具有廣闊前景的菌類，作為典型的氣生型微生物（wù），其具有較（jiào）大的比表麵積，對幹燥環境或強酸環境具有較強的耐受能力，表現出比（bǐ）細菌（jun1）更好的對疏水性VOCs的（de）去除性能。

微（wēi）生物群落（luò）結構及代謝功能的（de）動態變化將對反應器（qì）的宏觀處理能力產生影響。不同反應器運行條件，形（xíng）成的微生物群（qún）落（luò）結構和優勢種群就不同。調控微生物群落的（de）方法有：控製反應器內微環境、采用高效菌種接種或生物強化。傳統的生物技術局限於微生物（wù）的定量與表征上。但隨著分子生物（wù）學的發展，一些分子（zǐ）生物技術，如變性梯度凝膠電泳、熒光原位雜交等已經用於研究微生（shēng）物群落結構及生態特征。

3.填料結構與特性

填料是（shì）廢氣生物處理裝（zhuāng）置（zhì）的核心部分，其性能影響（xiǎng）微生物的附著及係統（tǒng）的運（yùn）行效果。理想的填料一般應（yīng）具備比表麵積大、過濾阻（zǔ）力小、抗堵性能強（qiáng）、適合微生物附（fù）著生長、持水能力強、堆積密度小、機械（xiè）強度（dù）、化學性質穩定（dìng）、使用壽命長（zhǎng）、易獲得、價廉（lián）等優點。

生物過濾法常采用有機活性填料為（wéi）主（zhǔ）要填料。常（cháng）用（yòng）的有機活性填料有土壤、堆肥、泥炭、矽藻土、樹皮等或其混（hún）合物其中堆肥最為（wéi）常用]。有機活性填料具有價廉、富含營養物質和易於微生物附著等優點，但該類填料的有（yǒu）機物會逐漸降解（jiě）礦（kuàng）化，導致填料層壓實和堵塞（sāi），縮短填（tián）料的使（shǐ）用（yòng）壽命。因此，有機填（tián）料和無機填料製成的複合填料是目前的研究熱點。

生物滴濾（lǜ）的床層由惰性（xìng）填料組成，該類裝置的改進與發展主要體現在填料（liào）的改進與發展（zhǎn）上。傳統的（de）生物滴濾填料有卵石、粗碎石、木炭、陶粒、火山（shān）岩（yán）等，該類填料存在處理效（xiào）率低、易堵塞等問題。新型生物（wù）滴濾填料的研究與開（kāi）發主要表現在材質和結構（gòu）方麵的不斷改進，主要包括：聚氨（ān）酯泡沫、聚丙烯球、聚乙烯球、矽藻土、不鏽鋼、分子篩等（děng）。生物填料（liào）的發展主要為對已知天然活性填料進行改性以提高填（tián）料的綜合性能或人為增加填料比表麵積和強（qiáng）度、提高（gāo）孔隙率、減輕重量，防（fáng）止填料（liào）壓實和氣體短流。

4.pH和溫度

噴淋營養液的pH是影響廢氣生物淨（jìng）化性能的主要運行參數之一。反（fǎn）應體係營養液（yè）pH多保持在5~8之間（jiān）。一些研究表明，較低的pH(<4.2)影響微生物的降解活性進而影響反應體係的降解性能。

溫度是影響（xiǎng）生物淨化性能的關（guān）鍵參數之一。填料層中的微（wēi）生物多為中溫性生物，床層溫度可為10~42℃，大部分（fèn）實驗（yàn）研究和工程應用的（de）生物滴（dī）濾/過（guò）濾體係在環境溫度15~30℃運行。然而，許多工業廢氣排放溫（wēn）度高（gāo）於環境溫度（dù），因此，常規處理工（gōng）藝（yì）需要對排放廢氣進行預冷卻處理，導致運行費用增加。

為了降低成本，一些研究者研究了嗜熱菌在廢氣生物處理（lǐ）中的應用。有研究表明，嗜熱型生物反應（yīng）器（qì）的運行溫度一般控製在45~75℃，如在50℃應用生物過濾處理BTEX廢氣（qì），其最大去除負荷達218g/（m3˙h）（平（píng）均去除率>83%）；在45~50℃處理乙酸乙酯廢氣，其（qí）運行（háng）性能優於同等條件的中溫反應器；采用生（shēng）物滴濾處理異丁醛和2-戊酮混合廢氣，在52℃較25℃可獲得更高（gāo）的去除（chú）能力。

昆（kūn）山（shān）亚洲国产成人精品久久久国产成人一区二区三区综合区精品久久久中文字幕一区環保科（kē）技有限公司是一家致力於環保工程規劃、環保設備設計、設備製造（zào）、工程施工、售後服務於一體的專業化（huà）環保公司，專（zhuān）業從事廢氣汙染（rǎn）、粉塵汙染治理的高科技企業。公司主導產品有：廢氣（NOX、SO2、酸（suān）、堿、VOC等廢（fèi）氣）洗滌設備、粉塵（chén）集塵設備、活（huó）性炭吸附設備、靜電油煙機、RTO（儲熱式熱力焚化爐）、NMP回收裝置、廢氣處理配套設（shè）備FRP、PP風機、風管配置（FRP、PP、PVC、鐵件、SUS304）等環保（bǎo）相關產品。做一個工程，樹一座豐碑，為（wéi）環保事（shì）業貢獻微力，造福當代，福被子孫（sūn）！