生物法净化在工业废气处理中的应用

1、    生物法净化在工业废气处理中的应用    杨光+赵鹏飞摘 要：随着经济全球化的发展，环境保护问题已成为全世界关注的话题，尤其是随着大气污染的加剧，空气污染的治理手段与技术也在不断发展与创新。生物法净化作为当下工业废气处理中的新型技术，其所具有的高效、低成本等优势，使其成为当下工业废气处理中重点研究课题。为此，文章先就生物法净化废气的原理进行概述，然后在此基础上具体分析生物法净化效率的影响因素以及在工业废气处理中的处理工艺，最后就其未来发展前景进行展望。关键词：工业废气；危害；生物净化；影响因素；前景分析：x701 文献标志码：a ：2095-294

2、5（2018）05-0155-02abstract： with the development of economic globalization， the issue of environmental protection has become a topic of concern all over the world， especially with the intensification of air pollution， the means and technologies of air pollution treatment are also developing and innov

3、ating. biological purification， as a new technology in industrial waste gas treatment， has the advantages of high efficiency and low cost， which makes it an important research topic in industrial waste gas treatment. for this reason， this paper first summarizes the principle of biological purificati

4、on of waste gas， and then， on this basis， analyzes the influencing factors of biological purification efficiency and the treatment process in industrial waste gas treatment. finally， the prospect of its future development is prospected.keywords： industrial waste gas； hazard； biological purification；

5、 influencing factors； prospect analysis在二十世纪五十年代，生物法净化就已经出现，但在八十年代才开始在德国流行，并且随着时代的进步与发展，生物法进化的优势已逐渐显现，这一领域的研究课题也在不断增多。生物法净化相比于物理法净化和化学法净化来说，生物法净化更加高效且投入的成本较低，尤其是在废气的处理过程中不会造成二次污染，这种经济、节能、环保的废气处理手段越发受到人们重视。1 生物法净化废气的基本原理生物法净化简单来说，是通过利用有活性的微生物，将废气中的有毒物质及有机组分进行分解，通过一系列的氧化分解过程，转化为对人对环境无害的无机物等其他物质。由所学的生物

6、学知识可知，要想通过微生物来净化工业废气，必要注意一下要点：一是尽可能将废气中的有毒物质溶解入水；二是增加污染物的溶液的浓度，通过增大浓度差的方式，促进污染物加速扩散至生物膜上，以提高生物法净化的效率；三是注重微生物新陈代谢的方式，生物法净化是依赖微生物新陈代谢途径，实现污染物作为能源物质被氧化分解的过程。由此可以看出，生物法净化的效率与污染物的传质和降解两个过程息息相关，只有把握好这两个环节，才能有效地降低废气中的污染物，提升生物法的净化效率。就拿人类生活中最为常见的空气污染物质甲苯来说，其具有一定的水溶性，能从气相转化为液相，同时甲苯作为微生物碳源的一种，微生物能有效地从填料表面的液膜中吸

7、收，并在一定的环境条件下，氧化分解为二氧化碳、无机物与细胞组成物。2 工业废气的危害随着改革开放的不断深入，我国国民经济在不断攀升，但带来的环境污染却是日益严重，尤其是现代化工业建设带来的工业废气的污染，工业废气中的污染物质不仅对生态环境造成严重的破坏，其中的有毒物质更是威胁到人类正常的生命活动。不同的工业废气带来的有机废气不同，毒性也不尽相同，对人类身体健康造成的影响主要分为以下几个方面：一是以苯类物质为代表的有机物质，其对人类的神经中枢会造成严重的不可逆影响，甚至威胁到人类的生命；二是有机磷化合物，过多的吸入会抑制人体内胆碱醋酶的活性，进而引发人体神经系统功能问题；三是腈类等剧毒的有机物，

8、这类物质即使是少量的吸入也会导致呼吸困难、意识丧失等问题，严重的甚至会造成休克、死亡。上述所列举的工业废气中的有毒物質仅仅是小部分，而且随着现代化工业建设工程项目的增多，工业废气的排放量会不断加剧，有毒物质的种类也会不断增多，对人造成的危害也会不断增大，因此，净化工业废气是重要的、必须的。3 生物法净化效率的影响因素3.1 微生物生物法净化由多个部分共同组成，微生物是其中最为基础，但却最为重要的一部分。微生物在整个生物法净化过程中起着催化剂的作用，但在进行填料的过程中，要注重微生物的驯化挂膜工作。另外，微生物种类的选择需要根据污染物的组成成分来决定，如果污染物的组成成分单一化，微生物则只需要选

9、择一种，如果污染物的组成成分较多，则需要进行多方面的考虑。endprint3.2 填料填料作为生物法净化过程中的关键部分，填料的好坏直接关系着生物法工业废气净化的效率及质量。因此在制作填料的过程中，需要重点注意以下几点：一是填料的理学性质，例如持水能力、表面积、ph值、密度以及孔隙率等等，这些都影响着生物法的净化效率；二是填料的成本制作，在保证填料功能的基础上，选择性价比最高的物质。3.3 压降在生物法净化的诸多工序中，床层降压是一项非常关键的工序，直接影响着工业废气净化的投入成本。在一系列的处理过程中，就以生物滴滤法中的降压工序为例，其中最为关键的两个环节为微生物膜和填料，如果使用的是有机填

10、料，在一定程度上能为微生物提供维持新陈代谢所需物质，但时间一长，会使得填料出现矿化现象，进而增加降压工序的次数，增加工业废气的成本。但随着科技技术的不断创新与发展，生物法工业废气净化中的填料已逐渐由无机惰性填料所替代，无机惰性填料的使用不仅很好的避免上述矿化现象的发生，更使得污染物中的气体分布均匀，为微生物提供一个良好的接触条件。但在降压的过程中，不可过大，以避免床层沟流的现象产生。4 生物法净化工业废气的处理工艺4.1 生物滴滤法生物滴滤法简单来说是指生物过滤与吸收的集合处理。在工业废气处理过程中，大多都是在一个反应容器内进行，因此工业废气中污染物的降解与吸收都在一起进行。因此，生物滴滤法处

11、理工艺需要一个比表面积大的填料作为基础，填料的材质可以是无机惰性物质、陶瓷、小碎石等等，目的是为微生物提供一个生长媒介。在处理工业废气中的污染物之前，需要进行一道重要的工序，对填料表面进行营养化处理，要对填料进行营养液的喷洒处理。在使用生物滴滤法的过程中，去除微生物新陈代谢产物的唯一方法就是替换回流液，回流液体的缓冲能力要大。因此，此种方法仅适用于新陈代谢产物呈酸性的污染物。4.2 生物过滤法在生物法净化的诸多处理工艺中，生物过滤法是最先使用的一项处理工艺，也是最早被用来处理硫化氢等臭味气体，而随着科技技术的不断创新，这项技术的适用范围不断扩大，现在主要应用在挥发性工业废气的微生物处理中。这项

12、处理技术利用生物过滤装置，吸收工业废气中的可挥发有机气体，生物过滤装置多采用吸附性较强的物质制成，例如活性炭、土壤等等。在生物过滤装置中的滤料上附生着许多微生物，正是凭借着这些微生物吸收转化各种挥发性的有机气体，通过一系列的氧化分解过程，转化为no3-、h2o、so4-和co2等无机物，从而实现过滤、净化的功能。生物过滤法的反应器一般为一个，其中的液相与微生物一般处于静止状态，且反应器中的比表面积较大，为气体与液体提供充分的接触面积，因此，由于这项废气处理工业所呈现的特质，较适用于醛酮等挥发性物质。4.3 生物吸收法生物吸收法的核心便在微生物吸收与氧化分解的过程，在工业废气的处理过程中，污染物

13、由反应器的下端通入，在通入反应器的過程中，有机气体会与填料中的液相接触，并由气态转化为液态，然后，反应器中的微生物便会对这些污染物进行吸收分解。这项处理工艺需要较为先进的技术与设备作为支持，并且针对微生物需要投放额外的养料，因此投入的成本较大，但这项工艺的反应条件相比于其他工艺更容易控制。4.4 生物洗涤工艺采用生物洗涤法来净化工业废气，需要构建一个生物洗涤塔，且生物洗涤塔需要具备一套完整的污泥处理机制，因此洗涤塔的组成部分包括再生池与洗涤塔两个部分。这项工艺与生物滴滤法完全不同，不需要填料。在生物洗涤处理工艺中，将工业废气由洗涤塔下端通入，经过气相与液相的转化溶解，经由悬浮液流入再生池，在再

14、生池中被微生物氧化分解，再生池中流出的分解物可以进行循环利用。由此可知，这道处理工艺降压小、管理等操作简便，可工业所需的设备确实较多，因此投入的成本较高。4.5 电晕法随着时代的进步与发展及科技技术的创新，电晕法也逐渐应用至工业废气的处理中，相关电晕法反应器。处理效率等方面的研究课题的数量也不断增多。电晕法在工业废气的处理中主要用于脱so2、nox等挥发性有机气体，在高电压的反应其中，利用高压脉冲进行放电，生成oh、o等活性基，这些物质便能将挥发性有机气体氧化分解，形成无毒害的物质。这项处理工艺尚不成熟，仍然处于试验阶段，但在诸多的试验操作中，用于挥发性的有机气体的处理效果更佳。5 生物法净化处理工业废气的应用前景及其展望随着时代的进步与发展，现代化的工业建设是不可避免的，而由此带来的工业废气问题也逐渐被人类所重视，尤其是随着科技技术的创新及生物法净化工序的深入研究，填料的选材、制作以及微生物选择、调配、浓度设计等等，都有了重大突破，使得生物法的净化质量与效率大大提升，在未来的规划发展中，生物化净化处理工业废气的应用前景是不可估量的。生物法净化经济、节能，且不会产生二次污染，但在实践操作过程中，仍然存在部分问题需要解决。生物过滤法处理工艺中的生物过滤器的尺寸设计，工业废气的净化质量与效率与此息息相关；微生物的适应期，缩短微生物的