第六章废气生物处理

1、废气生物处理技术随着有机合成工业和石油工业的迅速发随着有机合成工业和石油工业的迅速发展，进入大气的有机化合物越来越多，展，进入大气的有机化合物越来越多，这类物质往往带有恶臭，不仅对感观有这类物质往往带有恶臭，不仅对感观有刺激作用，而且不少有机化合物具有一刺激作用，而且不少有机化合物具有一定毒性，产生定毒性，产生“三致三致”效应，从而对人效应，从而对人体和环境产生很大的危害。体和环境产生很大的危害。进入大气的污染物除了进入大气的污染物除了有机污染物有机污染物外，外，还有还有硫化物硫化物、二氧化碳二氧化碳以及以及氮氧化物氮氧化物等。等。 雾、霭、霾PM2.5指空气中当量直径小于或等于2.5m的细颗

2、粒物，也称可入肺颗粒物。雾霾的“元凶”PM10则是指空气中当量直径小于或等于10m的颗粒物，也称可吸入颗粒物，其中包含着PM2.5。雾霭的主要污染物。 雾 霾 雾霾，雾和霾的统称。 空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。霾就是灰霾（烟霞）。当水汽凝结加剧、空气湿度增大时，霾就会转化为雾。 霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和的。雾霾天气是一种 大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5。 雾霾的源头多种多样，比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧，甚至火山喷发等等，雾霾天气通常是多种污染源混合作用形成

3、的。但各地区 的雾霾天气中，不同污染源的作用程度各有差异。 灰霾天气不仅影响空气的能见度，使人们看不到蓝天，心情变得压抑，还会对人的身体健康产生危害。灰霾中的细小颗粒会直接进入并黏附在人体上、下呼吸道和肺叶中，继而沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起鼻炎、支气管炎等病症，长此以往将可能诱发肺癌。此外，紫外线是自然界杀灭大气微生物如细菌、病毒等的主要武器，灰霾天气导致近地层紫外线的减弱，易使空气中的传染性病菌的活性增强，传染病增多。由于太阳中的紫外线是人体合成维生素D的唯一途径，紫外线辐射的减弱直接导致小儿佝偻病高发。霾的危害 雾霭现象多是因一种称为逆温的现象所导致的。通常情况下，高层空气温度偏低，

4、而低层空气温度偏高，但偶尔也会出现“上热下冷”的逆温现象。雾霭就是雾气，雾中的水汽。 逆温现象多形成于冬天，漫长而寒冷的冬夜令地面温度下降，从而使距离地面最近的空气温度也随之降低，而高层空气温度升高。由于低层空气和高层空气不会轻易混合，所以，如果没有大风来临，逆温现象通常会持续多天时间。 由于低层空气比高层空气密度高，上下两层不会混在一起，雾霭就会积聚于靠近地面的低层空气。雾 霭 第一节第一节 有机废气生物处理技术有机废气生物处理技术 一、有机废气生物处理原理一、有机废气生物处理原理有机废气生物净化是利用微生物，以废气中有机废气生物净化是利用微生物，以废气中的有机组分作为其生命活动的能源或其他

5、养的有机组分作为其生命活动的能源或其他养分，经代谢降解，转化为简单的无机物（分，经代谢降解，转化为简单的无机物（COCO2 2、水等）及细胞组成物质。水等）及细胞组成物质。与废水生物处理过程的最大区别在于与废水生物处理过程的最大区别在于： 废气中的有机物质首先要经历由气相转移到废气中的有机物质首先要经历由气相转移到液相（或固体表面液膜）中的传质过程，然液相（或固体表面液膜）中的传质过程，然后在液相（或固体表面生物层）被微生物吸后在液相（或固体表面生物层）被微生物吸附降解。附降解。微生物净化有机废气模式图微生物净化有机废气模式图 有机废气生物处理方法有机废气生物处理方法 根据微生物在有机废气处理

6、过程中的存在形式，可根据微生物在有机废气处理过程中的存在形式，可将其处理方法分为将其处理方法分为生物洗涤法生物洗涤法（悬浮态）和（悬浮态）和生物过生物过滤法滤法（固着态）两类。（固着态）两类。u生物洗涤法生物洗涤法适宜于净化气量小、浓度大、易溶且适宜于净化气量小、浓度大、易溶且生物代谢速率较低的废气；生物代谢速率较低的废气；u生物过滤法生物过滤法适用于气量大、浓度低的废气；而对适用于气量大、浓度低的废气；而对于负荷较高且污染物降解后会生成酸性物质的废气于负荷较高且污染物降解后会生成酸性物质的废气应采用应采用生物滴滤池生物滴滤池系统。系统。生物洗涤法生物洗涤法 生物洗涤法是利用由微生物、营养物和

7、生物洗涤法是利用由微生物、营养物和水组成的水组成的微生物吸收液微生物吸收液处理废气，适合处理废气，适合于吸收可溶性气态物。吸收了废气的微于吸收可溶性气态物。吸收了废气的微生物混合液再进行好氧处理，去除液体生物混合液再进行好氧处理，去除液体中吸收的污染物，经处理后的吸收液再中吸收的污染物，经处理后的吸收液再重复利用。重复利用。 生物洗涤法的反应装置由一个生物洗涤法的反应装置由一个吸收吸收室室和一个和一个再生池再生池构成。构成。 生物悬浮液（循环液）自吸收室顶部喷淋而下，使生物悬浮液（循环液）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，吸收废气中的污染物和氧转入液相，实现质量

8、传递，吸收了废气中组分的生物悬浮液流入再生反应器（活性污了废气中组分的生物悬浮液流入再生反应器（活性污泥）中，通入空气充氧再生。被吸收的有机物通过微泥）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，最终被再生池中的活性污泥悬浮液从生物氧化作用，最终被再生池中的活性污泥悬浮液从液相中除去。液相中除去。 生物洗涤法处理有机废气，其去除效率除了与污泥生物洗涤法处理有机废气，其去除效率除了与污泥的浓度、的浓度、pHpH、溶解氧等因素外，还与污泥的驯化与否、溶解氧等因素外，还与污泥的驯化与否、营养盐的投加量及投加时间有关。营养盐的投加量及投加时间有关。 生物过滤法最早出现在德国。生物过滤法最早

9、出现在德国。1959年，在德国年，在德国的一个污水处理厂建立了一个填充土壤的生物的一个污水处理厂建立了一个填充土壤的生物过滤床，用于控制污水输送管散发的臭味。从过滤床，用于控制污水输送管散发的臭味。从80年代起，德国越来越多地采用生物过滤法控年代起，德国越来越多地采用生物过滤法控制工业生产过程中产生的挥发性有机物和有毒制工业生产过程中产生的挥发性有机物和有毒气体。迄今在德国和荷兰有气体。迄今在德国和荷兰有500多座大规模的废多座大规模的废气生物过滤处理装置，废气处理流量达到气生物过滤处理装置，废气处理流量达到100015000m3/h 基本原理基本原理过滤器中的多孔填料表面覆盖有过滤器中的多孔

10、填料表面覆盖有生物生物膜膜，废气流经填料床时，通过扩散过，废气流经填料床时，通过扩散过程，把污染成分传递到生物膜，并与程，把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膜内的微生物相接触而发生生物化学反应，从而使废气中的污染物得到降反应，从而使废气中的污染物得到降解。解。生物滤池处理废气流程示意图生物滤池处理废气流程示意图生物滴滤池生物滴滤池 目前较新的一种处理有机废气工艺，在我国也称为生物滤池。滴滤池通常使用的惰性的塑料或陶瓷填料，填料不具有吸附性，填料之间的空隙很大.惰性填料表面生长有一层生物膜，循环滴滤液自塔顶喷淋而下为生物膜内微生物的生长提供必须的湿度和氮、磷、微量元素等

11、营养物质。污染气体从塔顶或者从塔底进入，在通过填料床的过程中，有机污染物通过多种途径传质作用进入生物膜，被生物膜内专性降解细菌降解，最终产物为CO2和H2O，净化后的废气从系统中排出。 生物滴滤池法反应条件易于生物滴滤池法反应条件易于控制，可以通过调节循环液控制，可以通过调节循环液的的pHpH、温度来加以控制。而、温度来加以控制。而生物滤池的生物滤池的pHpH控制主要通过控制主要通过在装填料时投配适当的固体在装填料时投配适当的固体缓冲剂来完成。缓冲剂来完成。第二节第二节 无机废气的生物处理技术无机废气的生物处理技术无机废气的微生物修复主要利用一些无机废气的微生物修复主要利用一些自养微生物自养微

12、生物，如硝化细菌、硫化细菌、，如硝化细菌、硫化细菌、光合细菌等。适于微生物修复的无机光合细菌等。适于微生物修复的无机废气污染组分主要有废气污染组分主要有二氧化碳二氧化碳、硫化硫化氢氢、氮氧化物氮氧化物等。等。二氧化碳的微生物固定二氧化碳的微生物固定固定二氧化碳的生物主要是植物和微固定二氧化碳的生物主要是植物和微生物。生物。固定二氧化碳的微生物一般有两类固定二氧化碳的微生物一般有两类光能自养微生物：光能自养微生物：藻类和光合细菌藻类和光合细菌化能自养型微生物：化能自养型微生物：硫化氢的生物处理硫化氢的生物处理v目前工业上主要采用目前工业上主要采用物化法物化法处理处理H H2 2S S，某些方法虽效果好，但要求高，某些方法虽效果好，但要求高温高压条件，需要大量的催化剂和温高压条件，需要大量的催化剂和其他化学试剂，而且严重腐蚀设备，其他化学试剂，而且严重腐蚀设备，产生二次污染。生物处理法主要利产生二次污染。生物处理法主要利用用氧化亚铁硫细菌氧化亚铁硫细菌来脱硫。来脱硫。 氮氧化物的生物处理氮氧化物的生物处理 NOxNOx是大气环境的主要污染物之