生物发酵行业废气治理现状

第第页生物发酵行业废气治理现状生物发酵产业将发酵技术和现代生物技术的结合，以含淀粉等其他农副产品为主要原料，采用生物细胞或酶的生物催化功能，进行大规模的物质加工与转化，用来生产高附加值产品。中国生物发酵产业的主要产品仍以味精、赖氨酸、药品等产品为主，且产量较大。因发酵工艺涉及环节多，发酵气体成分复杂，带有异味，因而受到社会的广泛关注，采取有效废气净化和异味治理技术，减少发酵气体周边环境的影响，是当前生物发酵企业密切关注的问题。

前言

味精行业废气治理

中国是味精生产大国，2023统计数据显示中国味精生产量位居世界第一位。味精生产主要以玉米淀粉、小麦淀粉为原料，经过液化、糖化、发酵过程，再分离提取谷氨酸，经精制获得味精产品；生产工艺过程中产生废气，废气主要成为为主要含氨、胺、硫醇、硫醚、脂肪酸和硫酸盐类物质，并带有恶臭气味，对周边环境产生一定的影响。关于味精发酵气体的治理，早期一些味精企业选择以水为吸收剂，自行开发相关的废气治理装置，如压力水雾化拦阻气水混合装置，多级水喷淋塔，利用水吸收废气，但对于废气中溶解度较低的气体组分的吸收效果有限。

为实现资源化管理，味精生产工厂利用淀粉经发酵生产味精后剩余的母液，经浓缩、高温喷浆干燥造粒生产复混肥，其过程中产生了挥发性的异味气体。当前研究利用生物法治理味精生产和制肥过程中的废气，主要选择生物滴滤塔，以沸石为填料，液体从塔顶向下喷淋，经底部回流至贮液槽，完成循环。废气体从塔底通入，上升过程中与填料表面的生物膜接触，经生物净化后的气体从塔顶排出。试验结果显示生物滴滤塔废气的脱臭效率大于95%，生物滴滤器对于去除味精废气类复杂气体具有良好的效果，但当进气强度较大时，系统的除臭效果不尽人意。通过复合生物塔工艺，即生物滴滤塔-生物过滤塔来进一步提高设备处理能力。

赖氨酸行业废气治理

赖氨酸是仅次于谷氨酸的第二大氨基酸，目前主要用发酵法生产，中国大部分生产企业都用玉米淀粉作为原料。赖氨酸发酵产生的废气主要为挥发性有机物（VOCs），对赖氨酸发酵尾气进行监测，监测结果显示挥发性有机物成份达到23种，气体带有焦糊味，若不治理，对周边环境有较大影响。

工程应用中采用等离子技术和光催化氧化技术治理赖氨酸发酵气体。采用等离子技术时，发酵气体首先通过喷淋塔和除尘设施，然后进入等离子技术反应器，反应器工作电压90kV，在外加电场的作用下，电极空间内电子获得能量后撞击异味气体分子，破坏其化学键，使之转化为二氧化碳和水，从而达到净化的目的，但高压放电存在一定的安全隐患。光催化氧化，让特定波长的光照射催化剂材料，可以激发出"电子-空穴'对（一种高能粒子），高能粒子"电子-空穴'，可将害有机污染物碳氢键打开，从而被自由基氧化生成CO2、H2O等无毒无味的物质。在工程应用中采用"除尘+光触媒净化塔+喷淋吸收塔'，脱臭效率达到99%以上。光催化氧化技术催化剂为TiO2，催化剂载体为蜂窝状，要求进气颗粒物浓度小于50mg/m3，否则会引发催化剂堵塞，紫外线光源的使用寿命为3000h～4000h。

发酵制药行业废气治理

中国抗感染类产品80%为发酵类抗生素，抗生素产量位居世界首位，同时中国还是世界上最大的维生素类产品的生产国与出口国。生物发酵工艺过程中废气以VOCs为主，由于部分发酵代谢产物随尾气带出，废气有特殊难闻气体。典型青霉素生产车间产生废气主要成份为乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇；例如，红霉素发酵尾气有苦涩气味。红霉素发酵尾气治理采用"臭氧氧化+光催化氧化+湿式氧化+喷淋洗涤'工艺，降解VOCs，同时消除苦涩气味对厂界周边环境的影响。当前转轮浓缩技术逐步应用于发酵制药行业废气治理，该技术最初应用于半导体制造、涂装行业VOCs治理，转轮浓缩器是去除有机挥发物的核心设备，转轮表面涂覆有吸附VOCs的沸石。其原理是利用沸石低温吸附、高温脱附的特性对有机废气进行浓缩。浓缩后的废气最终通过废气焚烧炉、RTO等处理后排放，由于浓缩后的废气量仅有待处理废气的十分之一以下，从而大大降低了能耗。

转轮浓缩是一项应用于低浓度、高风量有机废气净化的处理技术。对低沸点的有机气体难以吸附，对高沸点的有机气体在转轮上难以脱附，在转轮上积累使系统出率效率下降。焚烧炉在氧存在下将VOCs分解成CO2和水的无害化过程，反应温度815.6℃，且停留时间不超过0.75s～1.0s[15]。RTO即蓄热式氧化焚烧技术，与传统焚烧炉相比，RTO对燃烧VOCs产生的热量进行回收用于二次燃烧。燃烧法（焚烧炉、RTO）需不断消耗燃料，经济投入大，并且存在爆炸风险，对设备运行及安全管理要求高。

结尾

味精，赖氨酸，发酵制药行业的排放废气主要以VOCs为主，并带有异味，采取的末端治理措施主要集中在生物法、深度氧化技术（光催化氧化、臭氧氧化、等离子法）、转轮浓缩技术。我国"十三五'规划。将逐步加大对VOCs排放的监管，相关国家法律法规及标准将日趋严格，生物发酵企业也采取了相应的废气治理措施，但仅仅着眼于末端治理，投入的治理费用高，增加了发酵企业的生产成本。因此，有必要推行清洁生产，实现节能减排。发酵企业产品生产过程中物料输送、加热中挥发、沉淀、跑、冒、滴