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生物法處理廢氣主要是利用微生物將廢氣中有機污染物及惡臭物質降解及轉化為無害或低分子化合物。
目前生物處理方法主要有:生物過濾法,生物吸收法和生物滴濾法等。
生物過濾法:
生物過濾法的基本原理:是指將濕化的有機廢氣通入填充有填料如土壤、堆肥、泥煤、樹皮、珍珠巖、活性炭等的生物過濾器中,與在填料上所附著生長的生物膜(微生物)接觸,被微生物所吸附降解轉化為簡單的無機物如(如CO2、H20、S042-、NO3-和CI-等)或合成新細胞物質的過程,處理后的氣體在從生物過濾器的另一端排出。
生物過濾工藝:是利用有較強吸附能力的填料如松樹皮、活性炭、陶粒、堆肥等完成對廢氣污染物的吸附,填料中有大童的微生物,微生物通過吸收捕獲廢氣中的污染物,通過微生物的代謝作用完成對污染物的降解。
在生物過濾器工藝中,廢氣先通過加濕,然后進入生物過濾床。濕閏的污染氣流通過固定有混合菌種的多孔填料,經凈化后氣體被排出生物過濾器系統(tǒng)。生物過濾器一般不需要額外補充營養(yǎng)物質(營養(yǎng)不足時,可以偶爾噴酒,主要是補充氮源或者是磷源),這是因為生物過濾器的填料通常是土壤,堆肥,泥炭,木屑,樹皮,顆粒活性炭和塑料材料或者數種材料混合使用,所以本身就為微生物的生長提供了足夠的營養(yǎng)以及微里營養(yǎng)素。生物過濾器中填料大多包含豐富的菌種,當然也可以額外接種微生物。生物過濾工藝的核心是生物過濾床,理想的生物過濾床應有如下重要特征:(1)用于微生物膜生長以及氣/生物膜傳質的高比表面積;(2)高空隙率,以促進氣體均勾分布;(3)良好的保水能力,避免床層干燥;(4)存在有效的固有營養(yǎng)物質;(5)存在密集的和多樣化的固有菌群。
生物洗滌法:
生物洗滌法的基本原理:生物吸收法也叫生物洗滌法。它是利用由微生物、營養(yǎng)物和水組成的微生物吸收液處理有機廢氣,適合于去除可溶性有機廢氣。吸收了廢氣的微生物混合液再進行好氧處理,去除液體中吸收的污染物,經處理后的吸收液再重復使用。在生物洗滌法中,微生物及其營養(yǎng)物配料存在于液體中,氣體污染物通過與懸浮液的接觸轉移到液體中,從而被微生物降解。
生物洗滌工藝:是一個由裝有惰性填料的吸收器和一個活性污泥反應器組成的懸浮活性污泥處理系統(tǒng),吸收器內的惰性填充材料,其主要用于增加氣液相的接觸面積,而不是作為生物相的載體。洗滌循環(huán)液從吸收室頂部噴淋而下,使廢氣中的污染物和氧氣通過溶解和吸附作用實現(xiàn)從氣相至液相的轉移,部分的有機物被直接降解,大部分的有機物進入到活性污泥處理系統(tǒng),通過活性污泥系統(tǒng)實現(xiàn)有機物的降解,洗滌循環(huán)液在活性污泥系統(tǒng)中通過曝氣再生。目前,大多數生物洗滌器的運行是以污水處理廠的活性污泥作為接種。
生物滴濾法:
生物滴濾法的基本原理:生物滴濾法處理VOCs的原理與生物過濾法基本相同,它是介于生物過濾法與生物洗滌法之間的一種生物處理技術。生物滴濾反應器中一般填充惰性填料,如陶瓷、碎石、珍珠巖、塑料材質填料等,在此系統(tǒng)中填料僅為微生物提供一定的附著表面。廢氣同生長在惰性填料上的生物膜(微生物)接觸,從而被生物降解。
生物滴濾工藝:生物滴濾池,是一種介于生物過濾法和生物洗滌法之間的處理工藝。相比生物過濾器,生物滴濾器中所用的填料是陶瓷、木炭、聚丙烯小球、顆?;钚蕴康榷栊圆牧希洳荒芴峁┪⑸锷嬉约吧L的營養(yǎng)物質。填料只是作為生物生長的載體,但其填料空隙率比生物過濾器高,使用壽命更長,流體阻力小。生物滴濾器整個系統(tǒng)的正常工作必須要有營養(yǎng)液,并通過循環(huán)泵將營養(yǎng)液噴淋到吸收塔內的填料上,營養(yǎng)液中一些營養(yǎng)物質(主要是氮源,磷源以及一些痕童元素)外,還起到了調節(jié)pH和控制塔內濕度的作用。有機氣體在進入吸收塔前也需要加濕,然后被惰性載體上的生物吸附并降解。
相比而言,生物滴濾器能處理范圍更廣的污染物,承受更大的污染負荷。這是因為生物滴濾器內的環(huán)境條件更好控制,而且潛在的有毒、頑固代謝產物會從系統(tǒng)中被清除出去。需要注意的是,生物滴濾器基于滴流的機制,因此這種工藝更適合于水溶性VOCs(Henry系數<0.1),當然由于微生物和污染物之間的接觸是同時發(fā)生的,所以對于VOCs在水中溶解度沒有生物洗滌器要求那么高。另外,由于微生物和污染物之間的接觸發(fā)生在VOCs擴散到液膜之后,所以對生物滴濾器運行而言,液體流速和循環(huán)速度被認為是影響其性能的重要參數。