生物法凈化有機(jī)廢氣

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上有機(jī)廢氣治理技術(shù)課程論文環(huán)境工程08-2班姓名：劉永勝學(xué)號(hào)：生物法凈化有機(jī)廢氣摘要：有機(jī)廢氣的概念及治理技術(shù)的分類，主要介紹生物法處理有機(jī)廢氣的原理及其工藝。關(guān)鍵詞 ： 揮發(fā)性有機(jī)廢氣 生物法 生物過濾 生物洗滌 生物滴濾揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Orgnaic Compounds,簡(jiǎn)稱VOCS）是一大類有機(jī)污染物,通常是指在常溫下飽和蒸氣壓約大于70Pa,常壓下沸點(diǎn)小于260的有機(jī)化合物。從環(huán)境監(jiān)測(cè)的角度來講,它指以氫火焰離子檢測(cè)器測(cè)出的非甲烷烴類檢出物的總稱,主要包括氧烴類、烴類、氮烴、鹵代烴類及硫烴類化合物等。除此之外,VOCS還有以下幾種定義：指任何

2、能參加氣相光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物；一般壓力條件下,沸點(diǎn)（或初餾點(diǎn)）低于或等于250的任何有機(jī)化合物；世界衛(wèi)生組織（WHO，1989）,對(duì)總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）的定義是:熔點(diǎn)低于室溫,沸點(diǎn)范圍在50260之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。由于人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，提出了各種辦法來減少揮發(fā)性有機(jī)廢氣在人類生存環(huán)境中的濃度，分別為催化氧化燃燒（Catalytic Oxidization），熱力燃燒（Thermal Oxidization），生物法（Bio-Treatment），化學(xué)氧化法（Chemical Oxidization)，電暈法（Corona technology

3、 ），冷凝（Condenstion），吸附（Adsorption）， 吸收（Absorption），膜分離法（Separation Membrane）。各種方法有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在眾多的方法中，我認(rèn)為生物法是最好的，因?yàn)槲覈鴩窠?jīng)濟(jì)處在迅速發(fā)展的時(shí)期，針對(duì)工業(yè)上氣量大、濃度低，且污染物大都無回收價(jià)值的VOCs廢氣治理而言，生物法與其他方法相比，無論從經(jīng)濟(jì)角度，還是從技術(shù)角度上來講，都有不可比擬的優(yōu)越性和重要性。它工藝簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、無二次污染，特別是費(fèi)用低、能耗少是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)有利技術(shù)措施。因此，生物法備受人們的青睞，吸引著世界各國許多環(huán)保人士致力于該方法的研究

4、，以開發(fā)更有效的生物處理技術(shù)。先將各種治理有機(jī)廢氣的方法作簡(jiǎn)要的介紹，再詳細(xì)闡述生物法在治理中的重要作用。(一)熱力燃燒（Thermal Oxidization）燃燒法是利用有機(jī)氣相污染物易燃燒性質(zhì)進(jìn)行處理的一種方法。其中，直接燃燒法，又稱火焰燃燒法，它是把可燃的有機(jī)氣相污染物當(dāng)作燃料來燃燒的一種方法。該法適合處理高濃度有機(jī)氣相污染物，燃燒溫度控制在 650以上，去除效率達(dá) 95以上。（二）催化氧化燃燒（Catalytic Oxidization）催化氧化燃燒是一種類似熱氧化的方式來處理有機(jī)氣相污染物的，它凈化有機(jī)物是用鉑、鈀等貴金屬催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來代替火焰，操作溫度較熱氧化低一

5、半，通常為250500。（三）化學(xué)氧化法（Chemical Oxidization) 臭氧氧化法 紫外光催化氧化法（Ultraviolet ） （1）紫外光+O2 紫外光氧化去除氣態(tài)有機(jī)物是利用紫外光和活性氧來破壞氣態(tài)的VOCs，如通過調(diào)頻紫外光的光催化作用與臭氧或過氧化氫等氧化劑一同破壞揮發(fā)性有機(jī)化合物。通常，大多數(shù)的VOCs只會(huì)被紫外線激活，銷毀則主要是由氧化劑來完成的。 (2)紫外光+TiO2 特定波長(zhǎng)的光照射納米TiO2 半導(dǎo)體材料 ,可以激發(fā)出“電子-空穴”對(duì)(一種高能粒子) ,這種“電子-空穴” 和周圍的水、氧氣發(fā)生反應(yīng)后 ,就產(chǎn)生了具有極強(qiáng)氧化能力的自由基活性物質(zhì) ,可將氣體中的

6、甲醛、苯、氨氣、硫化氫等有害污染物氧化、分解成 CO2、H2O 等無毒無味的物質(zhì)。故不存在吸附飽和和二次污染問題。（四）電暈法（Corona technology ）電暈法處理VOCs的原理是通過高壓脈電暈，在常溫下產(chǎn)生大量的高能電子或高能電子激發(fā)產(chǎn)生的O、OH、N等活性粒子，并且還可以產(chǎn)生臭氧，各種活性粒子和臭氧會(huì)與VOCs發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞VOCs分子中的CC、CO或CH等化學(xué)鍵，由于O、OH基及臭氧具有強(qiáng)氧化能力，結(jié)果使C、H分解氧化產(chǎn)生CO2和H2O。（五）冷凝（Condenstion） 冷凝是對(duì)廢氣進(jìn)行冷卻或加壓使其中待去除的物質(zhì)達(dá)到過飽和狀態(tài)而冷凝從氣體中分離出來，冷凝的效率由于受

7、到冷卻程度和加壓程度的限制，一般不會(huì)太高，因此往往作為預(yù)處理和前級(jí)凈化手段，其排氣還需進(jìn)一步處理后才能排放。（六）吸附（Adsorption） 在吸附法中，其主要利用吸附劑的表面物理吸附作用將VOCs從氣體中分離出來。吸附劑在使用和再生的過程中會(huì)不斷的損失其吸附容量，因此在使用一定時(shí)間后需全部更換。（七）吸收（Absorption） 吸收是通過讓含VOCs的污染氣體與液體溶劑接觸而達(dá)到使污染物從氣相轉(zhuǎn)移到液相的一種操作過程。過程是在填料塔、板式塔或噴霧塔等吸收裝置中完成的。（八）膜分離法（Separation Membrane）膜分離技術(shù)是一種新的高效分離方法。采用對(duì)有機(jī)物具有選擇性滲透的高分

8、子膜，在一定壓力下，VOCs氣體進(jìn)入膜分離系統(tǒng)，膜選擇性地讓VOCs氣體通過而被富集，脫除了VOCs的氣體達(dá)標(biāo)排放。（九）生物法（Bio-Treatment）生物凈化技術(shù)的實(shí)質(zhì)是附著在濾料介質(zhì)中的微生物在適宜的環(huán)境條件下，利用廢氣中的有機(jī)成分作為碳源和能源，維持其生命活動(dòng),并將有機(jī)物分解為二氧化碳、水、無機(jī)鹽和生物質(zhì)等無害的物質(zhì)。 生物法是一種經(jīng)濟(jì)有效環(huán)境友好的VOCs治理方法，主要適用于低濃度有機(jī)廢氣的治理。在生物法處理揮發(fā)性有機(jī)物方面，已成功的開發(fā)了生物過濾器、生物洗滌塔、生物滴濾器等系統(tǒng)。1.生物法處理VOCs原理生物法處理VOCs廢氣機(jī)理如圖所示，VOCs廢氣的生物凈化是微生物通過代謝

9、活動(dòng)，將廢氣中的VOCs轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無機(jī)物（CO2和H2O等）及細(xì)胞組成物質(zhì)的過程。 廢氣的生物凈化過程和廢水的生物凈化過程的最大區(qū)別在于：氣態(tài)污染物首先要經(jīng)歷由氣相轉(zhuǎn)移到液相或固體表面的液膜中的傳質(zhì)過程，然后污染物才在液相或固相表面被微生物降解。 按照生物膜理論，有機(jī)廢氣的生物治理須經(jīng)三個(gè)階段，即氣液轉(zhuǎn)化階段、生物吸附吸收階段和生物降解階段。（1）氣液轉(zhuǎn)化階段 廢氣中有機(jī)物同水接觸并溶于液相中，經(jīng)氣液相傳質(zhì)，廢氣中的一些小分子轉(zhuǎn)移到液相中，從氣膜進(jìn)入液膜。（2）生物吸附吸收階段 溶于液相中的污染物成分在濃度差的推動(dòng)下，進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜，被微生物作為營養(yǎng)成分吸收和捕獲。（3）生物降解階段被微

10、生物細(xì)胞吸收的有機(jī)物，在微生物代謝過程中被降解，轉(zhuǎn)化為微生物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分或CO2和H2O；同時(shí)，生化反應(yīng)的氣態(tài)產(chǎn)物脫離生物膜，逆向擴(kuò)散通過液膜和氣膜最后進(jìn)入大氣被排放。2.有機(jī)廢氣處理工藝工藝：生物過濾、生物洗滌和生物滴濾一般認(rèn)為，處理亨利系數(shù)較低(Hc<0. 01)，易溶于水的污染物，傾向于采用生物洗滌法；亨利系數(shù)較高(Hc >1)，難溶于水的污染物適宜于用生物過濾法；溶解度介于兩者之間的污染物質(zhì)(0. 01<Hc < 1)，則可以選用生物滴濾塔進(jìn)行處理。而當(dāng)污染物的亨利系數(shù)大于10，極難溶于水時(shí)，則不適宜于用生物法處理生物過濾法（Biofilter）生物過濾法的

11、基本原理： 生物過濾法是指將濕化的有機(jī)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(zhǎng)的生物膜（微生物）接觸，被微生物所吸附降解,最終轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無機(jī)物如（如CO2、H2O、SO42-、NO3- 和Cl-等）或合成新細(xì)胞物質(zhì)的過程，處理后的氣體在從生物過濾器的另一端排出。生物洗滌法(Bioscrubber)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(jī)廢氣,適合于去除可溶性有機(jī)廢氣。吸收了廢氣的微生物混合液再進(jìn)行好氧處理，去除液體中吸收的污染物，經(jīng)處理后的吸收液再重復(fù)使用。在生物洗滌法中，

12、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(zhuǎn)移到液體中，從而被微生物降解。生物滴濾法(Biotrickling filter)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(shù)。生物滴濾反應(yīng)器中一般填充惰性填料,如陶瓷、碎石、珍珠巖、塑料材質(zhì)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(zhǎng)在惰性填料上的生物膜（微生物）接觸,從而被生物降解。雖然生物法在處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣方面有很多的優(yōu)點(diǎn)和好處，但是它也有一些不足，生物法的缺點(diǎn)主要是所能承載的污染物負(fù)荷不能太高,因而一般占地較大。另外,對(duì)于氣態(tài)污染物生物進(jìn)化的機(jī)制了解還不充分,設(shè)計(jì)和運(yùn)行基本還停留在經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)的水平,造成一些設(shè)備的運(yùn)行效果不穩(wěn)定。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，我相信一定能夠克服生物法的缺點(diǎn)和不足，并且可以設(shè)計(jì)更好的處理設(shè)施來處理揮發(fā)