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生物法处理有机废气

文章作者:huashang 文章来源:未知 发布时间:2019-11-11 13:41阅读次数:

        生物法处理有机废气简介

  一、技术简介

  生物法处理有机废气是利用微生物的生理过程,把有机废气中的有害物质转化为简单的无害的无机物,比如CO2、H2O及其它简单无机物等,从而达到净化废气的目的。自然界存在着各种微生物,能转化大多数的无机物和有机物,针对废气中的有机物种类,选择合适的微生物,在一个有利于微生物生长的环境中,促使微生物有效地吸收废气中的有机物,通过微生物自身的新陈代谢,把有害的物质转化为无害或低毒的物质。

  利用生物法处理废气时,不需要考虑再生和其他的高级处理过程,设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染,是一种无害的有机废气处理方式。

  二、微生物降解过程

  生物法处理废气需要在液相中进行(也可以在固体表面的液膜中进行),按照普遍采用的处理流程,一般有四个步骤:

  (1)废气中的污染物首先进入液相(由气膜扩散进入液膜)

  (2)液膜中的污染物在浓度差推动下扩散到生物膜,生物膜内的微生物开始吸收并分解有机物。

  (3)微生物将有机物分解为无害的CO2、H2O及其它简单无机物。

  (4)生化反应产生的无害气体从生物膜表面脱附进入气相,水保留于生物膜内。

  整个过程的速率取决于:

  A. 气相向固相的传质速率(与污染物性质及反应器结构有关)

  B. 用于降解的活性生物的质量。

  C. 活性生物的降解速率(取决于污染物种类、微生物生长环境等因素)
       

        有机废气处理
      三、用处理于废气的微生物种类

  人们发现,多种微生物有着相同的繁殖环境,因此,同一装置内可繁殖多种微生物,可以显著地降低成本。为了获得更好的降解效果,应详细了解各类微生物的特性,优选菌种,完善培养环境,以获得优良菌群。按照微生物获取营养的方式,用于治理含有机废气的菌类一般分为2种:

  1. 自养菌

  自养菌可以在没有氧气和有机碳的条件下,通过光和氨、硫化氢、硫、铁离子等的氧化获得能量,又通过卡尔文循环从二氧化碳中获得生长所需的碳,这一类微生物很适合于无机物的转化。自养菌的能量转换和生长过程比较缓慢,其生物负荷相对较低,对处理无机污染物而言比较困难,适配菌种比较少。

  2. 异养菌

  异养菌是通过有机物和氧来获取营养及能量的,适合于处理有机污染物,当配以适当的温度、酸碱度及氧,能较快地完成对污染物的降解,因此异养菌获得了广泛的使用,被用于包括乙醇、硫醇、甲酚、吲哚、脂肪酸、乙醛等有机物的降解。

 

  四、影响生物降解有机废物的因素

  1. 填料

  对填料的要求应该具备良好的传质能力,有利于化学转化的效率,应具备以下特性:

  a. 良好的微生物生长环境,适宜的营养物、温度、湿度、pH、充足的碳源供给。

  b. 较大的比表面积。

  c. 足够的结构强度,填料应有足够间隙,防止温度过高,利于气体排放。

  d. 保有足够水分,保证微生物的活性。

  e. 高孔隙率,增加气体滞留时间。

  f. 填料体密度低。

  2. 温度

  适宜的温度是微生物生存繁殖的必要条件,要保证菌群的大量存在,必须根据微生物的适宜温度维持相应的环境,按照不同种类的菌群的适宜温度,一般分为3类:

  a. 低温性(

  b. 中温性(25—40℃)

  c. 高温性(≧40℃)

  通常,利于有机物和无机物降解的微生物以中、高温菌群为主,一般情况下,大多在25—35℃下进行,而35℃是大多数好氧菌群的最佳温度。温度还会对污染物造成某些影响,例如,温度会使有机物在气固液各相间发生转移,温度过高会降低有机物在液相和填料上的吸附。

  3. pH值

  pH会极大地影响生命的新陈代谢水平,只有适宜的pH才能保证微生物有最好的新陈代谢水平,大多数微生物的适宜pH在4—10,最佳pH在6.5—7.5

  4. 溶解氧

  根据微生物新陈代谢与氧的关系,一般把微生物分为:

  a. 好氧微生物

  氧的供应量与微生物的增长呈正相关,氧对好氧微生物的作用有2个:氧充当电子受体;在硫醇类、不饱和脂肪酸合成中提供氧。

  b. 兼性厌氧(或兼性好氧)微生物

  该类微生物具有脱氢酶和氧化酶,在无氧和有氧环境中均能生存。在有氧环境下,氧化酶活性强,细胞色素及电子传递体系的其他组分均正常存在;无氧环境中,氧化酶不活动,细胞色素及电子传递体系的其他组分会减少甚至全部丧失,通入足够氧气后,这些组分的合成会恢复。

  c. 厌氧微生物

  仅生存于无氧条件,只有在无氧条件下才能进行发酵或无氧呼吸。在降解过程中,应注意保持无氧状态。

  5. 湿度

  湿度对降解的过程非常重要:

  a. 决定供养水平,如果填料的微孔中80—90%充满水,则可能是无氧条件;

  b. 为微生物活动提供水分,足够的水量能保证污染物完全进入液相,提高污染物降解率。

  c. 填料湿度过低会导致微生物失活,填料收缩、破裂导致气流短流;湿度过高,会使气流通过滤床压降增大,停留时间降低,还会引起供养不足,形成厌氧区,产生臭味。实验表明:填料适宜湿度应维持:40—60%;对于致密的填料和憎水的挥发性有机物,最佳含水量维持40% ;而密度较小且多孔的填料和亲水性有机物,最佳含水率不应低于60% 。


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