生物过滤塔技术治理VOCs工业废气研究报告
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生物法处理挥发性有机废气VOCs的研究对挥发性有机废气采用生物法进行处理,是最近几年研究出来的一种新型处理方式,而且优点较多,例如高效率、运营成本低、维护费用低、对环境不会造成二次污染、安全性较高等。
目前,最常见的生物法处理挥发性有机废气有三种方法:生物过滤池、生物虑滴塔、生物洗涤器。
本文通过说明这三种方法的使用步骤以及用图表的方式列出他们的优缺点,提出这三种方法的问题和发展方向。
标签:生物法;挥发性;有机废气常温下,饱和蒸气压大于70pa,沸点在260摄氏度以内的有机化合物称为挥发性有机物。
挥发性有机物包括氨气、碳氢化合物、苯以及苯的衍生物等。
一般情况,挥发性有机物气体会对人的身体健康和环境造成巨大的影响。
部分挥发性有机物具有致癌的风险,包括氯乙烯、苯等。
目前,会采用生物法、燃烧法、吸附法的方式对挥发性有机物进行处理,挥发性有机气体利用生物法进行处理时,其运营成本低、效果显著、不会对环境造成污染,在处理气量大、浓度低且生物降解性较好的废气时,优点会更显著一些。
1 生物法处理挥发性有机气体的工艺微生物能够在适合其生存条件下,将挥发性有机物中的能源作为自己的营养物质,将有机物分解为二氧化碳和水,这就是生物法。
利用生物法对挥发性有机物进行处理,已经有很多年的发展时间,但是目前国际上还是没有一个统一的理论。
荷兰学者Ottengraf S P提出的生物膜理论在国际上比较受欢迎,而国内则是由孙配石提出的吸附生物酶理论。
生物法处理挥发性有机气体采用的设备为生物过滤池、生物虑滴塔和生物洗涤器三大部分,这些也是活性污泥处理工艺。
其工艺大致为增湿器对挥发性气体进行润湿,有机废气通过附有生物膜的填料层时,有机废气里的污染物就能被生物膜上的微生物所分解。
需要注意的是,生物过滤池中的液体是相对静止或流速很慢的,并且容器也要根据实际情况对过滤池中的液体进行补充、调节PH。
生物虑滴塔和生物过滤池的构造基本相同,区别是生物虑滴塔的液体是从上方的喷头喷洒出,降解功能很强。
生物法处理挥发性有机废气(VOCs)的研究发表时间:2019-09-16T16:43:09.680Z 来源:《基层建设》2019年第17期作者:周相宙代玮马立科[导读] 摘要:文中介绍了生物法处理挥发气体的技术,详细介绍了生物滴滤塔、生物滤池以及生物洗涤器的优点和缺点,阐述了生物法处理挥发性有机废气存在的问题和未来的研究方向,为废气处理技术的提升提供一定的意见。
青岛市环境监测中心站山东青岛 266003摘要:文中介绍了生物法处理挥发气体的技术,详细介绍了生物滴滤塔、生物滤池以及生物洗涤器的优点和缺点,阐述了生物法处理挥发性有机废气存在的问题和未来的研究方向,为废气处理技术的提升提供一定的意见。
关键词:生物法;挥发性有机废气;研究1生物法处理挥发气体的技术简介生物净化的过程就是完成氧化分解反应的过程,活性微生物吸附在潮湿、多孔的介质上,将废气中的有机物吸收体内作为维持生命过程的养分和重要能量来源,经过反应后转化成H2O、CO2等简单无机物或者是细胞的重要组成物质等。
在此过程中废气中的有机物的含量经过氧化分解反应后不断降低,废气被净化。
1.1生物法处理有废气的原理生物法处理废气包含3个过程,首先是废气从气相传质到液相的过程;再次是经过对流和扩散过程,污染物从液膜的表面移动到生物膜的内部;微生物经过生物化学反应后转化为生物内部组成、新陈代谢副产物、CO2和H2O。
生物法处理污染物时要具备一定的操作条件和经验[1]。
要有一定的水分、保证VOCs气体从气相顺利转移到液相、PH值、有一定的缓冲量、VOCs气体被生物充分吸收。
虽然生物化学法处理废气的研究工作已经进行了很多年,但是目前仍然没有统一、较权威的理论。
荷兰学者Ottengraf是根据以往的双膜理论而提出的生物膜的相关理论,孙佩石依据吸附理论衍生了生物膜理论。
生物膜就是生物群在固体载体外部形成了具有粘性的膜状结构[2]。
环境比较潮湿微生物从废气中吸收有机物的各种物质,经过一些氧化分解反应,满足微生物日常消耗、生长、繁殖的能源需求,同时增加生物膜的厚度。
生物法处理挥发性有机废气VOCs的研究挥发性有机废气(VOCs)是一种对环境和人类健康都造成重大影响的废气。
这种废气的特性是挥发性强、不稳定,易燃易爆,有毒有害。
VOCs的污染源较广泛,包括油漆、胶水、溶剂、印刷、化妆品等行业以及汽车尾气等。
这些废气会污染大气,导致光化学反应,形成臭氧、二氧化氮等有害物质,危害人体健康。
因此,处理VOCs废气成为了环保领域的重要研究方向。
生物过滤法是最为常用的一种处理VOCs废气的方法。
其原理是将VOCs废气通过生物过滤层,让生物菌群利用废气中的有机物,将其氧化成CO2和水以及一些无害物质。
技术的难点在于生物过滤层的构建与维护。
常用的生物过滤层材料为填充物(如土壤、高岭土、木材屑等)。
过程中需要控制生物过滤层内的水分、温度、氧气含量等,以维持菌群的生长、繁殖。
生物膜法是一种相对较新的VOCs废气处理技术。
其原理是在低温下对VOCs废气进行生物膜反应,将废气中的有机物转化为二氧化碳和水。
生物膜法的优点在于系统建设相对简单,容易控制、操作、维护。
同时生物膜还可以起到一定的物理过滤作用,能够有效除去废气中的颗粒物。
生物吸附法是近年来逐渐成熟的VOCs废气处理技术。
其原理是通过吸附材料吸附废气中的有机物,废气经过过滤、除湿等处理步骤后,进入吸附器进行吸附。
吸附材料常用的有活性炭、活性氧化铝、分子筛等。
技术的优点在于废气可以被并行处理,以最低的成本和能源消耗达到高效净化。
虽然生物法处理VOCs废气技术成熟,但是针对VOCs废气种类的不同,选择不同的生物法处理方式可以达到更好的效果。
同时,生物法处理VOCs废气成本低、维护简单可靠,操作方便,已经成为了VOCs废气处理的首选技术之一。
未来生物法处理技术的发展以及其与其他废气处理技术的融合将会成为VOCs废气处理技术的发展趋势。
生物过滤塔处理苯乙烯隔油池废气中试实验生物过滤塔处理苯乙烯隔油池废气中试实验随着工业化进程的推进和人们生活水平的提高,化学工业在社会经济发展中发挥着重要作用。
但与此同时,化学工业产生的废气也带来了环境污染问题。
苯乙烯作为一种常见的有机化合物,在化学工业中广泛使用,其废气对环境造成了严重的威胁。
为了解决苯乙烯废气排放问题,采用生物过滤塔处理废气已成为一种有效的方法。
本研究旨在探索生物过滤塔处理苯乙烯隔油池废气的可行性,并评估其去除效果。
实验选取了一家化工厂的苯乙烯隔油池废气作为处理对象,以生物过滤塔为主要处理设备。
实验过程分为两个阶段进行,分别为初始适应期和稳定运行期。
在初始适应期中,我们首先从现场采集到苯乙烯隔油池废气样品,并进行分析确定了其主要成分含量。
实验室准备了一定量的培养基和菌种,并将其添加到生物过滤塔中。
随着时间的推移,生物过滤塔中的微生物逐渐适应苯乙烯的存在,其菌群结构和代谢能力得到优化。
在适应期结束后,我们进行了一次苯乙烯废气的处理实验,并对处理后的废气进行了分析。
在稳定运行期中,我们对生物过滤塔进行了连续运行,以评估其长期的处理效果和稳定性。
通过收集处理后的废气样品,我们对苯乙烯的去除率、COD、氨氮等指标进行了监测和分析。
实验结果表明,生物过滤塔对苯乙烯废气具有较好的处理效果,去除率可达80%以上。
同时,处理后的废气中COD和氨氮含量也有显著降低。
这表明生物过滤塔在处理苯乙烯废气中具有良好的降解能力和处理效果。
实验结果的取得,验证了生物过滤塔在处理苯乙烯废气中的可行性和有效性。
生物过滤塔作为一种新兴的废气处理技术,以其低成本、高效率和环保等特点得到了广泛应用。
然而,本实验尚存在一些问题,如生物过滤塔高负荷运行时的处理效果、微生物群落的稳定性等,需要进一步研究和改进。
综上所述,本实验通过对生物过滤塔处理苯乙烯隔油池废气的中试实验,验证了其在苯乙烯废气治理中的有效性。
该方法具有一定的工程应用前景,但仍需进一步研究和改进,以提高处理效果和稳定性。
生物治理技术对工业有机废气VOCs的工程应用研究作者:王志强,王明健来源:《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2018年第5期(1.Guangzhou Environmental Protection Engineering Co.Ltd., Guangzhou 510115,China;2.Guangzhou Yachuang Environmental Technology Co.Ltd., Guangzhou 510665, China)摘要论文指出生物技术在工业有机废气(VOCs)治理的应用可行性,以及生物净化系统中的生物填料、温度、pH、污染物浓度等为生物法的重要影响因子。
阐述了利用生物净化技术对涂料生产废气治理的实际的工程案例,根据工程处理效果进行了研究分析。
AbstractThe paper points out the application feasibility of biotechnology in the treatment of industrial organic waste gas (VOCs), and theimportant factors inthebiological purificationsystemthat affectthebiologicalmethods ,suchasbiological packing, temperature, pHand pollutantconcentrationandso on.The practical engineeringcase of treatingthewaste gasofpainting production byusing biological purification technologyisexpounded, andthe effectof the engineeringtreatment is studiedandanalyzed.关键词有机废气;VOCs;微生物;涂料废气;生物降解Keywordsorganicwastegas;VOCs;microorganism;paintwastegas; biodegradation【中图分类号】X51 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2018)05-0120-021 引言工业有机废气的净化处理是大气污染控制的一个重要方面。
VOCs废气的生物技术处理摘要:VOCs废气对于环境和人类危害巨大,不同类型的VOCs废气,应采取富有针对性且行之有效的处理工艺以达到处理效果的最优化。
本文研究了生物技术处理VOCs废气的技术要点,并对多种技术联合处理苯系物的研究做出展望。
关键词:VOCs;生物学技术引言VOCs挥发性有机化合物的主要成分有烃类、卤代烃、氮烃、含氧烃、硫烃及低沸点的多环芳烃等,特点为沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发。
很多化工产业都不可避免地排放该类物质,如果不能合理地处理,将对大气造成较大的污染,对人畜以及各类建筑设施造成一定的伤害。
1.VOCs废气的生物技术要点1.1基本原理利用生物技术进行VOCs的处理,以最常见的反应器来分析,其具体的原理是,构建一个反应容器,其中最底层是生物膜层,设置了一定量的微生物群落,其上是以水为主的液体,是为液相,再至上则是气体空间,是为气相,含有一定的氧气。
VOCs从气相位置被液体吸附,并逐渐融入到液体中,然后再与生物膜接触并被微生物所降解,对于特定的微生物来说,很多VOCs是一种能量和碳元素的来源。
微生物将其降解后,就生成一定的水与二氧化碳,没有任何毒性,排出到气体环境中。
在这个过程中,需要VOCs从气相环境里中通过气液传质融入到液体环境中,然后再进一步被生物膜吸附。
根据上述原理我们不难看出,采用生物技术对VOCs进行消除,其具体的效果,与VOCs自身的各类物质含量、浓度,与容器的结构大小,与微生物的生物活性等有直接的关系。
同时也与VOCs从气相到生物膜的两次传质情况有直接的关系。
1.2控制要点前文已述,在利用生物技术对VOCs进行处理时,需要经过两次传质过程,其一是污染气体从气相环境中到液相环境中,其二是被处理物从液相传质到生物膜。
这里引入亨利常数的概念,亨利常数,是指一定温度下溶于定量液体中的气体量与溶液处于平衡的该气体分压的比值。
可见在其他条件固定的情况下,不同的VOCs成分的传质效果取决于其亨利常数。
生物法处理挥发性有机废气VOCs的研究概述挥发性有机废气VOCs是指在大气中挥发的有机化合物,具有高挥发性和易燃性。
VOCs 是一种对环境和人类健康有害的废气排放物质,对大气污染和温室效应也有重要影响。
为了减少VOCs对环境的危害,需要采取有效的治理措施。
而生物法处理VOCs废气是一种环保、经济和高效的方法,其主要原理是利用生物吸附和生物降解VOCs。
本文将重点介绍生物法处理VOCs废气的研究现状和发展趋势,以及生物法处理VOCs废气的关键技术和应用前景。
VOCs的来源和特性VOCs主要来源于燃烧排放、工业生产、交通运输、化工生产等过程中。
常见的VOCs包括苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯等,这些化合物具有较高的挥发性和有害性,对人体和环境都会造成危害。
由于VOCs易挥发,且在大气中停留时间长,易造成空气污染和温室效应。
生物法处理VOCs废气的研究现状生物法处理VOCs废气是指利用微生物、植物或其代谢物质等生物体系来去除VOCs的技术方法。
目前,生物法处理VOCs废气已成为一种主流的治理技术,其具有处理效率高、成本低、无二次污染等优点,受到了广泛关注。
在国内外,研究人员对于生物法处理VOCs废气的机理和技术进行了深入的探究。
研究表明,生物法处理VOCs废气的关键是选取合适的生物吸附剂和生物降解菌种,以及优化生物处理系统的操作条件。
生物吸附剂可以吸附VOCs废气,而生物降解菌种可以将VOCs分解为无害的物质。
研究人员还对生物法处理VOCs废气的影响因素和处理效果进行了系统分析和评价,不断优化了生物法处理技术。
生物法处理VOCs废气的关键技术生物法处理VOCs废气的关键技术包括生物吸附和生物降解。
生物吸附是指利用微生物、植物或其代谢物质来吸附VOCs,通常采用生物滤料或生物膜作为吸附剂。
而生物降解是指利用微生物将VOCs分解成无害物质,通常采用生物反应器或生物滤池进行处理。
生物法处理VOCs废气的关键技术还包括菌种筛选、培养条件优化、生物反应器设计等方面。
涂装行业有机废气治理项目解决方案一、涂装行业有机废气治理目概况简述涂装车间的废气主要是涂料中含有的有机溶剂和涂膜在喷涂及烘干时的分解物,统称为挥发性有机化合物(VOC),其成份主要有甲苯和二甲苯。
这些成份对人的健康和生活环境有害,并且有恶臭,人如果长期吸入低浓度的有机废气,会引发咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿等慢性呼吸道疾病,是目前公认的强烈致癌物。
有机废气对光化学烟雾、酸雨的形成起着非常重要的作用。
为减少涂料中的VOC,开发了水性涂料和粉末涂料,但水性涂料中仍含有一定比例的有机溶剂。
为此,各国颁布了相应的法令,限制该类气体的排放,我国于1997年颁布并实施的GB16297《大气污染综合排放标准》,限定了33种污染物的排放限值,其中包括苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机溶剂。
近年来,随着人们环保意识提高,环保法规不断完善与执法力度不断提高,汽车生产厂在新建涂装线中需配置废气处理设备,对老的涂装线也在逐步补充废气处理装置,废气经过处理达标后才能排放。
针对不同的涂装废气,不同的厂家采用了不同的方法,下面就汽车涂装废气处理技术进行初浅的分析探讨。
根据汽车涂装生产工艺,涂装废气主要来自于喷涂、干燥过程。
所排放的污染物主要为:喷漆时产生的漆雾和有机溶剂,干燥挥发时产生的有机溶剂。
漆雾主要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的部分,其成分与所使用的涂料一致。
有机溶剂主要来自于涂料使用过程中的溶剂、稀释剂,绝大部分属挥发性排放,其主要的污染物为二甲苯、苯、甲苯等。
故涂装中排放的有害废气的主要发生源为喷漆室、晾干室、烘干室。
二、涂装行业有机废气治理工艺技术比较对有机溶剂废气的处理方法有多种,但每种处理方法都有其适用性和局限性,因此有机废气处理工艺的选择,需要结合有机溶剂的物理化学特征。
常见的处理工艺有两类:一类是破坏性方法,如燃烧法等主要用于处理无回收价值或有一定的毒性的气体;另一类是非破坏性的,即吸收法,吸附法、冷凝法,以及新发展的生物膜法、脉冲电晕法、臭氧分解法、等离子体分解法等。
南沃斯生物过滤塔治理废气技术研究报告
1、研究结论
本研究考察了关键操作参数对单一生物过滤工艺和单一紫外光降解工艺对氯苯去除性能的影响。
在此基础上,考察和比较了紫外一生物过滤联合工艺和单一生物过滤工艺的氯苯去除性能,并研究了联合工艺中紫外单元对生物过滤单元的影响机理,最后建立了联合工艺运行性能的模拟模型。
主要结论如下。
①进口氯苯浓度和无机氮源营养盐对于维持和提高生物过滤塔的氯苯去除性能有重要影响。
高浓度氯苯气体对单一生物过滤塔内微生物产生抑制作用。
当进口浓度大于1440mg/m3时,氯苯去除速率随进口浓度升高而显著下降。
氨氮较硝酸盐氮更易被微生物利用,从而提高生物过滤塔的去除性能。
在本研究的实验条件下,最佳的氨氮投加浓度范围为0. 55~l. 10gN/L营养液,去除氯苯所需的碳氮比(C/N)为7/1~14/1.
②单一紫外光降解工艺尾气的生物毒性显著升高。
三维荧光光谱、离子色谱和GC-MS等分析结果表明,苯酚、氯酚等酚类物质和甲酸、乙酸等酸类物质是氯苯紫外光降解的主要产物。
其中,氯酚的急性生物毒性明显大于氯苯,是紫外光降解工艺尾气中急性生物毒性上升的主要原因。
③紫外-生物过滤联合工艺的氯苯去除性能优于单一生物过滤工艺。
在气体流量为0. lm-3时(单一生物过滤工艺和联合工艺的空塔停留时间分别为122s和203s),单一生物过滤工艺存在最大的氯苯去除速率「约为40g/ (m3·h)],而联合工艺氯苯去除速率随进口负荷呈线性增加(紫外单元的平均辐射能吸收速率为38 W/m3 )。
在高氯苯浓度条件下(1000 ~ 2500mg/m3 ),联合工艺的去除率(40%~60%)高于单一生物过滤工艺(10%~30%)。
④联合工艺中紫外单元促进了生物过滤单元的氯苯去除性能。
在相同过滤塔氯苯负荷条件下[大于
50 g/ (m3·h)时〕,联合工艺中生物过滤单元的氯苯去除速率高于单一生物过滤工艺。
当氯苯负荷大于100g/ (m3·h>时,单一生物过滤工艺的氯苯去除速率出现下降趋势,而联合工艺中生物过滤单元的氯苯去除速率仍随进口负荷的增加而增加。
⑤联合工艺较单一生物过滤工艺和单一紫外光降解工艺具有显著优势。
紫外单元有效削弱了冲击负荷对后续生物过滤单元的影响。
紫外单元产生的臭氧延缓了生物过滤单元生物量的积累,减小了填料层的压损。
同时,紫外单元有效降低了生物过滤单元排放的生物气溶胶浓度。
另一方面,生物过滤单元可以有效去除氯苯紫外光降解产物,降低了紫外单元尾气的急性生物毒性和臭氧浓度,从而降低单一紫外光降解技术带来的健康风险。
⑥氯苯紫外光降解产物酸类物质和酚类物质未明显改变生物过滤塔的氯苯去除性能。
紫外副产物(臭氧:10 ~ 50mg/m3)显著促进了生物过滤塔对氯苯的去除性能,表明臭氧可能是紫外单元促进生物过滤单元运行性能的主要原因。
⑦联合工艺中紫外单元对生物过滤单元的影响机理如下。
a.紫外单元去除一部分氯苯,减小了冲击负荷对生物过滤单元的影响,保证了生物过滤塔的稳定运行。
b.氯苯紫外光降解产物导致了生物过滤单元填料层pH的小幅下降。
c.紫外单元产生的臭氧减小了生物膜厚度和胞外多聚物(EPS)含量,改变了生物膜特性。
d.紫外单元延缓了生物量的积累,增加了填料层比表面积,改善了生物过滤单元填料层的结构特性。
e.紫外单元改变了生物过滤单元微生物的代谢特性和群落结构。
⑧联合工艺和单一生物过滤工艺中微生物的代谢特性和群落结构存在显著差异。
a.联合工艺中微生物的平均代谢活性高于单一生物过滤工艺。
微生物代谢特性的主成分分析结果表明,联合工艺开启紫外灯后的微生物代谢特征与单一生物过滤工艺中微生物存在显著差异。
联合工艺中微生物优先利用醋类和胺类物质,而单一生物过滤工艺中微生物优先利用醋类和糖类物质。
臭氧作用下微生物的代谢特性与联合工艺中微生物的代谢特性较为接近。
b.微生物醒指纹的分析结果表明,联合工艺和单一生物过滤工艺中微生物的群落结构存在显著差异。
联合工艺中微生物的优势醒种类为Menaquinone-9 (Hz2) ,而单一生物过滤工艺微生物的优势醒种类为Ubiquinone-8。
臭氧作用下的微生物群落结构与联合工艺中微生物群落结构相似。
⑨本研究建立的联合工艺模型引入了增强因子参数,定量表征了紫外单元对生物过滤单元的影响,较好地模拟了联合工艺对氯苯的去除性能。
模型的分析结果表明,进口氯苯浓度,紫外单元辐射能吸收速率和气体流量是影响联合工艺运行性能的主要因素。
根据该模型,计算确定了紫外单元处理氯苯至200~700mg/m3范围时所需的最小辐射能和空塔停留时间。
并在空塔气速为8. 8~17. 7m/h范围内,进一步计算确定了后续生物过滤单元处理氯苯达标运行所需的最小空塔停留时间和填料层高度。
⑩紫外一生物联合工艺成果应用于江苏某工程机械有限公司的零件喷涂车间排放的尾气处理工程,出口的TVOC浓度保持在50mg/m“以下,达到国家《大气污染物排放标准》(GB 16297-1996)主要VOCs物质(甲苯等)的排放浓度要求(60mg/m3)。
本研究的主要创新点包括以下几个方面
①建立了紫外一生物过滤联合工艺,证明联合工艺在提高氯苯去除效率和控制尾气生物毒性及生物气溶胶方面具有明显优势。
②揭示了紫外单元对生物过滤单元的影响机理,臭氧是促进生物过滤单元运行性能的主要原因。
③建立了适合紫外一生物过滤联合工艺的模拟模型,定量表征了紫外单元对生物过滤单元的影响作用。
2、生物过滤塔在VOCs治理方向未来展望
建议今后在南沃斯的研究工作的基础上,继续开展以下研究。
①提出联合工艺对尾气中生物毒性和臭氧浓度的控制策略。
本研究发现联合工艺生物过滤单元可有效降低紫外单元尾气生物毒性和臭氧浓度。
但联合工艺出口的尾气中仍具有一定的生物毒性和臭氧浓度。
因此,需要进一步研究紫外单元尾气生物毒性和臭氧的产生规律及其影响因素。
在此基础上,提出联合工艺对尾气生物毒性和臭氧浓度的控制策略。
②需要进一步研究紫外单元对生物过滤单元运行性能的影响因素及其定量表示方法,以更深人地认识紫外单元对生物过滤单元的作用机制,并更准确地模拟联合工艺的运行性能。
③本研究建立的紫外一生物过滤联合工艺实现了对氯苯的高效去除。
建议进一步考察该联合工艺对其他难降解VOCs和混合VOCs的去除性能,进一步扩展联合工艺的应用范围。
④分离和鉴定联合工艺和单一生物过滤工艺中生物过滤单元的优势降解菌,分析和比较不同工艺优势菌的降解特性。