废气的生物处理技术共101页
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生物法处理废气废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。
自然界中存在各种各样的微生物,几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。
生物处理不需要再生和其他高级处理过程,与其他净化法相比,具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点,但不能回收利用污染物质。
1.2.3.1 基本原理在适宜的环境条件下,微生物不断吸收营养物质,并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。
废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点,把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水,以及细胞物质等。
1.2.3.2 微生物降解污染物的过程由于微生物将废气中的有害物质进行转化的过程在气相中难以进行,所以废气中气态污染物首先要经气相转移到液相或固体表面的液膜中的传质过程,然后污染物才在液相或固体表面被微生物吸附降解。
按照Ottengraf 提出的生物膜理论,生物法净化处理工业废气一般要经历以下四个步骤(图1-1)。
1)废气中的污染物首先同水接触并溶解于水中(由气膜扩散进入液膜);2)溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜,进而被其中的微生物捕获并吸收;3)微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产品或者C02、水等;4)生化反应产物0 0 2从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体,而1120 则被保持在生物膜内。
气态污染物的生物处理过程也是人类对自然过程的强化和工程控制,其过程的速率取决于:①气相向液固相的传质速率(与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关);②能起降解作用的活性生物质量;③生物降解速率(与污染物的种类、生物生长环境条件、控制作用有关)。
表1-1 列出了各种气态污染物的生物降解效果。
填料固液混合层图1-1生物法净化工业废气的传质降解模型按照获取营养的方式不同,用于污染物生物降解的微生物有两大类:自养菌和异养菌。
自养菌可以在无有机碳和氧的条件下,以光和氨、硫化氢、硫和铁离子等的氧化获得必要的能量,而生长所需的碳则由二氧化碳通过卡尔文循环提供,因此它特别适合于无机物的转化。
废气生物处理技术废气生物处理技术扫盲贴随着公众环保意识的不断提高和执行环保排放标准愈来愈严格,有害空气污染物质(HAPs)和工厂尾气造成的环境污染问题越来越受到人们的重视。
处理废气有很多种方法,生物法是一种有效的、费用较低的、没有二次污染的方法。
工艺废气的物理化学处理方法污染物质可以通过热处理、活性炭吸附或化学洗涤从工业废气中。
热处理包括直接燃烧和催化氧化,当有机污染物的浓度高时,热处理的方法是有效的,然而,当有机物的浓度低时,热处理的费用将很高,原因是需要的燃料较多;活性炭吸附中,有机污染化合物被吸附到炭表面,从而产生清洁空气。
每单位质量的炭的吸附数量同空气中污染物质的浓度有关,浓度低时吸附率低。
因此,当污染物的浓度降低时,吸附每单位质量的污染物所需的炭量将变得很大;洗涤作用对于去除许多有毒气体和其他高溶解度的化合物有效,但是运行费用高。
工业废气的生物处理方法工业废气的生化处理系统属于一种环保友好技术。
相对于上述的物理方法,生物法更加适用于处理低浓度的有毒空气污染物质(HAPs),且具有投资运行费用省、维护管理简单、不产生二次污染等特点。
在欧洲,燃料费用较高,关于恶臭的规范也很严格,所以广泛采用生物法去除恶臭气体。
生物法的实质是利用有孔的、潮湿的介质上聚集的活性微生物的生命活动,将废气中的有害物质转变为简单的无机物(如CO2和H2O)或细胞自身物质。
一般认为生物法净化有机废气需经历三个步骤:1、有机废气成分首先同水接触并溶于水中(即由气相扩散进入液相);2、溶解于液相中的有机成分在浓度差的推动下,进一步扩散至介质周围的生物膜,进而被其中的微生物捕捉并吸收;3、进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解,经生物化学反应最终转化为无害的化合物(如CO2和H2O)。
用生物法处理污染物需要一些经验和操作条件。
例如,要保持适当的水分、pH值、确保VOCs其从气态转移到液态、VOCs气体被生物量吸收、有适量的缓冲量、供应适当的氧气给生物量以及除去有抑制作用的副产物等。
生物法处理废气废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。
自然界中存在各种各样的微生物,几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。
生物处理不需要再生和其他高级处理过程,与其他净化法相比,具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点,但不能回收利用污染物质。
1.2.3.1基本原理在适宜的环境条件下,微生物不断吸收营养物质,并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。
废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点,把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水,以及细胞物质等。
1.2.3.2微生物降解污染物的过程由于微生物将废气中的有害物质进行转化的过程在气相中难以进行,所以废气中气态污染物首先要经气相转移到液相或固体表面的液膜中的传质过程,然后污染物才在液相或固体表面被微生物吸附降解。
按照Ottengraf提出的生物膜理论,生物法净化处理工业废气一般要经历以下四个步骤(图1-1)。
1)废气中的污染物首先同水接触并溶解于水中(由气膜扩散进入液膜);2)溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜,进而被其中的微生物捕获并吸收;3)微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产品或者C02、水等;4)生化反应产物002从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体,而1120则被保持在生物膜内。
气态污染物的生物处理过程也是人类对自然过程的强化和工程控制,其过程的速率取决于:①气相向液固相的传质速率(与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关);②能起降解作用的活性生物质量;③生物降解速率(与污染物的种类、生物生长环境条件、控制作用有关)。
表1-1列出了各种气态污染物的生物降解效果。
填料固液混合层图1-1生物法净化工业废气的传质降解模型表1-1微生物对各种气态污染物的生物降解效果1.2.3.3废气生物处理的微生物浩成环保——提供海量废气处理资料下载按照获取营养的方式不同,用于污染物生物降解的微生物有两大类:自养菌和异养菌。
生物法处理废气废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。
自然界中存在各种各样的微生物,几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。
生物处理不需要再生和其他高级处理过程,与其他净化法相比,具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点,但不能回收利用污染物质。
1.2.3.1基本原理在适宜的环境条件下,微生物不断吸收营养物质,并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。
废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点,把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水,以及细胞物质等。
1.2.3.2微生物降解污染物的过程由于微生物将废气中的有害物质进行转化的过程在气相中难以进行,所以废气中气态污染物首先要经气相转移到液相或固体表面的液膜中的传质过程,然后污染物才在液相或固体表面被微生物吸附降解。
按照Ottengraf提出的生物膜理论,生物法净化处理工业废气一般要经历以下四个步骤(图1-1)。
1)废气中的污染物首先同水接触并溶解于水中(由气膜扩散进入液膜);2)溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜,进而被其中的微生物捕获并吸收;3)微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产品或者C02、水等;4)生化反应产物002从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体,而1120则被保持在生物膜内。
气态污染物的生物处理过程也是人类对自然过程的强化和工程控制,其过程的速率取决于:①气相向液固相的传质速率(与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关);②能起降解作用的活性生物质量;③生物降解速率(与污染物的种类、生物生长环境条件、控制作用有关)。
表1-1列出了各种气态污染物的生物降解效果。
填料固液混合层图1-1生物法净化工业废气的传质降解模型表1-1微生物对各种气态污染物的生物降解效果化合物生物降解效果甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丁醇、四氢呋喃、甲醛、乙醛、丁醛、三甲胺非常好苯、丙酮、乙酸乙酯、苯酚、二甲基硫、噻吩、甲基硫醇、二硫化碳、酰胺类、吡啶、乙腈、异腈类、氯酚好甲烷、戊烷、环己烷、乙醚、二氯甲烷较差1,1,1-三氯甲烷无乙炔,异丁烯酸甲酯、异氰酸酯、三氯乙烯、四氯乙烯不明1.2.3.3废气生物处理的微生物按照获取营养的方式不同,用于污染物生物降解的微生物有两大类:自养菌和异养菌。
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。
第七章有机废气的微生物处理技术重点难点:1.介绍三种有机废气的微生物处理方法;2.微生物脱硫机理;3.烟气脱硝机理。
7.1有机废气的微生物处理技术7.1.1有机废气的微生物处理原理微生物法净化有机废气需经历三个步骤:(1)有机废气成分首先同水接触并溶于水中(即由气相扩散进入液相);(2)溶解于液相中的有机成分在浓度差的推动下,进一步扩散至介质周围的生物膜,进而被其中的微生物捕捉并吸收;(3)进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解, 经生物化学反应最终转化为无害的化合物。
7.1.2有机废气的微生物处理工艺有机废气的微生物处理方法包括生物过滤法、生物滴滤法、生物吸收法和生物洗涤法等。
1.生物过滤法废气处理工艺利用含有微生物的固体颗粒吸收废气中的污染物,然后微生物再将其转化为无害物质,常用的工艺设备包括土壤滤池、堆肥滤池和微生物过滤箱。
生物滤池中,有孔的介质通过进气的湿度调节器和偶尔的喷淋而保持潮湿。
生物过滤法包括:土壤滤池、堆肥滤池、微生物过滤箱。
(1)土壤滤池构造:采用特制的颗粒化土壤作为填料,由气体分配层和土壤滤层两部分组成。
气体分配层下层铺设粗石子、细石子或轻质陶粒等,上部由黄砂或细粒组成;土壤滤层由粘土、含有机质沃土堆肥、细砂土和粗砂按一定比例混合的配料组成。
影响因素:温度、湿度、pH值及土壤中的营养成分。
应用:土壤滤池已用于肉类加工厂、动物饲养场、堆肥场等产生恶臭废气的处理,这类废气的主要特点是带有强烈的臭味,这种臭味是有一种或多种有机成分引起的,而这些有机成分在废气中的浓度并不高。
优缺点:土壤滤池具有投资小、抗冲击能力强、无二次污染等优点,但是该处理方法占地面积大、卫生条件差。
(2)堆肥滤池工作原理:将畜粪、城市垃圾、污水处理厂的污泥等有机废弃物经好氧发酵、热处理后作为填料。
有机废物经稳定化作用后形成的堆肥是一种高达50~80%腐殖质含量的疏松物质,空隙率高、比表面积大,其中含有大量可降解有机气体的微生物。