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生物法处理废气设备

VOCs生物处理技术是近年来在我国广受关注的一种技术...


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产品介绍

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近年来,随着工业的飞速发展,冶炼厂、印刷厂和化工厂等化工企业生产过程中排放大量有机废气。这些气体从组成来看,含有酯类、醛酮、芳香烃类和酚等有机化合物。这些物质绝大多数严重危害人类的身体健康,而且污染环境,违背了可持续发展的战屡目标。工业有机废气污染物的控制问题业已引起了广大科学工作者们的高度重视,并 就相关课题开展了大量工作。
 
多年来,处理有机废气的常规方法主要有吸附法,吸收法,冷凝法,催化氧化和焚烧法等。这些传统的处理手段虽然已经得到了广泛的应用,但自身仍有很多的局限性。国外自80年代以来,开始用生物技术对工业废气进行处理,技术清洁,操作简便,在常温常压下就可以进行反应,尤其在低浓度、高流量的废气净化上得到了良好的效果。
 
在众多处理技术中,VOCs生物处理技术是近年来在我国广受关注的一种技术,生物法处理技术以其独到的优势越来越受到市场的认可和重视。据2009年有关资料统计,国内外生物法控制技术运用占比23%。
一、VOCs生物处理技术原理
废气生物处理技术的主要原理是利用填料层中微生物的代谢作用将废气中含有的苯或氯苯、醇、醛、酮、硫化氢﹑氨﹑硫醇﹑硫醚等有毒有害物质转化为无害的水、二氧化碳等小分子物质,从而实现废气净化与污染控制的目的。
 
原理:利用微生物的代谢作用,将VOCs或恶臭物质转化成为CO2,H2O,SO42-,NO3-等无机物,同时产生菌体。

VOCs和恶臭废气生物处理工艺有生物过滤法、生物滴滤法、生物洗涤法、活性污泥法和膜生物法等。主要包括生物滤池、生物滴滤塔、生物洗涤器、膜生物反应器(见图1)。
其中,生物过滤器和生物滴滤器应用最为广泛,膜生物反应器尚限于实验室研究阶段。生物过滤法在工业应用中较多,但因生物过滤需要很大的接触表面,因此设备结构相对复杂行费用较高:生物洗涤法对有些难于氧化的恶臭物质难于脱净;生物滴滤法因具有可调节微生物营养供给和生长环境的优势更是成为国内外学者的研究热点,主要集中在不同目标污染物、高性能填料降解菌和机理模型等研究内容上。下表对3种生物处理技术进行了比较。
生物滴滤池对VOCs 的降解效率与效果受到微生物、填料、pH 以及运行参数的等多个因素的综合影响。
 
二、生物法优点
设备简单、二次污染少、投资和运行费用较低
从生物处理技术的原理及工艺特征来看,生物法具有以下优点:
1、工艺设备简单:由于生物处理装置的关键部分是生物填料层和喷淋加湿系统,不需要加热、防爆,切换,温度控制等需要,所以工艺设备结构相对简单。
如图:生物过滤工艺 
2、二次污染少:VOCs生物法处理的产物主要是无害的二氧化碳、水等小分子物质,属于一种绿色环保技术。
3、工艺投资和运行费用较低:由于不使用价格昂贵的催化剂、吸附剂或离子管,其投资费用一般比其他方法便宜1/3至1/2。此外,由于生物法反应在常温下进行,不需要对气体进行加热,在运行过程中也仅消耗少量的营养液和水,其能量消耗与药剂消耗水平比较低,运行费用也相对低廉。
 
 
三、VOCs生物处理技术面临的难点
 
在VOCs生物处理技术的应用过程中存在一些技术难点,但目前都有对应的优化解决思路。
1、影响因子:影响因子主要是VOC的性质、浓度、工艺条件这三大类,通常生物法适合处理高水溶性、易生物降解的物质,其浓度一般不高于1000mg/m3 ,大风量条件下小于200mg/m3;常见物质中适宜性由高到低依次为醇类、酯类、苯系物>醛、酮、卤代烃>小分子烯烃、烷烃。工艺条件方面的影响主要集中在温度、湿度、PH值,菌种等,在一些特定行业或高湿度工段废气,生物法比其他方法更为适合,不需要除湿。
生物法对于难生物降解、高浓度的VOCs去除效果较差。针对这一问题,可以采用紫外+生物过滤联合工艺,运用紫外单元提高VOCs的可生化性,同时降低生物过滤单元的负荷。
2、堵塞问题:堵塞问题是生物法工程实际应用中比较常见的问题,大多数情况下由废气预处理不规范引起,其中油污和颗粒物影响最大。另外一些是喷淋不合理,生物控制不到位造成的。生物量累积过量,填料层堵塞,压降升高也是生物处理技术中不可忽略的问题,可通过增加预处理单元,优化喷淋条件以及生物量控制来解决。
四、VOCs生物处理技术常见应用行业
 
目前,废气生物处理技术已经在不同行业得到成功应用。该技术适用于涂料与喷漆﹑有机原料及合成材料﹑农药﹑染料﹑石油化工﹑炼焦﹑制药﹑鞋厂﹑印刷厂﹑造纸厂﹑加油站﹑养殖厂﹑污水处理厂﹑堆肥厂等的废气与恶臭气体的处理。该技术还适用于建材市场、家具城、批发城等大型公共场所的室内VOCs处理。可处理的挥发性有机物主要包括脂肪烃(低级脂肪烃(汽油)、氯乙烷、氯甲烷)﹑芳香烃(苯、甲苯、二甲苯、氯苯)﹑含氧有机物(醇、醚、酮、醛)﹑含氮有机物(胺)﹑含硫有机物(硫醇、硫醚)等。可处理的还原性无机化合物主要包括氨、硫化氢等。