上海生物處理有機(jī)廢氣生物法處理有機(jī)廢氣是利用微生物的生理過程,把有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單的無害的無機(jī)物,比如CO2、H2O及其它簡單無機(jī)物等,從而達(dá)到凈化廢氣的目的。自然界存在著各種微生物,能轉(zhuǎn)化大多數(shù)的無機(jī)物和有機(jī)物,針對廢氣中的有機(jī)物種類,選擇合適的微生物,在一個(gè)有利于微生物生長的環(huán)境中,促使微生物有效地吸收廢氣中的有機(jī)物,通過微生物自身的新陳代謝,把有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害或低毒的物質(zhì)。
利用生物法處理廢氣時(shí),不需要考慮再生和其他的高級處理過程,設(shè)備簡單、能耗低、安全可靠、無二次污染,是一種無害的有機(jī)廢氣處理方式。
二、微生物降解過程
生物法處理廢氣需要在液相中進(jìn)行(也可以在固體表面的液膜中進(jìn)行),按照普遍采用的處理流程,一般有四個(gè)步驟:
(1)廢氣中的污染物首先進(jìn)入液相(由氣膜擴(kuò)散進(jìn)入液膜)
(2)液膜中的污染物在濃度差推動(dòng)下擴(kuò)散到生物膜,生物膜內(nèi)的微生物開始吸收并分解有機(jī)物。
(3)微生物將有機(jī)物分解為無害的CO2、H2O及其它簡單無機(jī)物。
(4)生化反應(yīng)產(chǎn)生的無害氣體從生物膜表面脫附進(jìn)入氣相,水保留于生物膜內(nèi)。
整個(gè)過程的速率取決于:
A. 氣相向固相的傳質(zhì)速率(與污染物性質(zhì)及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)有關(guān))
B. 用于降解的活性生物的質(zhì)量。
C. 活性生物的降解速率(取決于污染物種類、微生物生長環(huán)境等因素)
三、用處理于廢氣的微生物種類
人們發(fā)現(xiàn),多種微生物有著相同的繁殖環(huán)境,因此,同一裝置內(nèi)可繁殖多種微生物,可以顯著地降低成本。為了獲得更好的降解效果,應(yīng)詳細(xì)了解各類微生物的特性,優(yōu)選菌種,完善培養(yǎng)環(huán)境,以獲得優(yōu)良菌群。按照微生物獲取營養(yǎng)的方式,用于治理含有機(jī)廢氣的菌類一般分為2種:
1. 自養(yǎng)菌
自養(yǎng)菌可以在沒有氧氣和有機(jī)碳的條件下,通過光和氨、硫化氫、硫、鐵離子等的氧化獲得能量,又通過卡爾文循環(huán)從二氧化碳中獲得生長所需的碳,這一類微生物很適合于無機(jī)物的轉(zhuǎn)化。自養(yǎng)菌的能量轉(zhuǎn)換和生長過程比較緩慢,其生物負(fù)荷相對較低,對處理無機(jī)污染物而言比較困難,適配菌種比較少。
2. 異養(yǎng)菌
異養(yǎng)菌是通過有機(jī)物和氧來獲取營養(yǎng)及能量的,適合于處理有機(jī)污染物,當(dāng)配以適當(dāng)?shù)臏囟?、酸堿度及氧,能較快地完成對污染物的降解,因此異養(yǎng)菌獲得了廣泛的使用,被用于包括乙醇、硫醇、甲酚、吲哚、脂肪酸、乙醛等有機(jī)物的降解。
附表2:防治含有機(jī)廢物氣體常用菌類
上海生物處理有機(jī)廢氣四、影響生物降解有機(jī)廢物的因素
1. 填料
對填料的要求應(yīng)該具備良好的傳質(zhì)能力,有利于化學(xué)轉(zhuǎn)化的效率,應(yīng)具備以下特性:
a. 良好的微生物生長環(huán)境,適宜的營養(yǎng)物、溫度、濕度、pH、充足的碳源供給。
b. 較大的比表面積。
c. 足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,填料應(yīng)有足夠間隙,防止溫度過高,利于氣體排放。
d. 保有足夠水分,保證微生物的活性。
e. 高孔隙率,增加氣體滯留時(shí)間。
f. 填料體密度低。
2. 溫度
適宜的溫度是微生物生存繁殖的必要條件,要保證菌群的大量存在,必須根據(jù)微生物的適宜溫度維持相應(yīng)的環(huán)境,按照不同種類的菌群的適宜溫度,一般分為3類:
a. 低溫性(<25℃)
b. 中溫性(25—40℃)
c. 高溫性(≧40℃)
通常,利于有機(jī)物和無機(jī)物降解的微生物以中、高溫菌群為主,一般情況下,大多在25—35℃下進(jìn)行,而35℃是大多數(shù)好氧菌群的溫度。溫度還會對污染物造成某些影響,例如,溫度會使有機(jī)物在氣固液各相間發(fā)生轉(zhuǎn)移,溫度過高會降低有機(jī)物在液相和填料上的吸附。
3. pH值
pH會極大地影響生命的新陳代謝水平,只有適宜的pH才能保證微生物有的新陳代謝水平,大多數(shù)微生物的適宜pH在4—10,pH在6.5—7.5
4. 溶解氧
根據(jù)微生物新陳代謝與氧的關(guān)系,一般把微生物分為:
a. 好氧微生物
氧的供應(yīng)量與微生物的增長呈正相關(guān),氧對好氧微生物的作用有2個(gè):氧充當(dāng)電子受體;在硫醇類、不飽和脂肪酸合成中提供氧。
b. 兼性厭氧(或兼性好氧)微生物
該類微生物具有脫氫酶和氧化酶,在無氧和有氧環(huán)境中均能生存。在有氧環(huán)境下,氧化酶活性強(qiáng),細(xì)胞色素及電子傳遞體系的其他組分均正常存在;無氧環(huán)境中,氧化酶不活動(dòng),細(xì)胞色素及電子傳遞體系的其他組分會減少甚至全部喪失,通入足夠氧氣后,這些組分的合成會恢復(fù)。
c. 厭氧微生物
僅生存于無氧條件,只有在無氧條件下才能進(jìn)行發(fā)酵或無氧呼吸。在降解過程中,應(yīng)注意保持無氧狀態(tài)。
5. 濕度
濕度對降解的過程非常重要:
a. 決定供養(yǎng)水平,如果填料的微孔中80—90%充滿水,則可能是無氧條件;
b. 為微生物活動(dòng)提供水分,足夠的水量能保證污染物*進(jìn)入液相,提高污染物降解率。
c. 填料濕度過低會導(dǎo)致微生物失活,填料收縮、破裂導(dǎo)致氣流短流;濕度過高,會使氣流通過濾床壓降增大,停留時(shí)間降低,還會引起供養(yǎng)不足,形成厭氧區(qū),產(chǎn)生臭味。實(shí)驗(yàn)表明:填料適宜濕度應(yīng)維持:40—60%;對于致密的填料和憎水的揮發(fā)性有機(jī)物,含水量維持40% ;而密度較小且多孔的填料和親水性有機(jī)物,含水率不應(yīng)低于60% 。