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氣體生物凈化
生物法作為一種新型的氣態(tài)污染物的凈化工藝在國(guó)外已得到越來越廣泛的研究與應(yīng)用,在德國(guó)、荷蘭、美國(guó)及日本等國(guó)的脫臭及近幾年的有機(jī)廢氣的凈化實(shí)踐中已有許多成功地采用生物法的實(shí)例。近年來國(guó)內(nèi)也開展了一些這方面的實(shí)驗(yàn)研究,并且已有生物脫臭裝置投人應(yīng)用。與傳統(tǒng)的物理化學(xué)凈化方法相比,生物法具有投資運(yùn)行費(fèi)用低、較少二次污染等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)已有的文獻(xiàn)報(bào)道,生物法在處理低濃度生物可降解性好的氣態(tài)污染物時(shí)更顯其經(jīng)濟(jì)性。
1 氣體生物凈化原理
與廢水生物處理工藝相似,生物凈化氣態(tài)污染物過程也同樣是利用微生物的生命活動(dòng)將廢氣中的污染物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和細(xì)胞物質(zhì)等;但其與廢水生物處理的重大區(qū)別在于:氣態(tài)污染物首先要經(jīng)歷由氣相轉(zhuǎn)移到液相或固相表面液膜中的傳質(zhì)過程,然后才能在液相或固相表面被微生物吸收降解。與廢水的生物處理一樣,氣態(tài)污染物的生物凈化過程也是人類對(duì)自然過程的強(qiáng)化與工程控制,其過程的速度取決于:①氣相向液固相的傳質(zhì)速率(這與污染物的理化性質(zhì)和反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān));②能起降解作用的活性生物質(zhì)的量;③生物降解速率(與污染物的種類、生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件、抑制作用等有關(guān))。
下面介紹主要的氣體凈化生物反應(yīng)器類型。
氣體生物凈化反應(yīng)器可以按照它們的液相是否流動(dòng)以及微生物群落是否固定,分為三種類型:生物過濾器(biofilter)、生物洗滌器(bioscrubber)和生物滴濾器(biotricklingfilter)。
生物過濾器的液相和微生物群落都固定于填料中;生物洗滌器的液相連續(xù)流動(dòng),其微生物群落也自由分散在液相中;生物滴濾器的液相是流動(dòng)或間歇流動(dòng)的,而微生物群剛V固定在過濾床層上。
生物過濾器是最早開始研究和應(yīng)用的一類生物氣體凈化設(shè)備,通常主要由開口或密閉的過濾床構(gòu)成。過濾材料一般由泥炭、堆肥、土壤、樹皮等天然材料構(gòu)成,近來人們還開始在濾料中添加塑料介質(zhì)、顆?;钚蕴?、陶瓷介質(zhì)等以提高處理效果。生物過濾床內(nèi)的水分通常是通過潤(rùn)濕進(jìn)氣保持的,而生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一般由過濾介質(zhì)本身提供。
生物滴濾器是在生物過濾基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種凈化設(shè)備,近年來有關(guān)生物滴濾器的研究非?;钴S。它的結(jié)構(gòu)與生物過濾器相似,不同之處在于其頂部設(shè)有噴淋裝置,而且生物滴濾器所用的濾料通常由不含生物質(zhì)的惰性材料構(gòu)成,一般也不需要更換。生物滴濾器使用的填料主要作為生物掛膜的載體,要求具有較好的布水布?xì)獾淖饔?,有比較高的空隙率,并且在高負(fù)荷情況下不容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
生物滴濾器為微生物的生長(zhǎng)和繁殖創(chuàng)造了比較好的環(huán)境,它具有凈化效率高、操作彈懶強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),適合處理污染負(fù)荷相對(duì)較高的非親水性VOCS污染物,也適合處理鹵代贖降解過程產(chǎn)酸(及其他對(duì)微生物有毒害物質(zhì))的污染物,是一種具有良好發(fā)展前途的s物凈化設(shè)備。
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