生物处理技术在VOCs废气处理过程中的探讨

生物处理技术在VOCs 废气处理过程
中的探讨
摘要：VOCs废气是工业污染的主要类型之一，与环境质量密切相关。

通过生
物处理技术应用，可高效率、低成本、无二次污染地解决VOCs废气问题，是当
前应用成效较好的废气处理工艺。

本文说明了处理VOCs废气时常见工艺类型，
并重点分析了其中较常用的生物滴滤处理工艺。

关键词：工业废气处理；VOCs；生物处理技术；大气污染；生态文明
前言：在工业生产中VOCs废气排放是常见问题，VOCs废气排放直接影响空
气质量，造成大气污染，必须应用科学处理工艺消除或缓解废气污染危害。

当前
可应用于处理VOCs废气工艺包括理化手段、生物手段等，其中后者不会造成二
次污染，可行性强，投资回报率高，应用范围较广。

在工艺应用时，应掌握其废
气处理原理，明确技术控制要点。

1生物洗涤处理工艺
该工艺手段应用系统主要分为三个部分，分别负责喷淋、吸收和生物反应处理。

根据具体工艺不同，部分吸收系统需要使用填料，也有一些系统无此必要。

生物处理需要微生物参与，微生物培养过程是在反应器中完成，喷淋系统提供循
环液，借助逆向接触反应处理系统废气，对VOCs进行吸收处理。

通过上述循环，填料或反应器内微生物对VOCs废气进行吸附降解处理。

在生物洗涤处理中，反
应条件可控性较强，可根据需要调整污泥浓度，驯化污泥，灵活选择投加营养液
的时间和数量，精准控制溶解氧与pH值。

应用此种工艺，操作难度相对较低，
可为微生物反应提供最优的系统环境。

根据当前研究数据，为保证生物洗涤处理
到位，系统进气量应控制为20m3/h以内，污泥浓度适宜设置为（5~10）g/L。

相
关研究显示，通过建立生物洗涤池可联合处理工业废气与废水，该处理工业也常
用于处理无机废气，例如H
S等，但在有机废气方面的实际应用实践相对不足[1]。

2
生物洗涤处理的关键结构是生物洗涤器，其核心部分分为吸收室和再生池。

利用两个结构构成悬浮处理系统。

废气进入系统时，首先由吸收室进行处理，吸收室顶部向下喷淋生物悬浮液，充分接触待处理废气后汇集于吸收器底部，由导出设备将混合了废气的悬浮液送至再生池。

在再生池中，空气参与反应过程，实现再生。

进过反吸处理，新鲜物料回到喷淋区域，形成循环运作过程。

在处理过程中，微生物对废气进行洗涤净化，经过净化处理的排出洗涤器。

污泥作为生物悬浮液，具有良好活性，再生处理耗费时间较长。

微生物悬浮液再生过程中，再生方向取决于悬浮液性质。

鼓泡法与喷淋法是常见控制方法，前者适用于高阻力液相，后者适用于高阻力气相。

2生物过滤处理工艺
在VOCs废气处理工艺中，出现相对较早的是生物过滤工艺。

此工艺诞生于20世纪50年代左右。

在此种处理中，系统关键构造为生物滤池，在生物滤池底部装设有过滤性能强大的填料，VOCs气体在系统中自下而上运行，首先经过滤池过滤，气体持续上升，在上升过程中充分接触填料附着微生物并与其发生反应，通过生物吸附降解，VOCs发生分解，以小分子物质形态存在。

经过处理的废气塔顶排出，实现无害化气体排放。

此种工艺的应用优势是系统复杂度较低，液体和气体可充分接触，处理废气的成本控制良好。

应用该技术控制瞬时启动VOCs废气处理效果较好，短期停运时也可有效处理废气。

生物过滤的主要工艺实现方法是生物滤池过滤。

构建生物滤池后，在滤池内按要求装填活性填料，填料厚度通常为（0.5~1.0）m。

通过通道废气自下而上经过滤池进入填料层，持续分解，生物分解后生成异氧微生物，同时将有机废气分解为各种物质。

过滤池中常见物质转换过程包括：“有机物——二氧化碳”、“氮气——氨气——硝酸盐”、“硫化物——硫化氢——硫酸盐”等。

在生物反应过程干预下，VOCs被逐步分解为无直接危害性的气体，最后在滤池顶排出。

3生物滴滤处理工艺
3.1工艺概述
应用此工艺进行废气处理，系统核心结构是生物滴滤塔，即在系统中设置多
层填料填充塔。

在填充填料时，填料覆盖微生物和生物膜。

处理废气时废气行动
方向仍然是由下向上，在滴滤塔底部设置废气入口，在塔顶部位置入悬浮液，在
生物膜喷洒悬浮液，废气自塔底向塔上的运行过程中被净化。

在塔底沉降的悬浮
液将继续参与循环，而经过净化处理的气体向上排出。

3.2应用性能
该工艺应用时仅需一个反应装置，其内部装有微生物附着的填料，在填料表
面使用循环水采用持续喷淋的方法控制湿度，促进微生物优质存活。

池底入气，
经由填料中微生物对气体中废物进行吸附降解，完成净化过程。

在生物滴滤处理中，液相处于流动状态，微生物位置相对稳定，可延长微生物生存期。

当有机废
气不具备良好水溶性时，应保证滴滤池中所用填料具有较大表面积，可使VOCs
充分接触微生物，以提高效果。

较之常规生物滤池，滴滤池的应用优势是反应条件可控性更强，在酸碱度控制、温湿度控制以及营养控制等方面具有显著优势，可为微生物提供优质生长环境。

在此工艺应用中，微生物含量和生物活性直接影响VOCs处理效果，应以VOCs处理负荷为依据决定微生物用量，或当负荷增大时，可通过改善微生物存活
环境增强其活性，提高废气处理效率。

3.3填料和微生物投放
在使用填料和投放微生物时，应保证填料具有较大的比表面积和较高的机械
强度，应保证填料表面可有效附着微生物，避免选择易发生堵塞的填料类型。

不
仅如此，VOCs处理过程通常具有长期性，必须考虑成本因素，应优先选择经济成
本较低和化学性质相对稳定的填料。

从理论层面而言，VOCs处理过程是气与生物、气与液体进行两相反应活动，完成其过程需要载体，而填料的作用即为载体。

在
选择填料时，应根据处理负荷选择孔隙率、比表面积适宜的填料，从而控制微生
物在填料单位面积内的生长量，控制系统压降，缓解堵塞。

不同VOCs成分应选
择不同性质填料，例如，当需要净化甲苯物质时，填料使用不锈钢环效果不够理想，而使用轻质陶块可显著提高净化性能，净化率约为98%[2]。

为保证系统净化效果，应科学选择微生物种类，并对微生物活性和数量进行
严格控制。

在微生物中含有净化能力更强的真菌，真菌通常为耐酸性、耐旱性较
好的气生菌类，环境适应性较强，在滴滤生物处理工艺研究中关于真菌滴滤池的
应用较多。

在实际应用中，滴滤池通常含有多种群落特征统一的微生物群，分析
其群落特点，了解微生物代谢过程，进而持续优化微生物配置，改善滴滤池性能。

4工艺联合应用
理想状态下单一系统处理单一成分VOCs效果可达到最大化，但在实际生产中，VOCs通常含有多种成分，不同成分理化性质存在差异，仅通过某种工艺难以
达到预期净化效果。

基于上述背景，可在净化系统构建中联合多种工艺，通过多
样化处理保证VOCs处理成效，有效清除VOCs污染物，促进绿色生产。

结论：综上所述，在工业发展过程中应经济效益和环境效益二者兼顾，积极
处理挥发性有机物，控制大气污染。

生物洗涤、生物过滤和生物滴滤是常见VOCs
处理工艺。

其中生物滴滤工艺是热度较高的废气处理工艺类型。

在实际应用中，
可联合应用多种生物工艺，提升整体处理效果，促进绿色工业和生态文明建设。

参考文献：
[1]张金亮.空气中挥发性有机物的污染来源及防治措施分析[J].科技创新与
应用,2021,11(15):144-146.
[2]徐梦晏.工业挥发性有机物VOCs的危害及治理技术研究[J].科技创新与
应用,2021,11(12):143-145.。