生物过滤技术在大气污染控制中的应用

生物过滤技术在大气污染控制中的应用
作者：张丰焱
来源：《科技风》2017年第26期
摘要：利用生物技术来进行对污染物的处理工作是近些年来我们国家的科学技术和生物技术不断发展和进步的结果。

本文主要研究了这种技术在控制空气污染方面的应用，首先从其原理、处理的范围、装置、进行反应所需的微生物以及涉及的领域几方面对这种技术进行了简单的介绍，然后将它与传统的污染气体处理技术作了对比，并指出了其今后的发展方向。

关键词：生物过滤；大气污染；技术应用
由于我们国家在改革开放以来，经济发展速度不断提升，经济实力越来越强，但是在经济发展的同时却忽略了对生态环境的保护，所以近些年来，我们国家的环境问题频现，比如近两年来频繁发生的雾霾，以及频现的沙尘暴天气，都对人们的出行和身体健康造成了很不利的影响。

越来越多的人开始关注空气质量的情况，所以研究有效的控制技术和方法就显得尤为重要。

一、技术简介
（1）原理。

在过滤器中有一层生物膜，其中含有微生物，当废气进入过滤器以后，经过生物膜并且与其中的微生物发生反应，经过反应生成CO2和H2O，把有害气体分解掉。

在处理一些有害气体时，还会生成一些无害的化学物质，比如硫化物在经过处理以后就会生成硫酸盐。

（2）处理范围。

生物技术可以处理1～10000m3/h的废气，可以处理的废气浓度范围是0～100g/m3，而对于0.1～1g/m3之间的气体不可以再生吸附，而1～10g/m3之间的气体可以进行再生吸附，对于使用焚烧的方法可以处理的气体浓度大约在7～150g/m3之间，而对于洗涤法、凝聚法以及低温凝聚法可以处理的废气浓度更加有局限性[1]。

（3）装置。

在过滤污染气体最有效的装置有两种，一种是生物滤器，一种是滴滤器，前者的工作原理是：在增湿器中加入水，污染气体通过风机进入增湿器经过润湿以后进入滤器，与其中的微生物产生反应，经过处理以后被分解为无害物质。

而滴滤器的工作原理是：在滤器中加入营养液，污染气体经过风机进入滤器，与其中的微生物进行反应，被处理为无害气体。

它们之间最大的不同就是，对于生物滤器来说，再进行操作之前必须将废气润湿，而对于滴滤器来说，它的表面本身就有液体，而且其填料大多数都是合成材料[2]。

根据生成物的不同，两种滤器的处理效果也不一样，如果在生成物中会出现酸性物质，那么就要选择使用滴滤器，如果没有酸性物质，那么就选择使用生物滤器，而后者的结构相对来说比较简单，购买价格也比较便宜，进行操作所需的成本也比较低。

（4）微生物。

在过滤容器中所要应用到的微生物对于污染气体的处理效果有很重要的作用，不同的微生物对于不同污染气体中所含有的污染物质的处理有着不一样的效果，在进行反应时，需要根据微生物的不同特性选择与其反应效果好的污染气体来进行过滤，以达到最佳的过滤效果。

而这些微生物大多都是细菌，真菌的数量紧随其后。

在进行过滤时，这些微生物都是需要提前接种进过滤器的，它们的数量会随着生长环境的不同而发生变化，一些菌种的培养需要很长的时间，有的多达一个月，所以提前做好它们的接种工作可以满足过滤的需要，而且在此过程中，还需要对培养出来的微生物进行及时地检测，看是否有其他新的菌种产生，以免在过滤时造成不良反应[3]。

然而在国外，已经有一些机构专门培养可以用来进行过滤的微生物，在实验室里培养出来的微生物使用方便，且菌种纯度比较高，不用担心会有其他的菌种影响过滤效果，便于人们更好地控制过滤的整个过程，提高对污染物处理的效果。

（5）涉及的领域。

对于上述两种装置来说，它们可以处理的一些化合物有：少量的酮、醇、苯以及它的化合物，少量的醚、酯、烷和一些少量的硫化物。

而可以应用到这种处理污染气体方法的领域有：一些化工业、食品的加工业、垃圾废水处理、汽油制造生产等[4]。

二、与以往技术的比较
两种技术的比较表
技术好处缺陷
生物滤器操作简单，成本比较低，需要投资的费用少，运行的费用低，可以对低浓度气体有效去除，需要的压强低，不会产生有害气体。

所占用的空间较大，更换填料比较频繁，对于高浓度的气体效果不好，不好控制它的湿度和酸碱度，滤床容易被颗粒物质堵塞。

滴滤器操作简单，成本较低，需要投资的费用水平处于中等，操作过程使用费用低，除去污染气体的效率高，对于产生的酸性物质可以有效去除，需要的压力小。

操作比较复杂，营养物过多会产生大量的微生物进而堵塞过滤器。

涤气法所需投资费用处于中等水平，对于含有颗粒的废气处理效果好，所需的空间较小，不容易受负荷的限制，操作技术已经比较完善。

进行操作的费用比较高，如果出现沉淀较多会影响处理的效果，填料的过程比较复杂，对于一些VOC5不能有效去除，所使用的物质比较危险。

活性炭对废气处理时间短，处理过程比较稳定，效果可靠，需要进行的投资费用处于中等水平。

操作进行过程中会产生大量的费用，经过润湿的废气会使碳的使用年限变短，因为有碳所以会产生一定量的废气，需要的压强处于中等水平。

焚烧法不容易受污染气体的浓度以及性质的影响，在较高的负荷条件下操作比较稳定，具有可靠性，所占用的空间比较少。

需要进行的投资和操作过程中产生的费用都特别高，对于污
染气体的流量有一定的限制，在处理时需要加入燃料，在操作过程中会产生一定量的废气，进行操作时需要经过严格的审查条件。

三、发展方向
经过科学的进步和技术的革新，这种技术在以后会有着很大的发展前景，未来的发展主要会朝着以下几方面进行：过滤器的开发和设备的研究、过滤器中所填物料的筛选、进行反应所需的微生物、向新的领域拓展、加强对理论知识的研究等，并且在氮氧化物方面的处理已经成为了一个新的挑战。

四、结语
[JP2]通过探讨我们得知了生物技术在对于污染气体的处理中所起到的重要作用，明白了它工作的原理、处理的范围、进行处理的装置、用到的微生物以及涉及到的领域，通过其与以往的污染气体处理技术的比较，我们得知了它所具有的优势及不足，并且得知了这种技术以后的发展方向。

所以在以后对于污染气体的处理过程中，我们要充分发挥这种技术的优势，利用其提高对污染气体的处理效果，对于它所存在的不足和缺陷，我们要积极创新，寻找有效的改进办法，促进污染气体处理技术的不断改进。

[JP]
参考文献：
[1]胡玲.生物过滤技术在大气污染控制中的应用探讨[J].工程技术：引文版，2017（1）：00009.
[2]王莹，齐美珠，胡斌.在大气废气污染控制中生物过滤技术的应用[J].工程技术：全文版，2016（11）：00274.
[3]倪建国，谢国建，甄小青.含NOx尾气生物处理技术的研究进展[J].广东化工，2015，42（9）：135137.
[4]曲祥瑞，陈清武，钟银圳，等.大气环境污染源治理技术开发研究[J].环境科学与管理，2017，42（1）：2125.。