生物法净化在工业废气处理中的运用

生物法净化在工业废气处理中的运用

摘要：随着我国经济快速发展，人民生活水平不断提高，我国的环境污染问题，尤其是大气污染问题，引起了全社会的关注，政府也在加强对空气污染治理的投入，目前来看生物法净化对于治理工业废气具有一定的高效性和经济性，是学术

界关注的研究热点，本文通过对生物法净化的工作原理的介绍，详细论述了三种

生物法净化的处理工艺，并对生物法净化的影响因素进行了分析，希望能够对工

业废气治理提供理论指导和技术支持。

关键词：生物法净化；工业废气处理；运用

1生物法净化工业废气的原理

生物净化是一种氧化分解过程，填料上的活性微生物以废气中的有机组分作

为能源或养分，转化成简单的无机物或细胞组成物质。生物法净化进行废气处理

的基本过程有如下。

第一步，让工业废气的污染物质与水充分接触，让有毒物质充分溶解于水，

也就是由气相进入液膜。

第二步，在浓度差的推动下，已经溶解于液膜的污染物将进一步扩散到生物膜，在这一过程中，污染物将被生物膜中的微生物充分吸收。

第三步，污染物在进入微生物的体内后，在微生物体内进行代谢，并作为生

物体的营养物质被分解，代谢物一部分重回液相，另一部分以气态的形式扩散到

大气中。生物法净化对于工业废气的处理分为传质过程与降解过程，通过这两个

过程达到污染物减少与净化的目的。

2生物法净化工业废气的主要工艺

生物滤池、生物滴滤、生物洗涤是三种比较常用的生物法净化的工艺。生物

滴滤工艺有很强的降解有机物的能力，在有机废气处理方面的应用范围更广。生

物滴滤工艺的反应器的稳定性问题，还有待进一步的研究。生物过滤主要应用于

除臭，在有机废气的处理方面应用比较少。

2.1生物滤池工艺

生物滤池的工艺设备比较成熟，是最早开始研究的生物法净化工艺。早期用

于处理硫化氢等臭味废气。它是由封闭或敞开容器中的多孔填料床组成，填料床

一般是堆肥、土壤、树皮、骨壳等多种具有适度透气性、通水性、持水性的天然

有机填料按照一定比例组成。首先要将工业废气经过滤器去除废气中的颗粒物，

废气要从滤池的底部进入，由于填料中附着微生物，废气中的污染物能够被这些

微生物降解。在处理废气污染的过程中，要根据具体情况进行补水，保证气体能

够连续通过。

生物滤池具有操作简单、成本较低、使用设备较少等优势，特别适合处理流

量比较大、浓度比较低的废气。但缺点是占地面积比较大；微生物代谢会导致填

料矿化，长期的基质累积对于传质效果产生影响，每隔几年就需要更换新的填料；对于p H值的控制也并不容易；在装过滤料的时候需要添加固体缓冲剂，缓冲剂

用完也需要再次更新。

2.2 生物洗涤工艺

不同于生物滤池和生物滴滤，生物洗涤工艺不需要填料，它是由再生池和洗

涤塔组成的一个活性污泥处理系统。废气从底部进入之后通过循环液喷淋或鼓泡

溶于液相，随悬浮液流到再生池中，加入空气进行充氧再生，在再生池中，污染

物被微生物氧化降解，流出液可以循环多次使用。最常见的生物悬浮液是活性污

泥悬浮液，吸收过程和再生过程的时间不同，两个过程是相互独立的。

生物洗涤工艺具有压降小，反应条件容易控制，不易堵塞，可以处理含颗粒

的废气等优点。缺点是使用的设备比较多，投入成本和运行成本比较高，需要外

加营养和曝气设备来保证再生池的顺利降解和控制温度与pH值，只有这样才能

让微生物具备最佳的代谢条件。虽然能够处理含颗粒的废弃，但长期大量的颗粒

沉积也会导致效率降低，因此对溶解性比较好的污染物处理效率比较高。

2.3 生物滴滤工艺

生物滴滤工艺是以填料作为载体来促进微生物生长，填料要具有适合的孔隙率、比表面积、较好的持水性。目前我国比较常用的填料是聚氨酯泡沫、生物陶粒、活性炭。废气污染物从滴滤床底部进入，与此同时在塔顶喷淋无机盐营养液，沿着填料上的生物膜滴流，污染物溶解于水后被填料上附着的微生物吸收，并在

微生物体内进行代谢分解。代谢分解后的多余营养液从塔底排出后可以进行循环

使用。因为代谢物能够被连续流动的营养液冲刷掉，因此可以防止填料堵塞。

生物滴滤工艺的优点是操作比较简便，成本比较低，净化效率比较高，而且

能够通过调节喷淋液的pH 值、温度、湿度等手段来控制反应条件，保持微生物

的活性。缺点是只有一个反应器，使用负荷比较大。总的来说，相比生物过滤工艺，生物滴滤工艺是更为有效的生物法净化工艺。

3影响生物法净化效率的因素

生物法净化在处理中低浓度废气方面具有效率高、成本低、不产生二次污染

等特点。但生物法净化在废气处理的过程中，其处理效率也会受到填料、微生物

等各种因素的影响。

3.1 填料

填料是整个净化系统能否有效运行的关键因素，部分填料还担负着为微生物

提供营养物质的重要任务。因此在进行填料选择时，要综合考虑填料的密度、孔

隙率、持水能力、p H 值、比表面积等多种因素。在满足各种条件的前提下还要

控制成本，目前胶原海藻酸钙、珍珠岩和堆肥、湿混合废木料、泥炭、颗粒活性

炭等材料是比较常用的填料。合成填料因具有良好的使用性能，已经成为学术界

研究的热点。

3.2营养物

微生物新陈代谢的基础是营养物，优化营养成分可以增加微生物活性，提高

废气净化效率。主要的营养物包括水、碳、氮、无机盐、生长因子。水是营养物

最重要的组成部分。

3.3微生物

选择适合的、具有高效降解能力、环境适应能力强的微生物，是目前学术界

在废气处理方面的研究热点。有学者认为，高效纯种微生物对于废气的处理效率

更高，高效纯种微生物是目前很多学者都在研究的课题。高效纯种微生物对于环

境条件比较敏感，因此对环境条件的要求比较高，所以也有学者认为微生物并非

越纯越好，用活性污泥作为混合菌种能够增强微生物的适应能力。

3.4压降

床层压降对操作成本具有重要影响，是非常重要的工艺参数。有机填料虽然

可以为微生物提供营养，但填料矿化问题会导致压降增加。

4 结语

综上所述，随着工业废气污染问题的日益严重，不仅造成了生态环境的破坏，也影响了人类的生产生活，并对人类身体健康造成严重威胁。随着人们环保意识