生物法处理有机废气(超详细)
VOCS废气处理的生物处理法和技术特点
VOC S废气处理的生物处理法和技术特点
VOC S废气处理的生物处理法：
从处理的基本原理上讲，采用生物处理方法处理有机废气，是使用微生物的生理过程把有机废气中的有害物质转化为简单的无机物，比如CO2、H2O和其它简单无机物等。
这是一种无害的废气处理方式。
一般情况下，一个完整的生物处理有机废气过程包括3个基本步骤：
a)有机废气中的有机污染物首先与水接触，在水中可以迅速溶解;
b)在液膜中溶解的有机物，在液态浓度低的情况下，可以逐步扩散到生物膜中，进而被附着在生物膜上的微生物吸收;
c)被微生物吸收的有机废气，在其自身生理代谢过程中，将会被降解，转化为对环境没有损害的化合物质。
VOC S废气处理的技术特点：
采用高效吸附材料，吸附效率95%以上，溶剂回收率90%以上。
系统化防爆设计和安全节点监控，完善的产品质量保证体系，确保设备安全，满足化工场所苛刻要求。
对于非水溶性有机溶剂，采用活性炭吸附-水蒸汽脱附-溶剂回收工艺，具有相变热高，脱附完全，易冷凝的优点，可实现有机溶剂和水的自动有效分离。
对于水溶性大或易水解有机溶剂，采用活性炭吸附-氮气脱附-溶剂回收工艺，回收产品中水含量低，溶剂品质高、可降低运行成本；
吸附床内配套活性炭保护系统，充分保证设施安全。
基于可编程控制器(PLC)的控制具有数据采集和远程控制功能。
第9章-有机废气生物处理技术课件
• 多为混合微生物，因为：
① 含有多种成分的混合废气，需要多种微生物分别降解； ②有的成分需要几种微生物的相继作用才能分解转化为无害物质； ③一些难降解的成分要由几种微生物联合作用才能被完全降解； • 卤代有机化合物先经厌氧微生物还原脱卤，再被好氧微生物彻底分解； ④工艺需要，尽管废气成分能够被单一微生物分解，但还需利用其它微生
第9章-有机废气生物处理技术
四、 有机废气生物处理技术的应用
1• .生有物机洗废涤气法的：净处化理净化气量小、 浓度大、易溶且生物代谢速率 较低的废气；
• 生物滤池：气量大、浓度低的 废气；
• 生物滴滤池：负荷较高以及污 染物降解后会生成酸性物质的 废气。
第9章-有机废气生物处理技术
2. 恶臭去除
第9章-有机废气生物处理技术
一、生物滤池法
首先含污染物的气体进入加湿器进行润湿； 润湿废气进入填料层，微生物进行生物代谢。 净化后气体在滤池顶部排出。
第9章-有机废气生物处理技术
第9章-有机废气生物处理技术
• 生物滤池所用填料特性是影响其处理效果的关键因素。 • 填料选择要考虑比表面积、机械强度、化学稳定性、持水性等问题。
第9章-有机废气生物处理技术
** 生物滤池、生物滴滤池利用液体为媒介，将气态 污染物转入生物相，进而无机化；
** 生物洗涤则将气态污染物转移入水相，把气态 污染物的净化转化为水中污染物的净化。
• 非常适合于亲水性化合物，如丙酮或甲醇。
第9章-有机废气生物处理技术
生物洗涤装置
第9章-有机废气生物处理技术
• 生物洗涤装置一般由洗涤器和生物反应器两部分 组成，吸收器和生物反应器分开设置。
第9章-有机废气生物处理技术
l 吸收主要是物理溶解过程，采用的吸收设备有喷 淋塔、筛板塔、鼓泡塔等，吸收过程进行很快， 水在吸收设备中的停留时间仅约几秒钟；
生物法处理有机废气(超详细)
生物法处理废气废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。
自然界中存在各种各样的微生物，几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。
生物处理不需要再生和其他高级处理过程，与其他净化法相比，具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点，但不能回收利用污染物质。
1.2.3.1 基本原理在适宜的环境条件下，微生物不断吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。
废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水，以及细胞物质等。
1.2.3.2 微生物降解污染物的过程由于微生物将废气中的有害物质进行转化的过程在气相中难以进行，所以废气中气态污染物首先要经气相转移到液相或固体表面的液膜中的传质过程，然后污染物才在液相或固体表面被微生物吸附降解。
按照Ottengraf 提出的生物膜理论，生物法净化处理工业废气一般要经历以下四个步骤（图1-1）。
1）废气中的污染物首先同水接触并溶解于水中（由气膜扩散进入液膜）；2）溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收；3）微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产品或者C02、水等；4）生化反应产物0 0 2从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体，而1120 则被保持在生物膜内。
气态污染物的生物处理过程也是人类对自然过程的强化和工程控制，其过程的速率取决于：①气相向液固相的传质速率（与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关）;②能起降解作用的活性生物质量；③生物降解速率（与污染物的种类、生物生长环境条件、控制作用有关）。
表1-1 列出了各种气态污染物的生物降解效果。
填料固液混合层图1-1生物法净化工业废气的传质降解模型按照获取营养的方式不同，用于污染物生物降解的微生物有两大类：自养菌和异养菌。
自养菌可以在无有机碳和氧的条件下，以光和氨、硫化氢、硫和铁离子等的氧化获得必要的能量，而生长所需的碳则由二氧化碳通过卡尔文循环提供，因此它特别适合于无机物的转化。
有机废气生物处理技术
1生物法的概念生物法净化有机废气是在已成熟的采用微生物处理废水的基础上发展起来的，生物净化实质上是一种氧化分解过程：附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分，转化为简单的无机物（CO2、H20）或细胞组成物质。
与废水生物处理过程的最大区别在于：废气中的有机物质首先要经过由气相到液相（或固体表面液膜）的传质过程，然后溶解于液相中的有机成分在浓度差的推动下，进一步扩散至介质周围的生物膜，进而被其中的微生物捕捉吸收；在此条件下，进入微生物体内的污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，产生的代谢物一部分溶入液相，一部分作为细胞物质或细胞代谢能源，还有一部分，（如CO2）则析出到空气中，废气中的有机物通过上述过程不断减少，从而被净化。
2生物法处理有机废气机理对于生化法处理废气的机理研究尽管已做了不少的工作，当至今仍没有统一理论。
目前在世界上公认影响较大的是荷兰学者，依据传统的双模理论提出额生物膜理论。
另外一种是PEDERSEN、孙佩石等根据吸附理论提出的吸附-生物膜理论所为生物膜及是由微生物群体在固体载体表面构成的粘性膜结构。
润湿环境下，微生物以废气中有机物为能源，将其氧化分解过程中，得以生长、繁殖并形成具有一定厚度的膜。
这种生物膜尤其在处理浓度或生物可降解性强的废气时，更显示了优越性。
3生物法的工艺特点由于微生物对各种污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物而降解、转化、因此，与传统的废气处理技术相比，生物处理技术具有效果好、投资及运行费用低，安全性好，无二次污染，易于管理等优点。
同时，由于废气生物处理系手机的再生可直接通过吸收剂中微生物的作用来实现，而不需要先理化吸收和吸附那样的专门设备，从而简化了工艺流程和工业设备，降低运行操作费用，所以，生物处理技术已逐渐成为世界研究的热点课题之一。
4主要工艺及对比4.1生物过滤床生物过滤床是一种在其中填入具有吸附性滤料（如泥炭、土壤、活性炭等物质）的净化装置。
生物法处理有机废气
在塑料、橡胶加工、油漆生产、汽车喷漆和涂料生产等诸多工业领域中，工业品的生产和加工过程产生了大量含有挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）的废气（VOC废气）。
这些废气未经处理排入大气，在一定条件下会形成光化学污染，影响大气质量，影响动植物生长和人类的健康。
某些有毒VOC废气有致残、致畸、致癌作用，对长期暴露其中的人体造成严重伤害。
为此，各国颁布了相应的法令，限制该类气体的排放，我国于1997年颁布并实施的《大气污染综合排放标准》，限定33种污染物的排放限值，其中包括苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物。
对VOC废气的治理，有多种处理技术可供使用。
但对于VOC浓度低、风量大的废气，传统工艺存在投资运行费用高、处理效率低和处理后存在二次污染等问题。
近年来，逐渐发展的废气生物处理技术作为一种新型的空气污染控制技术，得到日益广泛的应用。
该项技术与传统的燃烧法、催化氧化法、吸收法、吸附法相比，对VOC低含量废气的处理有明显的优势。
本文主要介绍现行的德国废气生物处理技术，以期对我国相应技术的推广应用起到借鉴作用。
1 废气生物处理工艺1.1 生物处理原理废气的生物处理技术首先应用于农业生产过程中异味气体的处理，例如养殖业中动植物加工产生的臭气、堆肥发酵和生物污泥废气处理等。
随着工业生产中产生的挥发性有机气体的污染日益严重，这项技术逐步应用到工业废气净化领域。
其净化的基本原理是：有机废气或异味气体流经带有液体吸收剂的处理器；在处理器中，由于废气中的污染物在气、液相之间存在浓度梯度，浓度差使其从气相转移到液相，被生存其中的微生物吸附；通过微生物的代谢作用，有机物被分解、转化为生物质和无机物。
1.2 反应处理工艺分类生物处理技术的基本工艺流程以生物过滤为例，如图1所示，废气经过一定的除尘、温度和湿度调节，进入生物处理单元，经过微生物的处理，气体可以达标排放。
图1 有机废气的生物处理工艺流程图根据处理运行方式不同，处理工艺主要分为生物滤床工艺和生物洗提工艺两种。
生物发酵废气处理方法
生物发酵废气处理方法
随着工业生产的不断发展和人们生活水平的提高，对环境的保护也越来越受到重视。
尤其是有机废气的排放，不仅直接危害到环境，而且还对人体健康造成了潜在的危害。
因此，对有机废气的处理成为了当今社会的一个重要课题。
传统的处理方法主要有三种：一是排放到大气中，这种方法存在着对环境造成污染的风险；二是利用吸收剂吸收废气中的有机物，这种方法存在着成本高、吸附效率低等问题；三是利用物理方法处理废气，这种方法存在着设备成本高、处理效率低等问题。
因此，现在正在逐渐开发新的有机废气处理方法。
生物发酵废气处理方法是目前最为理想的有机废气处理方法之一、它利用微生物的发酵作用将废气中的有机物转化为无毒物质，从而达到净化环境的目的。
目前，生物发酵废气处理方法已经被广泛应用于处理各种有机废气，其净化效果良好。
生物发酵废气处理方法的优点是：一是处理效率高，可以将废气中的大部分有机物净化掉；二是处理成本低，相比于其他方法而言，生物发酵废气处理方法成本相对较低；三是处理过程简单，可以在现有的微生物发酵设施中进行处理；四是处理风险低，因为生物发酵废气处理方法是一个无毒的过程。
生物法是如何治理废气的
广州和风环境技术有限公司 /生物法处理废气废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。
自然界中存在各种各样的微生物，几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。
生物处理不需要再生和其他高级处理过程，与其他净化法相比，具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点，但不能回收利用污染物质。
1.2.3.1基本原理在适宜的环境条件下，微生物不断吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。
废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水，以及细胞物质等。
1.2.3.2微生物降解污染物的过程由于微生物将废气中的有害物质进行转化的过程在气相中难以进行，所以废气中气态污染物首先要经气相转移到液相或固体表面的液膜中的传质过程，然后污染物才在液相或固体表面被微生物吸附降解。
按照Ottengraf提出的生物膜理论，生物法净化处理工业废气一般要经历以下四个步骤（图1-1)。
1)废气中的污染物首先同水接触并溶解于水中（由气膜扩散进入液膜)；广州和风环境技术有限公司 / 2)溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收；3)微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产品或者C02、水等；4)生化反应产物002从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体，而1120则被保持在生物膜内。
气态污染物的生物处理过程也是人类对自然过程的强化和工程控制，其过程的速率取决于：①气相向液固相的传质速率（与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关);②能起降解作用的活性生物质量；③生物降解速率（与污染物的种类、生物生长环境条件、控制作用有关)。
表1-1列出了各种气态污染物的生物降解效果。
按照获取营养的方式不同，用于污染物生物降解的微生物有两大类：自养菌和异养菌。
自养菌可以在无有机碳和氧的条件下，以光和氨、硫化氢、硫和铁离子等的氧化获得必要的能量，而生长所需的碳则由二氧化碳通过卡尔文循环提供，因此它特别适合于无机物的转化。
废气处理 生物法
废气处理生物法
废气处理是指将产生的废气进行处理，去除污染物，以减少对环境的影响。
其中，生物法是一种利用微生物和生物化学反应来净化废气的处理方法。
生物法的原理是通过使用特定的微生物，将废气中的有机污染物转化为无害的物质。
这些微生物可以是自然界存在的，也可以是经过改良和选育的菌群。
在生物法中，废气首先经过预处理，去除其中的颗粒物、气态污染物等。
然后，废气会进入一个生物反应器，这个反应器内会有适宜生物生长和活动的环境。
微生物会利用废气中的有机污染物作为能源和营养源，通过酵解、氧化等过程将其转化为二氧化碳、水和其他无害物质。
最后，经过处理后的废气会被释放到大气中或经进一步处理后达到排放标准。
生物法相比于传统的物理或化学处理方法具有许多优点。
首先，它是一种相对低成本的处理方法，可以利用自然界中已经存在的微生物资源。
其次，生物法能够高效地去除有机污染物，处理效果稳定可靠。
此外，生物法还具有可持续性和环保性，不会产生二次污染物。
值得一提的是，生物法在处理某些特定的有机废气中表现出很高的选择性，能够实现高效的处理效果。
总之，生物法是一种有效的废气处理方法，通过利用微生物和生物化学反应将废气中的有机污染物转化为无害物质。
它具有低成本、高效、环保等诸多优点，应用广泛。
生物法处理废气的(怎么做)
广州和风环境技术有限公司 /生物法控制VOCs污染是近年发展起来的空气污染控制技术，该技术已在德国、荷兰得到规模化应用，有机物去除率大都在90%以上。
与常规处理法相比，生物法具有设备简单、运行费用低、较少形成二次污染等优点，尤其在处理低浓度、生物降解性好的气态污染物时更显其经济性。
生物除臭工艺采用了液体吸收和生物处理的组合作用。
臭气首先被液体（吸收剂）有选择地吸收形成混合污水，再通过微生物的作用将其中的污染物降解。
具体过程是：先将人工筛选的特种微生物菌群固定于填料上，生物法废气处理，当污染气体经过填料表面初期，生物法废气处理设备价格，可从污染气体中获得营养源的那些微生物菌群，在适宜的温度、湿度、ph值等条件下，将会得到快速生长、繁殖，并在填料表面形成生物膜，当臭气通过其间，有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解，得到净化再生的水被重复使用。
污染物去除的实质是以臭气作为营养物质被微生物吸收、代谢及利用。
这一过程是微生物的相互协调的过程，比较复杂，它由物理、化学、物理化学以及生物化学反应所组成。
各种恶臭气体处理方法的目的在于经过物理、化学、生物的作用，使恶臭气体的物质结构发生改变，消除恶臭。
常规的恶臭气体常见处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等。
生物除臭是采用生物法通过专门培养在生物滤池内生物填料上的微生物膜对废臭气分子进行除臭的生物废气处理技术。
当含有气、液、固三项混合的有毒、有害、有恶臭的废气经收集管道导入本系统后通过培养生长在生物填料上的高效微生物菌株形成的生物膜来净化和降解废气中的污染物。
此生物膜一方面以废气中的污染物为养料，进行生长繁殖；另一方面将废气中的有毒、有害恶臭物质分解。
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生物法净化有机废气的机理
一、有机废气
在塑料、橡胶加工、油漆生产、汽车喷漆和涂 料生产等诸多工业领域中，工业品的生产和加 工过程产生了大量含有挥发性有机化合物的废 气（Volatile Organic Compounds）。 这些废气未经处理排入大气，在一定条件下会 形成光化学污染，影响大气质量，影响动植物 生长和人类的健康。
三、生物法净化有机废气的原理
简单分析生物法处理机理：
三、生物法净化有机废气的原理
1.由于气液相间有机物浓度梯度、有机物水溶 性以及微生物的吸附作用，有机物从废气中转 移到液相(或固体表面液膜)中,进而被微生物捕 获、吸收。 2.微生物对有机物进行氧化分解和同化合成， 产生的代谢物一部分溶入液相，一部分作为细 胞物质或细胞代谢能源，还有一部分(如二氧 化碳)则析出到空气中。废气中的有机物通过 上述过程不断减少，从而得到净化。
二、生物法处理VOC的优势
生物技术相比于传统的有机废气处理方法有较 为明显的优势； 主要表现在低投入、高效率、安全、无二次污 染； 生物技术在德国、荷兰、日本及北美等国家和 地区已经得到广泛应用。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、生物法净化有机废气的原理
生物法净化有机废气的原理是将废气中的有机 组分作为微生物生命活动的能源或其他养分， 经代谢降解转化为简单的无机物(二氧化碳、 水等)及细胞组成物质。 废水的生物处理过程不同之处是：废气中的有 机物质要想被微生物吸附降解，先要经历由气 相转移到液相(或固体表面液膜)中的传质过程， 然后吸附降解在液相(或固体表面生物层)完成。
有机废气治理行业中Voc治理生物方法
有机废气治理行业中V o c治理生物方法Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998中治理生物方法以及技术Voc治理生物方法主要是生物处理原理，把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。
在适宜的环境条件下，微生物不断吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。
废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水，以及细胞物质等。
Voc治理生物方法是在生物滤池、生物滴滤塔和生物洗涤器基础上进行的优化创新设计产品，主要由不锈钢主塔、含有微生物的生物膜载体、循环补水系统及控制系统组成。
其核心部分为拥有自主知识产权的微生物及其载体。
微生物通过选育、改造、驯化、培养、复配而成，并经接种和添加技术、生物吸附技术使之在适宜粒径、孔隙率、强度及材料成份的生物载体上形成高效生物膜。
当含有工业废气、挥发性有机物（VOCs）等有毒、恶臭废气以专管集中导入该高效生物净化系统，微生物以废气中的污染物为养料, 进行生长繁殖，同时将废气中的有毒有味的挥发性有机物质(VOCs)作生物吸收、分解及脱臭处理，降解处理成无毒无味气体后再排出，达到净化废气的目的。
voc有机废气收集后，先经必要的预处理（例如控制废气粉尘浓度以防止填料堵塞、控制废气温度、pH、有毒物质以防止微生物因上述因素失活），达到微生物工作条件后、进入微生物有机废气处理一体化设备，利用微生物进行净化。
在满足微生物所需的工艺运行参数、条件时，尾气可达标排放。
气体污染物进入Voc治理生物方法定制的废气处理一体化设备后，经气水界面传递到附着于填料表面的生物膜中，膜中微生物利用气体污染物作为其生长繁殖所需的基质，经过不同的转化途径将有机污染物最终分解为简单的无害的CO2、H2O等无机物，达到净化的目的。
微生物在通过异化作用分解污染物的同时产生能量，再通过同化作用利用污染物分解过程产生的能量合成新的细胞物质，使微生物得以生长繁殖，使有机废气净化能够连续持久进行。
有机废气的生物处理技术
有机废气的生物处理技术主讲：陈东之副教授E-mail：cdz@第一部分：引言VOCs¾挥发性有机化合物（VOCs）：常温下沸点50℃—260℃的各种有机化合物¾长期以来被广泛地用作为液体燃料、有机溶剂及化学反应的介质和原料从而进入大气中¾美国国家环境保护署（EPA）所列的有毒气体排放物清单包含的25种气体中，18种为VOCs废气对星星港湾影响，（2009.8.26）哈药臭气扰民，2009.8.4）废气对学校影响（2009.4.16）大气污染是目前最突出的环境问题之一，每年因大气污染导致全球约相关法规¾《中华人民共和国大气污染防治法》¾《大气污染物综合排放标准》¾《恶臭污染物排放标准》¾其它z《关于推进大气污染联防联控工作，改善区域空气质量的指导意见》z《城镇污水处理厂污染物排放标准》z《浙江省大气污染防治条例》z《关于开展杭州市干洗行业挥发性有机物污染专项整治工作的通知》末端控制技术VOCs 控制技术吸附焚烧吸收冷凝减少废气释放量生物泄露控制工艺改革溶剂替代1. 溶剂替代一、减少废气释放量（预防性措施）2. 工艺改革z 非挥发性溶剂工艺取代挥发性溶剂工艺3. 泄漏控制¾充入、呼吸和排空损耗呼吸损耗：温度变化使容器产生“吸进和呼出”而导致的有机物损耗白天呼出，夜晚吸进可通过在容器出口附加的蒸气保护阀来控制1. 焚烧法¾适用于可燃或高温分解的物质¾不能回收有用物质，但可回收热量817222662222222C H 12.25O 8CO 8.5H O C H 7.5O 6CO 3H O H S 1.5O SO H O Q Q Q+→+++→+++→++－燃烧时放出的热量Q 二、末端控制技术焚烧工艺¾直接焚烧：将可燃的有害气体当燃料燃烧的方法z适用于可燃有害组分浓度较高或热值较高的废气z设备：燃烧炉、窑、锅炉z温度1100℃左右z产生大量有害气体、烟尘和热辐射焚烧工艺¾热力焚烧：利用辅助燃料燃烧所产生的热量，把有害气体的温度提高至反应温度使其氧化分解的方法z适于低浓度废气的净化z温度低700~870℃z必要条件：温度、停留时间、湍流混合焚烧工艺¾ 催化燃烧：为节省辅助燃料，利用催化剂使有害废 气在更低温度（300~450 ℃）下氧化分解的方法 优点z 无火焰燃烧，安全性好 z 温度低，辅助燃料消耗少 z 对可燃组分浓度和热值限制少11焚烧法处理VOCs的运行性能比较焚烧工艺 直接焚烧投资费用 运行费用 燃烧温度 /℃ 其他 较低 低 > 1100 易爆炸、热能浪 费且易产生二次 污染热力焚烧低 高 700~870 回收热能 高催化燃烧较低 300~450 VOCs中如含重金属、 尘粒等物质，会引 起催化剂中毒122.吸收法¾ 吸收剂的要求z 对被去除的VOCs有较大的溶解性 z 蒸气压低 z 易解吸 z 化学稳定性和无毒无害性 z 分子量低¾ 主要设计指标z 液气比 z 塔径 z 塔高133.冷凝法¾ 接触冷凝z 被冷凝气体与冷却介质直接 接触 z 喷射塔、喷淋塔、填料塔、 筛板塔¾ 表面冷凝（间接冷却）z 冷凝气体与冷却壁接触 z 列管式、翅管空冷、淋洒式、 螺旋板144.吸附法有部分VOCs不易 解吸，不宜用活性 炭吸附 活性炭吸附VOCs 的性能最佳15技术比较适用范围 治理技 术 废气 量 m3/h>2,000 550,000 10060,000技术特点 优点 局限性1m3/h废气的费用 （元） 投资 运行浓度 g/m32~90焚烧法易产生有毒副产物如二噁英、 或可实现热 CO、NOx，对低浓度废气的 50-500 能回收 处理效果差 可用于气量 需回收吸附剂，废气湿度应 波动较大的 <50%，压降高，某些组分会 废气 使吸附剂中毒 不适用于处理低水溶性组 或可实现资 分，产生大量废水而造成二 源回收 次污染 或可实现资 仅对高浓度废气有效；浓缩 源回收 物必须经进一步处理 适用于多组 占地面积大，压降高，某些 分废气，对 组分去除效率低，启动周期 环境友好 长 80-800100-1,000吸附法< 1050-200吸收法 冷凝法8~5040-400 65~520100-800 130~780100~10, > 60 000 100<5 500,000生物法40-4008-5016第二部分 生物净化技术进展1 2 3 4 5 6 7 废气生物处理的发展 废气生物处理的特点 废气生物处理的机理 处理废气的微生物 废气生物处理的基本条件 废气生物处理的反应器 废气生物净化技术研究方向171.废气生物净化的发展9 1957年，Pomeroy RD申请了利用土壤过滤装置处理硫化氢的 专利，并在美国加州的污水厂成功建立起第一套土壤生物过滤 装置 9 上世纪80年代后，生物法处理废气技术在欧洲有了较快的发 展，其应用领域也由硫化氢等恶臭废气扩展到控制VOCs和其 他有毒污染物废气 9 进入21世纪，由于该技术本身具有的经济方面的优势和巨大的 应用潜力，关于其基础和应用研究依然非常活跃189 据2008年统计，欧洲已有约8000套废气生物处理装置正在运 行，废气处理流量为1000~150000m3/h，大部分VOCs处理效 率在90%以上；有800余种化学加工业用生物法处理异味、挥 发性有机物和有毒气体。
有机废气的微生物处理技术
第七章有机废气的微生物处理技术重点难点：1.介绍三种有机废气的微生物处理方法；2.微生物脱硫机理；3.烟气脱硝机理。
7.1有机废气的微生物处理技术7.1.1有机废气的微生物处理原理微生物法净化有机废气需经历三个步骤：（1）有机废气成分首先同水接触并溶于水中（即由气相扩散进入液相）；（2）溶解于液相中的有机成分在浓度差的推动下，进一步扩散至介质周围的生物膜，进而被其中的微生物捕捉并吸收；（3）进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解, 经生物化学反应最终转化为无害的化合物。
7.1.2有机废气的微生物处理工艺有机废气的微生物处理方法包括生物过滤法、生物滴滤法、生物吸收法和生物洗涤法等。
1．生物过滤法废气处理工艺利用含有微生物的固体颗粒吸收废气中的污染物，然后微生物再将其转化为无害物质，常用的工艺设备包括土壤滤池、堆肥滤池和微生物过滤箱。
生物滤池中，有孔的介质通过进气的湿度调节器和偶尔的喷淋而保持潮湿。
生物过滤法包括：土壤滤池、堆肥滤池、微生物过滤箱。
（1）土壤滤池构造：采用特制的颗粒化土壤作为填料，由气体分配层和土壤滤层两部分组成。
气体分配层下层铺设粗石子、细石子或轻质陶粒等，上部由黄砂或细粒组成；土壤滤层由粘土、含有机质沃土堆肥、细砂土和粗砂按一定比例混合的配料组成。
影响因素：温度、湿度、pH值及土壤中的营养成分。
应用：土壤滤池已用于肉类加工厂、动物饲养场、堆肥场等产生恶臭废气的处理，这类废气的主要特点是带有强烈的臭味，这种臭味是有一种或多种有机成分引起的，而这些有机成分在废气中的浓度并不高。
优缺点：土壤滤池具有投资小、抗冲击能力强、无二次污染等优点，但是该处理方法占地面积大、卫生条件差。
（2）堆肥滤池工作原理：将畜粪、城市垃圾、污水处理厂的污泥等有机废弃物经好氧发酵、热处理后作为填料。
有机废物经稳定化作用后形成的堆肥是一种高达50~80%腐殖质含量的疏松物质，空隙率高、比表面积大，其中含有大量可降解有机气体的微生物。
第九章有机废气生物处理技术解析ppt课件
类别
来源
危害
硫氧 矿物燃烧 化物 火山活动
酸雨
碳氧 化物
不完全燃烧 机动车排气
破坏血红蛋白ຫໍສະໝຸດ 迁移H2SO 4 或 硫 酸 盐，干、湿沉降
生物吸附 光合作用
氮氧 燃烧过程 化物 细菌作用
造成光化学烟雾 HNO3或硝酸盐，
温室效应
干、湿沉降
破坏臭氧层
在大气中光离解
碳氢 汽车尾气 化合物 有机物蒸发
卤素 化合物
一、生物法净化有机废气的原理
有机废气生物净化是利用微生物以废气中的 有机组分作为其生命活动的能源或其他养分， 经代谢降解，转化为简单的无机物及细胞组 成物质。
与废水生物处理的最大区别在于：废气中的 有机物质首先要经历由气相转移到液相（或 固体表面液膜）中的传质过程 ；然后在液相 或(固体表面生物层)被微生物吸附降解。
3. 没有毒性或对微生物生长有抑制作用的
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
三、废气生物处理的基本条件
• 主要有水分、养分、温度、氧气以及酸碱度 等。
1．水 分 • 微生物生命活动的必要成分； • 吸收废气的溶剂。 ➢采用土壤或堆肥等固态处理系统时，适宜的
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
1．生物滤池
• 生物滤池内的固态介质是一些天然材 料，常用的固体颗粒有土壤和堆肥， 这些材料为微生物的附着和生长提供 表面，微生物可以吸收废气中的污染 物将其转化为无害物质。
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生物法处理废气
废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。
自然界中存在各种各样的微生物，几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。
生物处理不需要再生和其他高级处理过程，与其他净化法相比，具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点，但不能回收利用污染物质。
1.2.3.1基本原理
在适宜的环境条件下，微生物不断吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。
废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水，以及细胞物质等。
1.2.3.2微生物降解污染物的过程
由于微生物将废气中的有害物质进行转化的过程在气相中难以进行，所以废气中气态污染物首先要经气相转移到液相或固体表面的液膜中的传质过程，然后污染物才在液
相或固体表面被微生物吸附降解。
按照Ottengraf提出的生物膜理论，生物法净化处理工业废气一般要经历以下四个步骤（图1-1)。
1)废气中的污染物首先同水接触并溶解于水中（由气膜扩散进入液膜)；
2)溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收；
3)微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产品或者C02、水等；
4)生化反应产物002从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体，而1120则被保持在生物膜内。
气态污染物的生物处理过程也是人类对自然过程的强化和工程控制，其过程的速率取决于：①气相向液固相的传质速率（与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关);
②能起降解作用的活性生物质量；③生物降解速率（与污染物的种类、生物生长环境条件、控制作用有关)。
表1-1列出了各种气态污染物的生物降解效果。
填料
固液混合层
图1-1生物法净化工业废气的传质降解模型
表1-1微生物对各种气态污染物的生物降解效果
化合物生物降解效果
甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丁醇、四氢呋喃、甲醛、乙醛、丁醛、三甲胺非常好
苯、丙酮、乙酸乙酯、苯酚、二甲基硫、噻吩、甲基硫醇、二硫化碳、酰胺类、
吡啶、乙腈、异腈类、氯酚
好
甲烷、戊烷、环己烷、乙醚、二氯甲烷较差1,1,1-三氯甲烷无
乙炔，异丁烯酸甲酯、异氰酸酯、三氯乙烯、四氯乙烯不明1.2.3.3废气生物处理的微生物
按照获取营养的方式不同，用于污染物生物降解的微生物有两大类：自养菌和异养菌。
自养菌可以在无有机碳和氧的条件下，以光和氨、硫化氢、硫和铁离子等的氧化获得必要的能量，而生长所需的碳则由二氧化碳通过卡尔文循环提供，因此它特别适合于无机物的转化。
由于自养菌的能量转换过程缓慢，导致其生长速率也非常慢，其生物负荷不可能很大，因此对无机气态污染物采用生物处理方法比较困难，仅有少数工艺找到了适当种类的细菌，如采用硝化、反硝化及硫酸菌等去除浓度不太高的臭味气体硫化氢、氨等。
异养菌则是通过有机化合物的氧化来获取营养物和能量，适合进行有机物的转化, 在适当的温度、酸碱度和有氧的条件下，该类微生物能较快地完成污染物的降解。
事实上，国内外广泛应用的是异养菌降解有机物如乙醇、硫醇、酚、甲酚、吲哚、脂肪酸、
乙醛、胺等。
特定的微生物群落具有特定的污染物处理对象。
在某些情况下，起净化作用的多种微生物在相同条件下均可正常繁殖。
因此，在一个装置内可同时处理含多种污染物的气体。
在废气生物处理的系统中，微生物是工作的主体，只有了解和掌握微生物的基本生理特性，筛选、培育出优势高效菌种，才能获得较好的净化效果。
以一种物质作为目标污染物的微生物菌种一般是通过污泥驯化或培养的方法来进行（表1-2)。
表1-2用于大气污染控制的一些微生物菌属
而对于含有复杂的、多种污染成分的目标污染物，则必须用混合培养的方法，驯化、培育出分工、协作的微生物菌群来完成污染物的降解任务。
1.2.3.4影响生物净化废气的主要因素
生物法主要依靠微生物的作用来去除气体中的污染物，微生物的活性决定了反应器的性能。
因此反应器的条件应适合微生物的生长，这些条件包括填料（介质)、湿度、pH、溶解氧浓度、温度和污染物的浓度等。
(1)填料
对所有类型的生物净化器而言，理想的填料应是良好的传质和发生化学转化的场所，具有以下性质：
1)最佳的微生物生长环境：营养物、湿度、pH和碳源的供应不受限制；
2)较大的比表面积：接触面积、吸附容量、单位体积的反应点更多；
3) 一定的结构强度：防止填料压实，否则会使压降升髙、气体停留时间缩短；
4)高水分持留能力：水分是维持微生物活性的关键因素；
5)高孔隙率：使气体有较长的停留时间；
6)较低的体密度：减小填料压实的可能性。
常用的堆肥、泥煤等填料能基本符合以上要求，但是其中含有的有机物会逐渐降解，这不仅使填料压实，还要在一定时间后更换，即有寿命限制。
将有机填料和惰性的填充剂混合，使用寿命可髙达5a, —般为2〜4a。
为卞提髙填料性能、降低压降，一般要求60% 的填料直径大于4mm。
(2)温度
温度是影响微生物生长的重要因素。
任何微生物只能在一定温度范围内生存，在此温度范围内微生物能大量生长繁殖。
根据微生物对温度的依赖，可以将它们分为低温性(<25°C),中温性（25〜40°C)和高温性（>40°C)微生物。
在适宜的温度范围内，随着温度的升高，微生物的代谢速率和生长速率均可相应提高，但高于最高生长温度后，微生物停止生长，甚至最终死亡。
因此，需根据微生物种类选择最适宜的温度。
通常，用于有机物和无机物降解的微生物均是中温、高温菌占优势。
一般情况下，生物处理可在25〜35°C进行，很多研究表明，35°C是很多好氧微生物的最佳温度。
温度除了改变微生物的代谢速率外，还能影响污染物的物理状态，使得一部分污染物发生固一液、气一液相转换，从而影响生物净化效果。
如：温度的提高，会降低污染物特别是有机污染物在水中的溶解以及在填料上的吸附，从而影响气相中污染物的去除。
(3) pH
微生物的生命活动，物质代谢都与pH有密切联系，每种微生物都有不同的pH要求。
大多数细菌、藻类和原生动物对pH的适宜范围为4〜10，最佳pH为6.5〜7.5。
表1-3列出了几种常用微生物的适宜温度和pH范围。
表1-3几种微生物适宜的温度和pH
(4)溶解氧
根据微生物的呼吸与氧的关系，微生物可分为好氧微生物、兼性厌氧（或兼性好氧）微生物和厌氧微生物。
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好氧微生物需要供给充足的氧。
氧对好氧微生物具有两个作用：①在呼吸中氧作为最终电子受体；②在留醇类和不饱和脂肪酸的生物合成中需要氧。
充氧的效果与好氧微生物的生长量呈正相关性，氧供应量的多少根据微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度综合考虑。
兼性微生物具有脱氢酶也具有氧化酶，既可在无氧条件也在有氧条件下存在。
在好氧生长时氧化酶活性强，细胞色素及电子传递体系的其他组分正常存在，而在无氧条件下，细胞色素及电子传递体系的其他组分减少或全部丧失，氧化酶不活动，一旦通入氧气，这些组分的合成很快恢复。
厌氧微生物只有在无氧条件下才能生存，它们进行发酵或无氧呼吸。
因此在其进行生物处理过程中要尽可能保持无氧状态。
(5)湿度
在生物过滤处理废气中，湿度是一个重要的环境因素。
首先，它控制氧的水平，决定是好氧还是厌氧条件。
如果滤料的微孔中80%〜90%充满水，则可能是厌氧条件。
其次，大多数微生物的生命活动都需要水，而且只有溶解于水相中的污染物才可能被微生物所降解。
如果填料的湿度太低，将使微生物失活，填料也会收缩破裂而产生气流短流；如填料湿度太高，不仅会使气体通过滤床的压降增高、停留时间降低，而且由于空气•水界面的减少引起氧供应不足，形成厌氧区域从而产生臭味并使降解速率降低。
许多实验表明，填料的湿度在40%〜60% (湿重）范围内时，生物滤膜的性能较为稳定。
对于致密的、排水困难的填料和憎水性挥发性有机物（VOCs)，最佳含水量在40%左右；对于密度较小、多孔性的填料和亲水性的VOCs，则最佳含水量在60%以上。