生物净化法

2003年10月完成的 中国目前最大规模 的杭州七格污水处 理厂全厂除臭系统 一期工程，污水处 理量为40万吨/天， 臭气量超过20万立 方米/小时。
3 膜生物反应器
膜生物反应器(MembraneBioreactor)是为了克服前三种生 物废气处理系统在处理难溶解有机物和高浓度有机物时的缺陷 而发展起来的一种试验装置。
生物净化法的优点
1
2
3
4
能耗低、 能耗低、 不消耗 有用的 原料， 原料， 费用低
设备简 单、维 护管理 方便
减少甚至无 二次污染问 题。微生物 分解速度快、 分解速度快、 效率高、 效率高、稳 定
可与废 水处理 一并进 行
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2.原理与微生物相 2.原理与微生物相
1 生物过滤法处理 处理VOCs
生物过滤法处理VOCs工艺系统由气体输送装置、 喷淋装置和过滤塔主体三部分组成,如下图所示.
处理后气体
喷淋装置定期 向填料层喷洒 喷淋液, 以调节 填料层的水分 含量、pH 值和 营养盐含量。
水泵
喷淋 装置
风机 VOCs气体 气体输送装置 加湿 过滤塔主体
VOCs气体经过加压预湿后, 进入过滤塔并与填料层表面的生物 膜接触,VOCs 从气相转移到生物膜中被微生物降解和利用,转化为 CO2、水和其它小分子物质, 气体净化后被排放。
2 生物土壤除臭
原理
臭气源产生的臭气经密闭设 施，由收集系统有序收集后 经鼓风机进入到布气管系统， 然后进入经特殊技术一次性 配制的活性土壤过滤层进行 除臭处理。当臭气接触含有 大量微生物的透气土壤介质 时，将被微生物完全氧化， 转化为 二氧化碳和水份，同 时构成微生物细胞物质。
2 生物土壤除臭
4.2有机气体的生物处理 有机气体的生物处理
1
生物过滤 法
2
生物吸收法
3
生物滴滤 法
1 生物过滤法
生物过滤法废气处理工艺是用含有微生物的固体颗 粒吸收废气中的污染物，而后由微生物将其转化成无害 物质。
1 生物过滤法
常用的生物过滤设备包括堆肥滤池、土壤滤池 以及微生物过滤箱。
1 生物过滤法
工艺流程
5.应用与发展 5.应用与发展
利用生物法处理空气中的污染物可以追溯到20世纪50年代 中期,生物法净化废气的研究,最先用于处理空气中低浓度的 臭味物质,如堆肥场和动物脂肪加工场的有机废气脱臭处理。 第一个利用微生物处理废气的专利于1957年出现在美国,但 到1970年后才引起各国重视。到1980年,德国、日本、荷兰 等国家已有相当数量的各类生物处理废气装置投入运行,对 混合废气的去除率一般在95%以上。到目前为止,德、日、荷 等国已成功应用于化工、轻工等行业,投入运行的生物净化 装置已逾千套。 目前我国在废气生物处理方面的研究还处于起步阶段。
(1)废气生物处理原理 (1)废气生物处理原理
生物法净化废气过程的实质是利用微生物的代谢作用将废 气分解为简单的无机物。 气分解为简单的无机物。 上述过程在气相中很难进行， 上述过程在气相中很难进行，所以废气必须首先经历由气 相转移到液相或固相表面液膜中， 相转移到液相或固相表面液膜中，然后污染物才能被液相 或固相表面的微生物吸附降解。 或固相表面的微生物吸附降解。
温度
PH值 值
污泥的MLSS浓度（ 浓度（ 污泥的 浓度 污泥干重） 污泥干重） 溶解氧等 污泥的驯化 营养盐的投加量及 投加时间
其他
水相pH值为 水相 值为6—9。 值为 。 但在降解一些含氯、 但在降解一些含氯、氮 硫的化合物时,会有酸 、硫的化合物时 会有酸 的积累, 的积累 可以通过在液 相中投加碱或加缓冲物 质来调节pH值 质来调节 值，亦可通 过定期冲洗和排放的方 法避免酸的积累。 法避免酸的积累。 但如果生物滤池是用于 处理H2S,微生物主要是 处理 微生物主要是 嗜酸性硫杆菌属,在 嗜酸性硫杆菌属 在pH 低到2.5—3.5的条件下 低到 的条件下 仍可正常运行
3 生物滴滤法
生物滴滤法工艺集生物吸收和生物氧化于 一体。废气中污染物的吸收和生物降解同时发 生在一个反应装置内。
三者工艺对比
名 称 生物 过滤法
运行费用低 进气中污染物浓 差；占地大 反应条件易于控制；传质表面积低；增长缓 反应条件易于控制；传质表面积低；增长缓 可避免产物积累； 慢的微生物会被冲出反 设备占地小，压力 应器；剩余污泥须处理；
工艺特点
膜生物反应器具有很大的比表面积，生物量高，可 清除过多的生物量以防堵塞； 可向流动相添加pH缓冲剂、营养物质、辅助代谢物 及其它促进剂； 可除去有毒或有抑制性的产物，使微生物所处环境 得以改善，从而保持较高的生物降解活性。 但是膜生物反应器的造价很高，目前只限于在实验 室内对生物降解的研究，距离在工业上的应用还有很 大一段距离。
目前应用举例
生物过滤法处理VOCs
生物土壤除臭
膜生物反应器
1 生物过滤法处理 处理VOCs
概述
近年来, 挥发性有机物( Volatile Organic Com-pounds , VOCs) 气体污染越来越受到人们的重视。世界各国包 括我国在内, 纷纷采取了各种措施对 VOCs 污染进行控 制。VOCs 气体的处理技术包括化学法、物理法和生 物法等。其中, 生物过滤法作为一种高效、廉价的 VOCs 生物处理技术, 适用于低浓度 VOCs 气体处理; 目前, 该工艺已成为国内外研究和应用的热点,借此机 会介绍一下。
膜 生物层
营养液 废气和 氧流入 气相 膜相
空气和废气 生物层
如图1一4，采用微孔疏 水中空纤维(聚丙烯、聚 乙烯)制成纤维膜，微生 物在膜上生长形成生物 膜层。 该纤维膜具有很高的渗 透性，在临界压力以下， 水不透过膜，气体由膜 扩散到纤维膜，然后穿 过该膜到生物膜(生物活 性液相)。
3 膜生物反应器
2 生物吸附法
生物吸收法的工艺一般由废气吸收段和悬 浮液再生段两部分组成，相应的装置为吸收 设备和再生反应器。
2 生物吸附法
工艺流程
废气从吸收设备下部进入， 向上流动与由设备顶部喷淋 而下的生物悬浮液在填料层 接触，使废气中的污染物和 氧转入液相由微生物吸收。 净化后的气体从上部排出。 吸收了废气的悬浮液从再生 反应器底部流入，通入空气 充氧，污染物通过微生物的 氧化作用从液相中去除，再 生后的悬浮液又从吸收设备 顶部喷淋，反复循环。 生物吸收法一般由废气吸收段和悬浮 液再生段两部分组成。
废气经加压预湿后, 从底部进入生物滤 池,与填料上附着生 成的生物膜(微生物) 接触,被生物膜吸收, 最终降解为水和二氧 化碳,处理过的气体 从生物滤池的顶部 排出。
1 生物过滤法
过滤箱结构示意图 净气 过滤床层 二氧化碳+水 废气 载体+微生物
污染物+氧气
微生物过滤箱是封闭式装置，主要由箱体、生物活性床层， 喷水器等。床层由多种有机物混合制成的颗粒状载体构成， 有较强的生物活性。微生物一部分附着于载体表面，一部 分悬浮于床层水体中。
4.生物法分类
4.1 无机气体的生物处理
4.2
有机气体的生物处理
4.1无机气体的生物处理 无机气体的生物处理
适合于微生物处理的无机废气污染组分及处理方法 适合于微生物处理的无机废气污染Leabharlann Baidu分及处理方法 微生物处理的无机废气污染
氨和硫化氢
SO2
NOx
将NH3溶于水 中成NH4+，通 入生物滴滤池 ，利用硝化作 用将其氧化成 NO2-和NO3-
先吸附并与NaOH 反应转化成亚硫 酸盐，再由硫酸 还原菌将其转化 为H2S,最后用硫 醚杆菌将H2S转化 为元素硫
先与水接触溶于水 形成NO3-,然后进 行反硝化。用于生 物净化NOx的脱氮 菌有异养菌和自养 菌。用自养型脱氮 硫杆菌在厌氧条件 下以二氧化碳作碳 源，硫代硫酸盐作 能源进行生物脱 NOx，效果良好
(2)废气生物处理反应器中的微生物相 (2)废气生物处理反应器中的微生物相
同废水的生物处理一样， 同废水的生物处理一样，特定的待处理成份都有适宜处理 的微生物群落。 的微生物群落。 对于挥发性有机污染物，以异养型细菌为主，霉菌为次， 对于挥发性有机污染物，以异养型细菌为主，霉菌为次， 极少有酵母菌。 极少有酵母菌。 对含无机成分的废气，微生物是以CO 对含无机成分的废气，微生物是以CO2为碳源的化能自养 型菌为主。 型菌为主。 废气生物处理反应器属开放系统, 废气生物处理反应器属开放系统,微生物种群随环境改变 而变化。在某些情况下， 而变化。在某些情况下，起净化作用的多种微生物在正常 情况下均可繁殖，因此，在一个装置里有可能同时处理含 情况下均可繁殖，因此， 多种成分的废气。 多种成分的废气。
应用范围
进气中污染物浓 度＜1g/m3;
优 点
缺 点
气、液比表面积大；反应条件不宜控制；对 操作、启动容易， 进气浓度波动适应能力
生物 吸收法
度＜5g/m3;
损失低
启动过程复杂，投资大， 维护管理费用高
生物 滴滤法
进气中污染物浓 度＜0.5g/m3;
能较好地截留生长 传质表面积低；剩余污 缓慢的微生物 泥须处理；启动过程复 杂，维护管理费用高
生物净化法
小组成员:齐文放 小组成员 齐 杨宁 车倩 杨骁枭 方洪伟 罗志逢 曹中杰 石昊
1,概述 概述
传统方法 物理法 传统方法:物理法 化学法 方法 物理法,化学法
物化法是指采用物理方法或者化学 方法处理废气，如吸附、吸收氧化 或者等离子体转化等。
物化法
生物法
生物法是指利用微生物的生物化学 作用，使污染物分解为无害或者危 害小的物质。
3,影响因素 影响因素
湿度
最佳40%_60%。 。 最佳 过湿时水分充满了 滤料孔隙， 滤料孔隙，减少了气 体的停留时间， 体的停留时间，增加 阻力。 阻力。 当湿度太低时， 当湿度太低时，滤 层会发生老化现象， 层会发生老化现象， 填料干燥， 填料干燥，处理效率 下降
20-40℃ ℃ 为宜， 为宜， 35℃是生 ℃ 物滤池好 氧性微生 物最佳生 长温度