項目背景：

   随着國(guó)内各領域經濟的發展，許多(duō)工(gōng)業廢氣處理(lǐ)及有(yǒu)害場所、地下水治理(lǐ)設施等均含有(yǒu)揮發性有(yǒu)機化合物(wù)(VOCs)，可(kě)引起光化學(xué)煙霧，破壞生态環境，并且具(jù)有(yǒu)緻癌性，嚴重威脅着人們的健康。由于生物(wù)工(gōng)程領域的進步，相應的技(jì )術也逐步應用(yòng)于環保領域。20世紀70年代各國(guó)競相開始研究生物(wù)法處理(lǐ)揮發性有(yǒu)機廢氣，主要研究淨化設備及優化條件，優勢菌群的馴化與培養，代謝(xiè)原理(lǐ)及降解過程，動力學(xué)模型分(fēn)析等。相比于傳統方法，生物(wù)法處理(lǐ)低濃度有(yǒu)機廢氣具(jù)有(yǒu)易操作(zuò)、維護方便、淨化效率高、運行費用(yòng)低、安(ān)全性高、二次污染小(xiǎo)等優點。


　　1、生物(wù)法處理(lǐ)VOCs廢氣的基本理(lǐ)論


　　生物(wù)法處理(lǐ)VOCs廢氣機理(lǐ)前人已做許多(duō)研究，世界較為(wèi)流行的是荷蘭學(xué)者提出的“吸收-生物(wù)膜”理(lǐ)論:VOCs廢氣經水吸收，在溶入濃度梯度的作(zuò)用(yòng)下擴散至生物(wù)膜上，進而與微生物(wù)接觸被降解吸收，将污染物(wù)經代謝(xiè)分(fēn)解成簡單小(xiǎo)分(fēn)子物(wù)質(zhì)、CO2和H2O。之後孫珮石等人在前人基礎上進行完善，針對低濃度VOCs廢氣的處理(lǐ)提出新(xīn)型“吸附-生物(wù)膜”理(lǐ)論，強調污染物(wù)經擴散被直接吸附在生物(wù)膜表面，而與微生物(wù)接觸被降解吸收，污染物(wù)作(zuò)為(wèi)能(néng)源和營養物(wù)質(zhì)被微生物(wù)分(fēn)解，最終轉化為(wèi)簡單小(xiǎo)分(fēn)子物(wù)質(zhì)、CO2和H2O。其核心重在吸附降解過程，完善修正了國(guó)外的理(lǐ)論，诠釋了國(guó)外學(xué)者對液膜存在與否的質(zhì)疑。



　　2、VOCs廢氣的生物(wù)法處理(lǐ)技(jì )術



　　生物(wù)法處理(lǐ)油煙廢氣主要是将廢氣由氣态轉移到液态或固态表面的液膜上，利用(yòng)微生物(wù)的新(xīn)陳代謝(xiè)作(zuò)用(yòng)對其進行降解轉變為(wèi)無害的無機物(wù)(CO2、H2O)、有(yǒu)機小(xiǎo)分(fēn)子以及自身細胞組成物(wù)質(zhì)，進而使油煙廢氣得以淨化，其過程如圖1所示。與傳統的物(wù)理(lǐ)化學(xué)廢氣處理(lǐ)技(jì )術比較，生物(wù)法淨化技(jì )術具(jù)有(yǒu)操作(zuò)簡單、易維護、投資運行費用(yòng)低、安(ān)全性好、處理(lǐ)效率高、無二次污染等特點，特别在淨化低濃度、生物(wù)可(kě)降解性好的廢氣中(zhōng)更為(wèi)突出。



　　目前用(yòng)于廢氣生物(wù)淨化的主要工(gōng)藝設備有(yǒu):生物(wù)濾池、生物(wù)滴濾塔和生物(wù)洗滌器裝(zhuāng)置等。其設備性能(néng)如表1所示。



　　1、生物(wù)濾池



　　生物(wù)濾池處理(lǐ)廢氣是通過過濾器去除廢氣中(zhōng)的顆粒物(wù)，再經調濕調溫後進入填充的具(jù)有(yǒu)吸附性濾料的生物(wù)濾池中(zhōng)，通過生物(wù)填料層時，廢氣污染物(wù)和氧氣從氣相擴散至載體(tǐ)外層的水膜，有(yǒu)機物(wù)被微生物(wù)作(zuò)為(wèi)碳源、能(néng)量，氧化分(fēn)解為(wèi)無害簡單的有(yǒu)機物(wù)、H2O和CO2等。可(kě)見微生物(wù)量在處理(lǐ)VOCs廢氣過程中(zhōng)起着至關重要的地位，生物(wù)濾池能(néng)較好地處理(lǐ)單環芳烴、醇、羧酸、醛、酮、酯類等VOCs廢氣，其工(gōng)藝流程如圖2所示，生物(wù)濾池适用(yòng)于質(zhì)量濃度低于1000mg/m3的VOCs廢氣處理(lǐ)，具(jù)有(yǒu)無水相，設備簡單易操作(zuò)，生物(wù)膜固定比表面積大，二次污染小(xiǎo)等優點。但濾池面積大，基質(zhì)濃度增大會直接引起微生物(wù)快速繁殖而堵塞濾料，影響其傳質(zhì)效果。



　　目前生物(wù)濾池已被廣泛應用(yòng)于有(yǒu)機廢氣處理(lǐ)，并取得一定的研究成果。鄭連英等人篩選出以甲苯作(zuò)唯一碳源的高效降解菌并，設計了生物(wù)濾池裝(zhuāng)置，結果表明:在溫度為(wèi)30℃、相對濕度80%、進口濃度1500mg/m3的最佳操作(zuò)條件下，甲苯的最高降解率可(kě)達89.7%。曹旭等人進行了生物(wù)過濾塔淨化工(gōng)業有(yǒu)機氣體(tǐ)的實驗研究，結果表明:有(yǒu)機廢氣入口濃度小(xiǎo)于25mg/m3時，其淨化效率在97%以上，當濃度大于25mg/m3時，淨化效率随着進口氣體(tǐ)流量的增加



　　而逐漸下降，由入口流量為(wèi)0.2m3/h增至0.8m3/h時，其對應的淨化效率也由97.2%下降到73.0%，濕度對淨化效率的影響較大，當濕度大于40%時，反應器有(yǒu)良好的去除效果;Cao等人利用(yòng)預反硝化生物(wù)濾池去除鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和氮，結果表明，當水力負荷為(wèi)1.1m3/(m2˙h)時，DEHP的去除率穩定在48%，将水力負荷提高到2.2m3/(m2˙h)時，DEHP的去除率可(kě)達82%。無論是反硝化生物(wù)濾池和硝化生物(wù)濾池均表現出了相似的DEHP去除性能(néng)，整體(tǐ)DEHP去除率為(wèi)83.8%，其中(zhōng)生物(wù)降解占72.3%，在系統中(zhōng)起到了關鍵作(zuò)用(yòng)。

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