去除挥发性有机物的生物方法.pptVIP

好氧生物处理过程是目前可行的去除工业废水中有害有机物最好的技术之 一。但在挥发性有机化合物（苯，甲苯，乙苯，对二甲苯，富马酸二甲酯即 萘）存在的情况下，挥发对其从液相中去除做了很大的贡献（占很大比例） 。其中一个主要课题就是预测生物降解过程中挥发和生物降解之间的竞争， 它们都取决于目标分子。本研究的目的是开发一个综合的动力学模型，用以 评估分子在挥发性有机化合物移除的主要途径（生物降解和挥发）中，不同 操作条件、反应动力学参数和物理特性带来的影响。 挥发性有机废气(VOCS)是指沸点在50～260℃、室温下饱和蒸气压超过133.3Pa的易挥发性有机化合物，其主要成分为烃类、硫化物、氨等 挥发性有机废气的来源 挥发性有机废气是最为常见的大气污染物之一,其主要来源于:石油、化工、交通工具所排放的废气,以及油漆、造纸、采矿、涂料、纺织、金属电镀等行业排放的有机溶剂。 危害 有机废气是有害人体健康的污染物质,它与大气中的NO2反应生成O3,可形成光化学烟雾,并伴随着异味、恶臭散发到空气中,对人的眼、鼻和呼吸道有刺激作用,对心、肺、肝等内脏及神经系统产生有害影响,有些则是影响人体某些器官和机体的变态反应源,甚至造成急性和慢性中毒,可致癌、致突变,同时可导致农作物减产。 生物处理有机废气的常规方法主要有吸附法，生物过滤法，生物滴滤法等。 生物吸收法 反应工艺由两部分组成，废气吸收和微生物氧化反应。有机废气先从反应器的下部进入，向上流动的过程中与填料层中的水相进行接触，实现质量传递过程；水夹带着被溶解的废气进入生物反应器，其中的悬浮液生长着大量微生物，利用它的代谢活动将污染物去除。该法的优点在于反应条件容易控制，但是需要额外添加养料，而且设备多，投资高。此外，生物反应器需要增设曝气装置，并且控制温度、PH等条件，确保微生物工作时候的最佳状态。 生物滴滤法 该法集生物吸收和生物过滤于一体。污染物的吸收和降解同时发生在一个反应器内。容器中的填料一般是碎石、陶瓷、聚丙烯小球、颗粒活性炭等比表面积大的物质，起到微生物生长载体的作用。事先将营养液喷洒到填料表面，流出塔底并回收利用。废气从反应器底部进入，流经填料。填料上微生物的生物膜可以充当生物滤池，对气相和液相中的物质进行氧化作用。采用生物滴滤法可以通过更换回流液体去除微生物的代谢产物，具有很大的缓冲能力。特别适合降解之后产生酸性代谢产物的物质，例如卤代烃、含S、N的有机物等。 生物过滤法 该法是最早被研究和使用的一项生物处理技术，最早是用来处理硫化氢等恶臭性气体，现在应用范围扩展到易于被生物降解的挥发性有机气体。净化过程中，有机废气经预处理后进入生物过滤装置。装置中的填料是具有吸附性的滤料，多为木屑、堆肥、土壤和比表面积、孔隙率大的活性炭混合而成。填料上附着生长着丰富的微生物，通过它们的新陈代谢活动，各类有机废气会被分解为CO2，H2O，NO3-和SO4-，从而得到有效净化的目的。生物过滤法只有一个反应器，液相、生物相都是不流动的，气液接触面积大，使用的滤池投资少而且运用费用低，对于苯系物和醛酮等挥发性物质有很好的去除效果。 挥发性有机废气生物处理原理 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。 工业废气量的增加对人类的生存环境有着很大的影响，严重危害着人们的身体健康，生物处理法克服了传统工艺的缺点，并有投资成本低、处理效果好并且不产生二级污染物等优点，势必有更广阔的应用前景。 存在的问题和展望 生物法仅局限于组成简单的有机废气，如何将这些方法应用到高浓度、组成复杂的废气有待研究。如果能有所突破，则完全又希望完全替代燃烧和活性炭吸附来治理化工行业的工业废气。 目前处理的污染物多是易溶于水和易降解性物质，开发出能够净化疏水性和难降解的有机废气工艺就显得尤为迫切。近年来，研究者采用双液相工艺，增加除了水相外的第二有机相，对于疏水性化合物的生物吸附能力提高了100-1000倍。 对于萘，使用了一个简化的一阶表达式，因为它的浓度是 非常低的，并且在低浓度下（Sz 远小于 KS,z），莫诺表 达式变成一个一阶表达式。因此，细菌对萘降解的增长率 表达式为： 3 模型描述 3.2 生物动力学模型和集成的通用模型