废气的生物处理技术详解.ppt

第五章 工业废气的生物治理技术 废气来源及生物处理的原理 废气生物处理的方法 废气生物处理的工艺 有机废气的生物处理 含硫恶臭污染物的生物处理 CO2 的生物处理 NOX的生物处理 废气主要来源 燃料燃烧 工业如化工、冶金、生物制品、屠宰、污水处理及垃圾处理等工厂所产生的废气。农业生产活动 交通污染源 第一节 废气生物处理的原理 微生物转化废气中的有害物质在气相中难以进行，所以气态污染物首先要经历由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相表面被微生物吸附降解。 能进行气态污染物降解的微生物： 自养菌 靠硫化氢、硫和铁离子及氨的氧化获得能量，其生存所必需的碳由二氧化碳提供。适于进行无机物转化，但由于新陈代谢活动较慢，其生物负荷不可能很大。但在浓度不太高的脱臭场合还是采用了硝化菌、反硝化菌及硫酸菌等来转化硫化氢及氨。 异养菌 对有机物的氧化代谢获取能量和营养物质，能较快地完成污染物的降解。 生物反应处理废气一般经历以下三个阶段： 1.溶解过程 废气与水或固相表面的水膜接触，污染物溶于水中成为液相中的分子或离子，完成由气膜扩散进入液膜的过程。 2.吸着过程 有机污染物组分溶解于液膜后，在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，被微生物吸附、吸收，污染物从水中转入微生物体内。作为吸收剂的水被再生复原，继而再用以溶解新的废气成分。 3.生物降解过程 进入微生物细胞的污染物作为微生物生命活动的能源或养分被分解和利用，从而使污染物得以去除。 废气生物处理原理图 烃类和其它有机物成分被氧化分解为CO2和H2O，含硫还原性成分被氧化为S，SO42-，含氮成分被氧化分解成NH3，NO2-和NO3-等。 第二节 废气生物处理的方法 微生物净化气态污染物的装置： 生物吸收池 生物洗涤池 生物滴滤池 生物过滤池 其中生物过滤池应用较多技术成熟 废气生物处理的特点 适应范围广 挥发性有机化合物 (volatile organic compounds，VOCs)以及其它有毒或有臭味的气体，如NH3和H2S等。 化工、制药、电镀、喷漆、印刷等行业产生的有害污染物以及废水处理厂、堆肥厂、垃圾填埋厂产生恶臭等。 去除效率高 一般的空气污染物去除效率超过90％。 投资少，运行费用低 不需要投入额外的化学品; 化学法则需加催化剂和氧化剂等，如次氯酸盐、过氧化氢、二氧化氯等。 4、污染少 生物处理的产物是生物量，很容易处理。 5、耗能低 生物反应在常温常压下进行，能量来自微生物利用VOCs成分本身产生的能量。 水溶性强 主要有无机物如H2S和NH3等、醇类、醛类、酮类以及简单芳烃(如BTEX)等有机物。 易降解 分子被吸附在生物膜上必需被降解，否则将导致污染物浓度增高，毒害生物膜或影响传质，降低生物滤器效率，或使处理完全失败。 第二节 废气生物处理的工艺 根据介质性质不同，分为： 生物洗涤(bioscrubbing) 生物洗涤器内是液态介质。 生物过滤 (biofiltration) 生物过滤采用是固态介质。 生物滤池 生物滴滤 生物洗涤器 生物洗涤装置一般由洗涤器和生物反应器两部分组成，分开设置。 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； 生物悬浮液(循环液)自吸收塔顶部喷淋而下．使废气中的污染物和氧转入液相(水相)。吸收了废气中有机组分的生物悬浮液进入生物反应器(活性污泥池)中，通入空气充氧再生。被吸收的有机物通过微生物的氧化作用．最终被再生池中活性污泥悬液除去。 一般,当活性污泥浓度控制在5000-10000mg/L,气速小于200m/h，去除较理想。 优点：设备少，操作简单，投资运行费用低，VOCs去除效率高。 缺点：反应条件较难控制，占地面积大，基质浓度高时，生物量增长快易堵塞滤料，影响传质效果。 生物洗涤装置 2．生物滴滤塔 在生物滴滤塔内充满惰性填料, 微生物在填料表面附着生长并形成生物膜。 气相主体经传输进入微生物膜后，生物膜中微生物以有机废气为碳源和能源, 以在循环液中的营养物质为氮源, 进行生命活动。 代谢产物通过扩散作用外排。 滴滤塔内所用填料多为陶瓷或塑料。（易于挂膜、不易堵塞、比表面积大。） 滴滤塔中最重要的部分：吸收器。吸收器内气液分界面的表面积决定了吸收效率。 生物滴滤池具有以下特点： 内装有惰性填料,它只起生物载体作用，其孔隙率高、阻力小、使用寿命长,不需频繁更换； 设有循环液装置，可调节湿度和pH值，供给营养和微量元素，生物相静止而液相流动，因而填料上可生存世代周期