第十一--十二章有机固体废弃物处理微生物工程介绍.ppt

二、废气生物处理的基本形式 根据介质性质不同，分为： 生物洗涤(bioscrubbing) 生物洗涤器(bioscrubber)内是液态介质 生物滤过(biofiltration) 生物滤过采用是固态介质 生物滤池(biofilters) 生物滴滤池(biotrickling filters) 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。 微生物滤池适用于处理肉类加工厂、养殖场、污水处理厂和堆肥厂等处产生的废气。 特点是浓度不高，带有强烈臭味。 滤料选择 堆肥 筛选，滤层均匀、疏松，空隙率40％ 滤料保持湿润，滤层含水量不低于40％，但不能有积水。 滤层保持适当的温度。 土壤 腐殖土，厚度不小于50cm， 土壤水分40％~70％， 草炭 通气良好，除臭效果好。 2．生物滴滤池 生物滴滤池由箱体、生物活性床层、喷水器等组成。 废气经预处理室去除颗粒物和增湿后进入滤床底部。 滤料使用陶瓷、塑料等人工材料，颗粒状或有空隙的材料，床层厚度0.5~1.0m。 优点： 滤料重量轻、空隙大、表面积大、废气和介质接触时间短(几秒钟)，处理效率高，滤料不需更换。 处理的浓度100mg/m3~5g/m3，流量5~50000m3/h。 应用 微生物过滤床已成功地用于化工厂、食品厂、污水泵站等方面的废气净化和脱臭。 污染物包括硫化氢、二硫化碳、苯乙烯、甲苯、丙烷、异丁烷、苯酚、乙醇、四氢呋喃、环已酮、甲基乙基甲酮等。 3．生物洗涤 生物洗涤装置 洗涤器 生物反应器 两部分组成 吸收设备有喷淋塔、筛板塔、鼓泡塔等，吸收过程很快，停留时间约几秒钟； 生物反应器中可进行好氧处理，活性污泥法和生物膜法，停留几分钟至十几小时。 生物洗涤装置 循环废水的利用 可以直接进入吸收器重复使用； 经过泥水分离后再重复使用。 吸收液组成： 微生物、营养物和水； 适合处理水溶性强的气态污染物，如醇类、酯类、醛类和酮类等。 污水处理厂剩余活性污泥配制混合液作为吸收剂可用于处理复合型臭气，特别能脱除很难治理的焦臭。 德国开发一套二级洗涤装置，臭气浓度由1.1?10-3降低至5?10-5，并且抗冲击负荷。 五、废气生物处理的基本条件 主要有水分，养分、温度、氧气(有氧或无氧)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，适宜的水分含量可保证氧与水分的供给。 50％~70％为适宜的含水量。 通常预处理需要加湿，防止滤料变干。 2．养 分 废气可为微生物提供一定的养分，VOCs可以提供碳源和能源，但是需要适当补足其它养分。 不同的处理工艺对养分控制有差异，例如生物滴滤池补充营养盐十分重要，但是堆肥生物滤池补给营养盐的次数可以减少，一年补给二次即可。 3．温 度 废气生物处理多用中温条件(25～35℃)，少用高温。 土壤或堆肥处理废气时通常采用自然温度，如果微生物分解基质放热造成温度过高则需采取降温措施。 4．氧气 废气处理多用异养型好氧微生物； 氧的供给量与供给方式对处理效率的影响很大，微生物数量、基质浓度和温度等因素也会影响供氧。 少数厌氧条件，例如着色菌处理硫化氢，则需控制无氧条件，以氨气取代反应系统的氧气。 5、酸碱度 以中性或微碱性为宜。 废气生物处理中的细菌多数适应于中性至微碱性环境，只有少数种类对酸碱度要求比较特殊， 例如氧化硫硫杆菌最适pH为2.6~2.8，最低为pH1.0，最高为pH4.0~6.0。 第三节 微生物处理在大气污染治理中的应用 一、微生物烟气脱硫技术 （一）微生物烟气脱硫机理 微生物参与自然界硫循环的各个过程，并从中或得能量，可以利用微生物的这一特点进行烟气脱硫； 特点：不需要高温、高压及催化剂，均为常温常压下操作，操作费用低，设备简单，营养要求低，无二次污染。 1.微生物间接氧化 在有氧条件下，通过脱硫微生物的间接氧化作用，将烟气中的SO2氧化成硫酸，微生物从中获取能量。 SO2 SO2- O2 2O2- SO2- +O2 SO32- 3SO32- + O2 +2H2O 3SO42- +2H+ +能量 一、微生物烟气脱硫技术 2.异化硫酸盐还原 硫酸盐还原菌等微生物利用有机物作为电子供体，以亚硫酸盐和硫酸盐作为最终电子受体并将其还原为硫化物，这一过程称为异化硫酸盐还原。生成的H2S等硫化物可作为硫杆菌和光合细菌的电子的电子供体，在这些自养菌体内被氧化为元素硫和硫酸盐。 2SO2 +O2 +H2O