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VOCs廢氣處理之生物除臭裝置

生物法處理有機(jī)廢氣VOCs基本原理

    在適宜的環(huán)境條件下，微生物不斷吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進(jìn)行新 陳代謝活動。廢氣中生物處理正是利用微生物新陳代謝過程中需要營養(yǎng)物質(zhì)這一特 點(diǎn)，把廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成簡單的無機(jī)物如二氧化碳、水，以及細(xì)胞物質(zhì)等。

微生物降解有機(jī)廢氣VOCs污染物的過程

   由于微生物將廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過程在氣相中難以進(jìn)行，所以廢氣中氣 態(tài)污染物首先要經(jīng)氣相轉(zhuǎn)移到液相或固體表面的液膜中的傳質(zhì)過程，然后污染物才在液 相或固體表面被微生物吸附降解。

   按照Ottengraf提出的生物膜理論，生物法凈化處理工業(yè)廢氣一般要經(jīng)歷以下四個步 驟（圖1-1)。

1)廢氣中的污染物首先同水接觸并溶解于水中（由氣膜擴(kuò)散進(jìn)入液膜)；

2)溶解于液膜中的污染物在濃度差的推動下進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜，進(jìn)而被其中的微 生物捕獲并吸收；

3)微生物將污染物轉(zhuǎn)化為生物量、新陳代謝副產(chǎn)品或者C02、水等；

4)生化反應(yīng)產(chǎn)物002從生物膜表面脫附并反擴(kuò)散進(jìn)入氣相本體，而1120則被保持在 生物膜內(nèi)。

   氣態(tài)污染物的生物處理過程也是人類對自然過程的強(qiáng)化和工程控制，其過程的速率 取決于：①氣相向液固相的傳質(zhì)速率（與污染物的理化性質(zhì)和反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)); ②能起降解作用的活性生物質(zhì)量；③生物降解速率（與污染物的種類、生物生長環(huán)境條 件、控制作用有關(guān))。表1-1列出了各種氣態(tài)污染物的生物降解效果。

處理VOCs廢氣的微生物

   按照獲取營養(yǎng)的方式不同，用于污染物生物降解的微生物有兩大類：自養(yǎng)菌和異養(yǎng) 菌。自養(yǎng)菌可以在無有機(jī)碳和氧的條件下，以光和氨、硫化氫、硫和鐵離子等的氧化獲 得必要的能量，而生長所需的碳則由二氧化碳通過卡爾文循環(huán)提供，因此它特別適合于 無機(jī)物的轉(zhuǎn)化。由于自養(yǎng)菌的能量轉(zhuǎn)換過程緩慢，導(dǎo)致其生長速率也非常慢，其生物負(fù) 荷不可能很大，因此對無機(jī)氣態(tài)污染物采用生物處理方法比較困難，僅有少數(shù)工藝找到 了適當(dāng)種類的細(xì)菌，如采用硝化、反硝化及硫酸菌等去除濃度不太高的臭味氣體硫化氫、 氨等。異養(yǎng)菌則是通過有機(jī)化合物的氧化來獲取營養(yǎng)物和能量，適合進(jìn)行有機(jī)物的轉(zhuǎn)化, 在適當(dāng)?shù)臏囟取⑺釅A度和有氧的條件下，該類微生物能較快地完成污染物的降解。事實(shí) 上，國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的是異養(yǎng)菌降解有機(jī)物如乙醇、硫醇、酚、甲酚、吲哚、脂肪酸、乙醛、胺等。

   特定的微生物群落具有特定的污染物處理對象。在某些情況下，起凈化作用的多 種微生物在相同條件下均可正常繁殖。因此，在一個裝置內(nèi)可同時處理含多種污染物 的氣體。

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