科技部公告3項(xiàng)先進(jìn)VOCs/惡臭治理技術(shù)

　　近日，科技部印發(fā)了《國家綠色低碳先進(jìn)技術(shù)成果目錄》，目錄包括水、氣、固廢、土壤、監(jiān)測、節(jié)能六個(gè)領(lǐng)域的共85項(xiàng)技術(shù)成果。在大氣污染治理領(lǐng)域的15項(xiàng)技術(shù)成果中，又可細(xì)分為工業(yè)煙氣除塵脫硫脫硝及多污染物協(xié)同控制、重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治及回收、移動(dòng)源污染控制等技術(shù)領(lǐng)域。今日梳理了其中3項(xiàng)針對(duì)不同環(huán)節(jié)、領(lǐng)域的VOCs及惡臭治理技術(shù)成果，分享給大家：
 

　　地下污水處理廠惡臭生物治理技術(shù)
 

　　技術(shù)原理：將各污染源的廢氣收集后集中送到生物濾池，廢氣經(jīng)加濕除塵后，通過濕潤、多孔和充滿活性的微生物填料層，首先填料及生物膜對(duì)污染物進(jìn)行吸附，然后填料內(nèi)外附著的專性微生物對(duì)污染物進(jìn)行吸收和降解，將污染物質(zhì)分解成SO42-、NO3-、CO2、H2O等無毒無害的簡單無機(jī)物。預(yù)洗池位于生物濾池的前端，預(yù)洗池內(nèi)部配有噴淋系統(tǒng)，包括噴淋管道、噴嘴、接頭、支撐件等。預(yù)洗池殼體側(cè)面帶有觀察窗，便于觀察和檢修。預(yù)洗池主要用于去除氣體中的顆粒物和可溶于水的成分，并調(diào)節(jié)氣體的濕度和溫度。同時(shí)，預(yù)洗池作為緩沖器，可降低高濃度污染負(fù)荷的峰值。生物濾池主要功能為使廢氣通過濕潤、多孔和充滿活性微生物的濾層，微生物細(xì)胞對(duì)廢氣物質(zhì)進(jìn)行吸附、吸收和降解。生物濾池是廢氣處理的核心工藝段，經(jīng)凈化處理后氣體由排氣管排出。
 

　　主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：(1)開發(fā)了兼具營養(yǎng)緩釋性能并負(fù)載功能微生物的生物復(fù)合填料，擁有較高的孔隙率適合細(xì)菌生長，有良好的吸附性提升廢氣的傳質(zhì)效率，有較好的pH緩沖能力以維持微生物穩(wěn)定的生長環(huán)境，有足夠的強(qiáng)度保持填料層正常的物理特性和通透性。(2)針對(duì)地下污水處理廠污水及污泥處理過程中的VOCs及惡臭氣體成分，篩選出高效專性苯系物降解菌、硫系物降解菌、短鏈烴降解菌等，并在此基礎(chǔ)上研制出了高效復(fù)合功能菌劑。(3)針對(duì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣中存在的大量難溶組分，研發(fā)出氣液傳質(zhì)增溶技術(shù)，利用環(huán)糊精外部親水內(nèi)部疏水的特性，使得氣相中的難溶解VOCs更易于突破氣液傳質(zhì)阻力進(jìn)入液相，進(jìn)而被氧化分解，同時(shí)通過催化劑提升生化反應(yīng)速率，從而縮短廢氣停留時(shí)間，減少生物濾池的占地面積，節(jié)省廢氣治理成本。(4)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與惡臭及VOCs治理技術(shù)相結(jié)合，形成系統(tǒng)的智慧化運(yùn)營模式。
 

　　污染治理效果：排放氣體濃度符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-1993)要求，氨氣、硫化氫去除率>98%，惡臭去除率>85%。
 

　　低濃度復(fù)雜有機(jī)廢氣生物凈化過程強(qiáng)化技術(shù)
 

　　技術(shù)原理：研發(fā)了真(細(xì))菌協(xié)同代謝復(fù)合菌劑等生物活性功能材料，凈化單元的處理負(fù)荷提高2倍以上，裝置體積減小40%以上。研制了兩相板式生物凈化裝置，對(duì)正己烷、甲苯等低水溶性VOCs的傳質(zhì)單元數(shù)提高60%以上；構(gòu)建了高能粒子氧化—生物耦合凈化工藝，二氯甲烷、苯乙烯等難降解VOCs的去除負(fù)荷提高2倍左右，去除率從30%提升至95%以上。通過“材料—工藝—裝備”創(chuàng)新，構(gòu)建了完整的產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈，實(shí)現(xiàn)了低濃度復(fù)雜有機(jī)廢氣安全低碳凈化。
 

　　主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：(1)發(fā)明真(細(xì))菌協(xié)同代謝的復(fù)合菌劑，實(shí)現(xiàn)廢氣多污染組分的快速降解。選育疏水性污染物高效降解真菌，基于共代謝機(jī)理，突破菌間代謝差異效應(yīng)，構(gòu)建協(xié)同代謝的真—細(xì)菌功能菌群，典型污染物的比降解速率提升60%～120%；采用序列混菌培養(yǎng)模式，開發(fā)基于炭質(zhì)載體的高密度混合發(fā)酵技術(shù)，制備了適合常溫保存的功能菌和廣譜菌群配合的復(fù)合菌劑，攻克了菌劑難以長效保存的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)復(fù)合菌劑規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用，大幅縮短了凈化裝置啟動(dòng)時(shí)間。(2)剖析多孔介質(zhì)流場特征，發(fā)明多層板式結(jié)構(gòu)生物凈化設(shè)備，突破現(xiàn)有單層結(jié)構(gòu)污染負(fù)荷和生物量分布不均、填料層易堵塞及污染物降解互為抑制等瓶頸。采用交聯(lián)負(fù)載技術(shù)，強(qiáng)化填料親水性和高比表面積設(shè)計(jì)，開發(fā)了營養(yǎng)緩釋功能復(fù)合填料和高生物固著力紋翼填料，解決了傳統(tǒng)生物系統(tǒng)需額外添加營養(yǎng)、壓降高及使用壽命短等技術(shù)難題?；?ldquo;雙膜理論”與相似相溶原理，構(gòu)建以非水相介質(zhì)為“橋梁”和“儲(chǔ)存庫”的VOCs 凈化兩相分配體系，發(fā)明生物相容性高、易回收的納米磁性硅油，突破低水溶性污染物多相間傳質(zhì)限制，增強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷能力，攻克了硅油相無法循環(huán)利用的難題。(3)基于光化學(xué)反應(yīng)第一定律和線性光源球面輻射(LSSE)模型，開發(fā)折流式光氧化反應(yīng)裝置，提出鑭氮共摻雜的 TiO2納米管催化劑制備的新方法，提高了光能活性粒子的利用率，強(qiáng)化了光氧化能效；揭示了微量O3通過抑制胞外多聚物的產(chǎn)生進(jìn)而促進(jìn)生物膜活性的內(nèi)在規(guī)律，構(gòu)建UV光氧化—生物凈化耦合工藝體系，有效提升難降解組分生物降解速率，徹底消除單一UV光解產(chǎn)物、O3等對(duì)環(huán)境的二次污染。
 

　　污染治理效果：以浙江某藥廠生產(chǎn)車間綜合廢氣和污水站臭氣生物凈化工程為例，處理后尾氣中甲苯、四氫呋喃、氯仿的平均去除率分別為 99.5%、95.2%、99.7%。以實(shí)施的工程項(xiàng)目測算，年減排VOCs超過3萬t。
 

　　用于揮發(fā)性有機(jī)廢氣高效治理的疏水分子篩吸附劑
 

　　技術(shù)原理：該技術(shù)針對(duì)生活/工業(yè)源分散式、中低濃度VOCs廢氣處理阻力降要求小、氣量波動(dòng)適應(yīng)性好等要求，研究制備出整體蜂窩式以及轉(zhuǎn)輪輕質(zhì)分子篩材料，可適用于不同工況和條件，解決分子篩成型過程中易開裂、強(qiáng)度低、干燥速度慢、吸附性能變差等難題。
 

　　主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：(1)開發(fā)了高疏水性、大吸附容量的新型分子篩材料制備技術(shù)，解決了目前國產(chǎn)沸石分子篩吸附容量不高、吸附選擇性差、吸附大分子能力有限、疏水性能達(dá)不到工程應(yīng)用要求等問題，研發(fā)的分子篩產(chǎn)品在吸附性能上接近或達(dá)到美、日進(jìn)口產(chǎn)品的水平。(2)開發(fā)了分子篩成型技術(shù)，解決了粘合劑配方、輕質(zhì)材料制作、成型工藝設(shè)計(jì)、加熱焙燒條件控制等方面的技術(shù)難題，攻克了基于沸石分子篩的吸附體制備工藝技術(shù)瓶頸，研發(fā)了接近或達(dá)到美、日進(jìn)口產(chǎn)品技術(shù)水平的吸附體產(chǎn)品，打破國外技術(shù)和產(chǎn)品壟斷。
 

　　污染治理效果：以天津空客A320噴漆車間揮發(fā)性有機(jī)廢氣排放治理改造項(xiàng)目為例，VOCs 噴涂廢氣治理排放濃度已達(dá)到A級(jí)企業(yè)要求，TRVOC 排放濃度穩(wěn)定低于 10mg/m3，遠(yuǎn)低于天津市《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(DB12/524-2020)對(duì)應(yīng)排放限值50mg/m3。
 

　　來源|科技部