有机废气的生物处理技术
vocs生物法处理工艺
vocs生物法处理工艺：
VOCs生物法处理工艺主要包括生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法等。
生物洗涤法是利用微生物、营养物和水组成的微生物吸收液处理废气。
适合于吸收可溶性气态污染物。
生物洗涤法中气、液相接触方法，除采用液相喷淋外，还可以采用气相鼓泡。
一般，若气相阻力较大时，可采用喷淋法；反之，液相阻力较大时则采用鼓泡法。
由于生物洗涤法的循环洗涤液需采用活性污泥法来再生，所以在通常情况下，循环洗涤液主要是水，因此，该方法只适用于水溶性较好的VOCs，如乙醇、乙醚等，而对于难溶的VOCs，该方法则不适用。
生物过滤法净化系统由增湿塔和生物过滤塔组成。
VOC气体经增湿塔加压预湿后进入过滤塔，与生物膜接触而被吸收，最终降解成二氧化碳，水蒸汽和微生物基质，净化后的气体由顶部排出。
生物滴滤法是利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解，生成CO2 和H2O，进而有效去除工业废气中的污染物质。
该法具有设备简单，运行维护费用低，无二次污染等优点。
但对成分复杂的废气或难以降解的VOC，去除效果较差，体积大和停留时间长，选用不同的填料其降解有机废气的效果参差不同。
生物法处理有机废气(超详细)
生物法处理废气废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。
自然界中存在各种各样的微生物，几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。
生物处理不需要再生和其他高级处理过程，与其他净化法相比，具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点，但不能回收利用污染物质。
1.2.3.1 基本原理在适宜的环境条件下，微生物不断吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。
废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水，以及细胞物质等。
1.2.3.2 微生物降解污染物的过程由于微生物将废气中的有害物质进行转化的过程在气相中难以进行，所以废气中气态污染物首先要经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体表面被微生物吸附降解。
按照Ottengraf 提出的生物膜理论，生物法净化处理工业废气一般要经历以下四个步骤（图1-1）。
1）废气中的污染物首先同水接触并溶解于水中（由气膜扩散进入液膜）；2）溶解于液膜中的污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收；3）微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产品或者C02、水等；4）生化反应产物0 0 2从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体，而1120 则被保持在生物膜内。
气态污染物的生物处理过程也是人类对自然过程的强化和工程控制，其过程的速率取决于：①气相向液固相的传质速率（与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关）;②能起降解作用的活性生物质量；③生物降解速率（与污染物的种类、生物生长环境条件、控制作用有关）。
表1-1 列出了各种气态污染物的生物降解效果。
填料固液混合层图1-1生物法净化工业废气的传质降解模型按照获取营养的方式不同，用于污染物生物降解的微生物有两大类：自养菌和异养菌。
自养菌可以在无有机碳和氧的条件下，以光和氨、硫化氢、硫和铁离子等的氧化获得必要的能量，而生长所需的碳则由二氧化碳通过卡尔文循环提供，因此它特别适合于无机物的转化。
生物池处理废气的原理是
生物池处理废气的原理是
生物池处理废气的原理是利用微生物（如细菌、真菌等）降解废气中的有机物质，将其转化为无害的物质或将其吸附并固定在生物体内，从而净化废气。
具体原理如下：
1. 吸附: 废气经过生物池时，其中的有机物质可以被微生物吸附在其表面。
2. 降解: 吸附的有机物质被微生物降解，微生物利用有机物质作为能源和营养源，通过代谢作用分解为无害的物质，如二氧化碳和水。
3. 含集: 部分废气中的有机物质可能无法被微生物降解，但仍能被微生物生长和繁殖。
微生物生长繁殖时会吸附废气中的有机物质并将其固定在生物体内，减少其释放到大气中。
4. 氧化: 一些废气中的有机物质可能需要在氧化条件下才能被降解，生物池中的微生物会提供足够的氧气以促进有机物质的降解。
通过上述过程，生物池可以有效地净化废气中的有机污染物，达到环境保护和空气治理的目的。
这种生物处理废气的方法相对于化学和物理方法更为环保和经济。
生物发酵废气处理方法
生物发酵废气处理方法生物发酵废气是指在微生物发酵过程中产生的一种废气，主要成分是二氧化碳、一氧化碳、硫化物、氨等。
这些废气中的有害物质对于人体和环境都有一定的危害性。
因此，对于生物发酵废气的处理非常重要。
下面介绍几种常见的生物发酵废气处理方法。
1.生物滴滤法生物滴滤法是利用微生物菌群来降解废气中的有害物质。
首先，将废气通过滴滤器进行预处理，去除颗粒物和一些无机气体。
然后，将废气通过滴滤装置，使废气和微生物菌群接触，微生物通过降解废气中的有害物质，将其转化为无害物质。
最后，经过滤网去除微生物，得到净化后的废气。
2.生物吸附法生物吸附法是利用生物材料对废气中的有害物质进行吸附。
常用的生物材料有活性炭、活性白土等。
将这些生物吸附剂放置在吸附装置中，废气通过时，有害物质被生物吸附剂吸附下来，进而实现废气净化。
3.生物氧化法生物氧化法是利用微生物对废气中的有害物质进行氧化降解的方法。
常用的微生物有泡泡藻、硫氧化细菌等。
将这些微生物放置在生物氧化器中，废气经过生物氧化器时，微生物利用废气中的有机物进行代谢，将有害物质转化为无害的氧化产物，从而实现废气净化。
4.生物过滤法生物过滤法利用生物滤料对废气中的有害物质进行吸附和分解。
常用的生物滤料有活性炭、陶粒、葡萄藤丝等。
将这些生物滤料填充在生物过滤器中，废气经过时，有害物质被生物滤料吸附并分解，从而达到净化的效果。
5.生物堆肥法生物堆肥法是将废气中的有机物进行堆肥处理，使其转化为无害物质的方法。
将废气中的有机物与一定比例的菌群和添加剂混合，放置在适宜的条件下进行堆肥处理，经过一段时间的堆肥，废气中的有机物被微生物逐渐分解，转化为稳定的有机肥料，从而实现废气净化和资源化利用。
以上是几种常见的生物发酵废气处理方法，这些方法各有优劣，具体选择哪种方法主要取决于废气的成分和处理要求。
废气处理过程中需要注意适宜的温度、湿度、通气量等参数的控制，以确保处理效果。
同时，不同的废气处理方法可以结合使用，形成综合的废气处理系统，提高废气处理的效率和效果。
废气处理中生物法的原理
废气处理中生物法的原理废气处理中的生物法是指利用生物体代谢活动来降解和转化废气中的有害气体成分，以达到净化废气的目的。
生物法处理废气主要是利用微生物的生长和代谢特性，通过生物转化、吸附和副产物转化等过程将废气中的污染物转化为无害物质。
生物法废气处理的原理主要包括生物吸附、生物脱除和生物降解三个过程。
1. 生物吸附：利用微生物细胞表面的菌体或菌丝结构，对废气中的有害气体分子进行吸附。
通过微生物的细胞壁和附着物来吸附废气中的污染物，使其分子附着在生物体表面上，从而实现对有害气体的去除。
生物吸附主要适用于有机废气中的低浓度有机物和某些无机物质。
2. 生物脱除：利用微生物细胞内特异的酶系统，对废气中的有害气体进行转化和脱除。
通过微生物体内的酶系统，将废气中的有害气体经过代谢转化为无害物质，并释放为代谢产物或溶解于细胞内外，从而达到废气净化的目的。
生物脱除主要适用于高浓度有机废气、硫化氢、氨气等。
3. 生物降解：利用微生物体内的生物化学反应，将废气中的有机物分子分解为无害物质。
通过微生物体内酶的作用，有机物分子被分解为无害物质，例如二氧化碳和水，这些无害物质可以释放到废气中或通过生物体代谢排出。
生物降解适用于含有可生物降解有机物的废气治理。
生物法废气处理的工艺流程一般包括废气收集、生物反应器、废气处理和废气排放四个主要环节。
首先，废气收集是指通过管道、风机等设备将废气从生产源处收集起来，集中到废气处理系统中。
废气收集主要是为了提高废气处理系统对废气的利用率，确保废气处理效果。
然后，废气进入生物反应器，在生物反应器中进行生物转化和净化。
生物反应器一般分为厌氧反应器和好氧反应器两种。
厌氧反应器适用于处理含有硫化氢、氨气等有机废气，而好氧反应器适用于处理含有甲醛、苯、甲苯等有机废气。
接下来，经过生物反应器处理后的废气，进入废气处理设备进行后处理。
后处理主要包括废气的分离、过滤、清洗和脱湿等步骤，以进一步降低废气中有害气体的浓度，确保废气净化的效果。
废气处理 生物法
废气处理生物法
废气处理是指将产生的废气进行处理，去除污染物，以减少对环境的影响。
其中，生物法是一种利用微生物和生物化学反应来净化废气的处理方法。
生物法的原理是通过使用特定的微生物，将废气中的有机污染物转化为无害的物质。
这些微生物可以是自然界存在的，也可以是经过改良和选育的菌群。
在生物法中，废气首先经过预处理，去除其中的颗粒物、气态污染物等。
然后，废气会进入一个生物反应器，这个反应器内会有适宜生物生长和活动的环境。
微生物会利用废气中的有机污染物作为能源和营养源，通过酵解、氧化等过程将其转化为二氧化碳、水和其他无害物质。
最后，经过处理后的废气会被释放到大气中或经进一步处理后达到排放标准。
生物法相比于传统的物理或化学处理方法具有许多优点。
首先，它是一种相对低成本的处理方法，可以利用自然界中已经存在的微生物资源。
其次，生物法能够高效地去除有机污染物，处理效果稳定可靠。
此外，生物法还具有可持续性和环保性，不会产生二次污染物。
值得一提的是，生物法在处理某些特定的有机废气中表现出很高的选择性，能够实现高效的处理效果。
总之，生物法是一种有效的废气处理方法，通过利用微生物和生物化学反应将废气中的有机污染物转化为无害物质。
它具有低成本、高效、环保等诸多优点，应用广泛。
生物技术在有机废气处理中的应用分析
生物技术在有机废气处理中的应用分析
1. 生物滤池技术：生物滤池是利用微生物的新陈代谢作用将有机废气中的有机物质
降解为无害物质的一种方法。
生物滤池的填料通常采用多孔材料，如活性炭、泡沫塑料等，有利于细菌的附着和生长。
废气经过生物滤池时，废气中的有机物质会被微生物降解，同
时产生二氧化碳和水。
生物滤池具有处理效果好、能耗低、操作简单等优点，已经成功应
用于工业废气处理和生活废气处理等领域。
生物技术在有机废气处理中具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和生物技术的
发展，相信生物技术将会在有机废气处理中发挥更大的作用，为改善环境质量和保护人民
健康做出更大的贡献。
有机固体废弃物和废气的微生物处理
物分解代谢，最终转化为二氧化碳、水蒸气和微生物细胞等无害物质。
03
特点
生物滴滤法具有处理效率高、操作简单、能耗低等优点，适用于处理低
浓度、低流量有机废气。
04
微生物处理技术的未来发展与挑战
提高微生物处理技术的效率
优化微生物种群结构
生物反应器改进
通过筛选和驯化，提高特定有机废弃 物降解的微生物种群比例，提高处理 效率。
微生物处理技术原理
通过微生物的降解作用，将有机废弃 物和废气中的有机物质转化为二氧化 碳、水、甲烷等无害物质或能源。
微生物处理技术的优缺点
优点
环保、高效、可持续、能源回收率高。
缺点
处理时间长、对环境条件要求高、需要良好的营养源和氧气供应。
微生物处理技术的应用范围
有机固体废弃物处理
厨余垃圾、农业废弃物、城市生活垃圾等。
复利用，降低了成本。
微生物吸附技术需要解决微生物 对不同有害物质的吸附效果和吸 附机理等问题，以更好地应用于
实际废水处理中。
03
有机废气的微生物处理
生物过滤法
原理
生物过滤法是一种利用微生物降 解有机废气的方法，通过填充有 微生物的滤料层将废气中的有机
组分吸收并转化为无害物质。
过程
废气通过填料层时，气体中的有 机组分被吸附在滤料表面，然后 被微生物分解代谢，最终转化为 二氧化碳、水蒸气和微生物细胞
特点
生物洗涤法具有处理效率高、适应性强、可处理高浓度有 机废气等优点，但需要定期更换洗涤液和清洗填料。
生物滴滤法
01
原理
生物滴滤法是一种利用微生物降解有机废气的方法，通过填充有微生物
的滴滤床将废气中的有机组分吸收并转化为无害物质。
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10
焚烧工艺
¾ 催化燃烧：为节省辅助燃料，利用催化剂使有害废 气在更低温度（300~450 ℃）下氧化分解的方法
优点
z 无火焰燃烧，安全性好 z 温度低，辅助燃料消耗少 z 对可燃组分浓度和热值限制少
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焚烧法处理VOCs的运行性能比较
29
微生物去除气态污染物的效果
化合物
生物降解效果
丙酮、甲醇、乙醇、丁醇、甲醛、乙醛、丁酸、 乙酸乙酯、三甲胺
苯、甲苯、二甲苯、苯酚、二甲基硫、噻吩、 甲基硫醇、二硫化碳、酰胺类、吡啶、乙腈、
异腈类、氯酚
甲烷、戊烷、环己烷、乙醚、二氯甲烷、三氯 甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、四氢呋喃
乙炔、异丁烯酸甲酯、异氰酸酯、
Q－燃烧时放出的热量
8
焚烧工艺
¾ 直接焚烧：将可燃的有害气体当燃料燃烧的方法
z 适用于可燃有害组分浓度较高或热值较高的废气 z 设备：燃烧炉、窑、锅炉 z 温度1100℃左右 z 产生大量有害气体、烟尘和热辐射
9
焚烧工艺
¾ 热力焚烧：利用辅助燃料燃烧所产生的热量， 把有害气体的温度提高至反应温度使其氧化分 解的方法
“吸进和呼出”而导致 的有机物损耗
白天呼出，夜晚吸进
可通过在容器出口附加的蒸气保护阀来控制
7
二、末端控制技术1. Fra bibliotek烧法¾ 适用于可燃或高温分解的物质 ¾ 不能回收有用物质，但可回收热量
C8H17 +12.25O2 → 8CO2 + 8.5H2O + Q C6H6 + 7.5O2 → 6CO2 + 3H2O + Q H2S +1.5O2 → SO2 + H2O + Q
9 1957年，Pomeroy RD申请了利用土壤过滤装置处理硫化氢的 专利，并在美国加州的污水厂成功建立起第一套土壤生物过滤 装置
9 上世纪80年代后，生物法处理废气技术在欧洲有了较快的发 展，其应用领域也由硫化氢等恶臭废气扩展到控制VOCs和其 他有毒污染物废气
9 进入21世纪，由于该技术本身具有的经济方面的优势和巨大的 应用潜力，关于其基础和应用研究依然非常活跃
0
250
不同技术的适用范围
500
750
1000+
浓度 ppmv
23
3） 去除效率高
¾一般的气态污染物去除效率超过90％。
4） 投资少，运行费用低
¾不需要投入额外的化学品(没有二次污染); ¾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。
24
生物技术与传统方法的费用比较
Tot al Five Yea r Co st of Bio filtation vs Alt ernative Technolo gles
19
目前可提供成套技术和装置的国外公司以德国、 荷兰及美国为主
Braintech GmbH
Biorem Bioway
主要厂家
Bayer AG Monsanto
Clair Tech B.V. EnVi GmbH
BioReaction Industries
20
废气生物净化技术在我国的发展
9 我国在20世纪90年代初才开始这方面的实验室研究。目前臭气
非常好
好 较差 不明
30
3. 生物法处理废气的机理
生物反应器处理废气一般经历以下三个阶段
溶解过程 由气相到液相
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，这一过程是物理过 程，符合亨利定律。
31
吸着过程 从液膜表面扩散到生物膜中
溶于水中的污染物被微生物吸附、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。
32
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：
—— 烃类和其他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
33
有机废气处理示意图
34
微生物与碳素循环
35
＄4 .5m il. ＄4 .0m il. ＄3 .5m il. ＄3 .0m il. ＄2 .5m il. ＄2 .0m il. ＄1 .5m il. ＄1 .0m il. ＄0 .5m il.
＄0 mi l. Ins tall
Yea r1
Year2
Year 3
Ye ar4
Year5
Bio filte r Ca ta lytic Oxidizer
可用于气量 需回收吸附剂，废气湿度应
波动较大的 <50%，压降高，某些组分会 80-800
废气
使吸附剂中毒
或可实现资 源回收
不适用于处理低水溶性组 分，产生大量废水而造成二 次污染
40-400
或可实现资 仅对高浓度废气有效；浓缩 65~520
源回收
物必须经进一步处理
适用于多组 占地面积大，压降高，某些 分废气，对 组分去除效率低，启动周期 环境友好 长
有机废气的生物 处理技术
主讲：陈东之 副教授 E-mail：cdz@
1
第一部分：引言
VOCs
¾ 挥发性有机化合物（VOCs）：常温下沸点 50℃—260℃的各种有机化合物
¾ 长期以来被广泛地用作为液体燃料、有机溶剂 及化学反应的介质和原料从而进入大气中
¾ 美国国家环境保护署（EPA）所列的有毒气体 排放物清单包含的25种气体中，18种为VOCs
18
9 据2008年统计，欧洲已有约8000套废气生物处理装置正在运 行，废气处理流量为1000~150000m3/h，大部分VOCs处理效 率在90%以上；有800余种化学加工业用生物法处理异味、挥 发性有机物和有毒气体。
据荷兰污水处理厂中使用的气体净化装置统计显示，大约80%-90%的 污水处理厂采用了气体净化装置，其中78%采用生物法、11%化学洗涤、 2%活性炭吸附、9%好氧通风洗涤。对于新建的废水处理厂几乎不建化学 洗涤装置。
2
污染现状
呼吸道疾病、生理机能障碍；浓度很高时，会造成急性污染 中毒；某些污染物有“三致”作用.
废气对星星港湾影响， （2009.8.26）
哈药臭气扰民， （2009.8.4）
废气对学校影响（2009.4.16）
大气污染是目前最突出的环境问题之一，每年因大气污染导致全球约
200万人过早死亡，我国则多达65.6万人。
¾ 主要设计指标
z 液气比 z 塔径 z 塔高
13
3.冷凝法
¾ 接触冷凝
z 被冷凝气体与冷却介质直接 接触
z 喷射塔、喷淋塔、填料塔、 筛板塔
¾ 表面冷凝（间接冷却）
z 冷凝气体与冷却壁接触 z 列管式、翅管空冷、淋洒式、
螺旋板
14
4.吸附法
活性炭吸附VOCs 的性能最佳
有部分VOCs不易 解吸，不宜用活性 炭吸附
Carbo n Syst em
Thermal Oxid iz er
25
5） 耗能低
¾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。 ¾生物处理法消耗的动力只是污染气体进入处理系统所 消耗的能量(正压送风或负压引风)。
6） 污染少
¾生物法处理的产物是生物体，很容易处理。
26
微生物与氮素循环
36
微生物与硫素循环
37
有机化合物分子可生物降解性分析
¾ 碳链越长越难降解（8个碳原子以下的醇除外） ¾ 链烃比环烃容易，直链比支链容易，不饱和比饱和烃容易 ¾ 主链上碳原子被其他元素的原子取代后，生物氧化的阻抗一
般增强，氧原子取代（醚很难降解）最显著，其次是硫和氮 ¾ 原子上氢被烷（芳）基取代个数越多，取代物生物阻抗越强 ¾ 某些结构坚实的高分子化合物，由于微生物及酶不能扩散到
9 废气生物处理环保服务发展较快，但市场份额低下。
我国与废气生物处理相关的环境服务产值所占份额不高，多数环保企业
规模较小，其相关技术在全球竞争中不具有明显优势。
21
2.废气生物处理的特点
1） 废气或尾气在生物反应器内进行
Hood
Pollution control equipment
Duct Fan
15
技术比较
治理技 术
适用范围
废气 量 m3/h
浓度 g/m3
焚烧法 >2,000 2~90
吸附法
550,000
< 10
吸收法 冷凝法
10060,000
8~50
100~10, > 60 000
生物法
100500,000
<5
技术特点
1m3/h废气的费用 （元）
优点
局限性
投资
运行
或可实现热 能回收
易产生有毒副产物如二噁英、 CO、NOx，对低浓度废气的 50-500 处理效果差
Measuring system
一般废气处理示意图
Stack
22
2） 适用范围广
¾可处理流量达85000m3/h以上的废气 ¾可处理浓度0～1000ppmv的废气 ¾可处理含多种污染物的废气
85000+ 68000
生物净化
流量 m3/h
51000 34000
化学洗涤
焚烧/高温氧化
17000
吸附
浓缩
3
相关法规
¾ 《中华人民共和国大气污染防治法》 ¾ 《大气污染物综合排放标准》 ¾ 《恶臭污染物排放标准》 ¾ 其它