生物法处理有机废气(超详细)
VOCS废气处理的生物处理法和技术特点
VOC S废气处理的生物处理法和技术特点
VOC S废气处理的生物处理法：
从处理的基本原理上讲，采用生物处理方法处理有机废气，是使用微生物的生理过程把有机废气中的有害物质转化为简单的无机物，比如CO2、H2O和其它简单无机物等。
这是一种无害的废气处理方式。
一般情况下，一个完整的生物处理有机废气过程包括3个基本步骤：
a)有机废气中的有机污染物首先与水接触，在水中可以迅速溶解;
b)在液膜中溶解的有机物，在液态浓度低的情况下，可以逐步扩散到生物膜中，进而被附着在生物膜上的微生物吸收;
c)被微生物吸收的有机废气，在其自身生理代谢过程中，将会被降解，转化为对环境没有损害的化合物质。
VOC S废气处理的技术特点：
采用高效吸附材料，吸附效率95%以上，溶剂回收率90%以上。
系统化防爆设计和安全节点监控，完善的产品质量保证体系，确保设备安全，满足化工场所苛刻要求。
对于非水溶性有机溶剂，采用活性炭吸附-水蒸汽脱附-溶剂回收工艺，具有相变热高，脱附完全，易冷凝的优点，可实现有机溶剂和水的自动有效分离。
对于水溶性大或易水解有机溶剂，采用活性炭吸附-氮气脱附-溶剂回收工艺，回收产品中水含量低，溶剂品质高、可降低运行成本；
吸附床内配套活性炭保护系统，充分保证设施安全。
基于可编程控制器(PLC)的控制具有数据采集和远程控制功能。
第9章-有机废气生物处理技术课件
• 多为混合微生物，因为：
① 含有多种成分的混合废气，需要多种微生物分别降解； ②有的成分需要几种微生物的相继作用才能分解转化为无害物质； ③一些难降解的成分要由几种微生物联合作用才能被完全降解； • 卤代有机化合物先经厌氧微生物还原脱卤，再被好氧微生物彻底分解； ④工艺需要，尽管废气成分能够被单一微生物分解，但还需利用其它微生
第9章-有机废气生物处理技术
四、 有机废气生物处理技术的应用
1• .生有物机洗废涤气法的：净处化理净化气量小、 浓度大、易溶且生物代谢速率 较低的废气；
• 生物滤池：气量大、浓度低的 废气；
• 生物滴滤池：负荷较高以及污 染物降解后会生成酸性物质的 废气。
第9章-有机废气生物处理技术
2. 恶臭去除
第9章-有机废气生物处理技术
一、生物滤池法
首先含污染物的气体进入加湿器进行润湿； 润湿废气进入填料层，微生物进行生物代谢。 净化后气体在滤池顶部排出。
第9章-有机废气生物处理技术
第9章-有机废气生物处理技术
• 生物滤池所用填料特性是影响其处理效果的关键因素。 • 填料选择要考虑比表面积、机械强度、化学稳定性、持水性等问题。
第9章-有机废气生物处理技术
** 生物滤池、生物滴滤池利用液体为媒介，将气态 污染物转入生物相，进而无机化；
** 生物洗涤则将气态污染物转移入水相，把气态 污染物的净化转化为水中污染物的净化。
• 非常适合于亲水性化合物，如丙酮或甲醇。
第9章-有机废气生物处理技术
生物洗涤装置
第9章-有机废气生物处理技术
• 生物洗涤装置一般由洗涤器和生物反应器两部分 组成，吸收器和生物反应器分开设置。
第9章-有机废气生物处理技术
l 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。
有机废气生物处理技术
1生物法的概念生物法净化有机废气是在已成熟的采用微生物处理废水的基础上发展起来的，生物净化实质上是一种氧化分解过程：附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分，转化为简单的无机物（CO2、H20）或细胞组成物质。
与废水生物处理过程的最大区别在于：废气中的有机物质首先要经过由气相到液相（或固体表面液膜）的传质过程，然后溶解于液相中的有机成分在浓度差的推动下，进一步扩散至介质周围的生物膜，进而被其中的微生物捕捉吸收；在此条件下，进入微生物体内的污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，产生的代谢物一部分溶入液相，一部分作为细胞物质或细胞代谢能源，还有一部分，（如CO2）则析出到空气中，废气中的有机物通过上述过程不断减少，从而被净化。
2生物法处理有机废气机理对于生化法处理废气的机理研究尽管已做了不少的工作，当至今仍没有统一理论。
目前在世界上公认影响较大的是荷兰学者，依据传统的双模理论提出额生物膜理论。
另外一种是PEDERSEN、孙佩石等根据吸附理论提出的吸附-生物膜理论所为生物膜及是由微生物群体在固体载体表面构成的粘性膜结构。
润湿环境下，微生物以废气中有机物为能源，将其氧化分解过程中，得以生长、繁殖并形成具有一定厚度的膜。
这种生物膜尤其在处理浓度或生物可降解性强的废气时，更显示了优越性。
3生物法的工艺特点由于微生物对各种污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物而降解、转化、因此，与传统的废气处理技术相比，生物处理技术具有效果好、投资及运行费用低，安全性好，无二次污染，易于管理等优点。
同时，由于废气生物处理系手机的再生可直接通过吸收剂中微生物的作用来实现，而不需要先理化吸收和吸附那样的专门设备，从而简化了工艺流程和工业设备，降低运行操作费用，所以，生物处理技术已逐渐成为世界研究的热点课题之一。
4主要工艺及对比4.1生物过滤床生物过滤床是一种在其中填入具有吸附性滤料（如泥炭、土壤、活性炭等物质）的净化装置。
生物法处理有机废气
在塑料、橡胶加工、油漆生产、汽车喷漆和涂料生产等诸多工业领域中，工业品的生产和加工过程产生了大量含有挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）的废气（VOC废气）。
这些废气未经处理排入大气，在一定条件下会形成光化学污染，影响大气质量，影响动植物生长和人类的健康。
某些有毒VOC废气有致残、致畸、致癌作用，对长期暴露其中的人体造成严重伤害。
为此，各国颁布了相应的法令，限制该类气体的排放，我国于1997年颁布并实施的《大气污染综合排放标准》，限定33种污染物的排放限值，其中包括苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物。
对VOC废气的治理，有多种处理技术可供使用。
但对于VOC浓度低、风量大的废气，传统工艺存在投资运行费用高、处理效率低和处理后存在二次污染等问题。
近年来，逐渐发展的废气生物处理技术作为一种新型的空气污染控制技术，得到日益广泛的应用。
该项技术与传统的燃烧法、催化氧化法、吸收法、吸附法相比，对VOC低含量废气的处理有明显的优势。
本文主要介绍现行的德国废气生物处理技术，以期对我国相应技术的推广应用起到借鉴作用。
1 废气生物处理工艺1.1 生物处理原理废气的生物处理技术首先应用于农业生产过程中异味气体的处理，例如养殖业中动植物加工产生的臭气、堆肥发酵和生物污泥废气处理等。
随着工业生产中产生的挥发性有机气体的污染日益严重，这项技术逐步应用到工业废气净化领域。
其净化的基本原理是：有机废气或异味气体流经带有液体吸收剂的处理器；在处理器中，由于废气中的污染物在气、液相之间存在浓度梯度，浓度差使其从气相转移到液相，被生存其中的微生物吸附；通过微生物的代谢作用，有机物被分解、转化为生物质和无机物。
1.2 反应处理工艺分类生物处理技术的基本工艺流程以生物过滤为例，如图1所示，废气经过一定的除尘、温度和湿度调节，进入生物处理单元，经过微生物的处理，气体可以达标排放。
图1 有机废气的生物处理工艺流程图根据处理运行方式不同，处理工艺主要分为生物滤床工艺和生物洗提工艺两种。
生物发酵废气处理方法
生物发酵废气处理方法
随着工业生产的不断发展和人们生活水平的提高，对环境的保护也越来越受到重视。
尤其是有机废气的排放，不仅直接危害到环境，而且还对人体健康造成了潜在的危害。
因此，对有机废气的处理成为了当今社会的一个重要课题。
传统的处理方法主要有三种：一是排放到大气中，这种方法存在着对环境造成污染的风险；二是利用吸收剂吸收废气中的有机物，这种方法存在着成本高、吸附效率低等问题；三是利用物理方法处理废气，这种方法存在着设备成本高、处理效率低等问题。
因此，现在正在逐渐开发新的有机废气处理方法。
生物发酵废气处理方法是目前最为理想的有机废气处理方法之一、它利用微生物的发酵作用将废气中的有机物转化为无毒物质，从而达到净化环境的目的。
目前，生物发酵废气处理方法已经被广泛应用于处理各种有机废气，其净化效果良好。
生物发酵废气处理方法的优点是：一是处理效率高，可以将废气中的大部分有机物净化掉；二是处理成本低，相比于其他方法而言，生物发酵废气处理方法成本相对较低；三是处理过程简单，可以在现有的微生物发酵设施中进行处理；四是处理风险低，因为生物发酵废气处理方法是一个无毒的过程。
生物法是如何治理废气的
广州和风环境技术有限公司 /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)；广州和风环境技术有限公司 / 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002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。
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。
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。
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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002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
表1-1微生物对各种气态污染物的生物降解效果
化合物生物降解效果
甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丁醇、四氢呋喃、甲醛、乙醛、丁醛、三甲胺非常好
苯、丙酮、乙酸乙酯、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
好
甲烷、戊烷、环己烷、乙醚、二氯甲烷较差1,1,1-三氯甲烷无
乙炔，异丁烯酸甲酯、异氰酸酯、三氯乙烯、四氯乙烯不明1.2.3.3废气生物处理的微生物
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。
由于自养菌的能量转换过程缓慢，导致其生长速率也非常慢，其生物负荷不可能很大，因此对无机气态污染物采用生物处理方法比较困难，仅有少数工艺找到了适当种类的细菌，如采用硝化、反硝化及硫酸菌等去除浓度不太高的臭味气体硫化氢、氨等。
异养菌则是通过有机化合物的氧化来获取营养物和能量，适合进行有机物的转化, 在适当的温度、酸碱度和有氧的条件下，该类微生物能较快地完成污染物的降解。
事实上，国内外广泛应用的是异养菌降解有机物如乙醇、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处理对象。
在某些情况下，起净化作用的多种微生物在相同条件下均可正常繁殖。
因此，在一个装置内可同时处理含多种污染物的气体。
在废气生物处理的系统中，微生物是工作的主体，只有了解和掌握微生物的基本生理特性，筛选、培育出优势高效菌种，才能获得较好的净化效果。
以一种物质作为目标污染物的微生物菌种一般是通过污泥驯化或培养的方法来进行（表1-2)。
表1-2用于大气污染控制的一些微生物菌属
而对于含有复杂的、多种污染成分的目标污染物，则必须用混合培养的方法，驯化、培育出分工、协作的微生物菌群来完成污染物的降解任务。
1.2.3.4影响生物净化废气的主要因素
生物法主要依靠微生物的作用来去除气体中的污染物，微生物的活性决定了反应器的性能。
因此反应器的条件应适合微生物的生长，这些条件包括填料（介质)、湿度、pH、溶解氧浓度、温度和污染物的浓度等。
(1)填料
对所有类型的生物净化器而言，理想的填料应是良好的传质和发生化学转化的场所，具有以下性质：
1)最佳的微生物生长环境：营养物、湿度、pH和碳源的供应不受限制；
2)较大的比表面积：接触面积、吸附容量、单位体积的反应点更多；
3) 一定的结构强度：防止填料压实，否则会使压降升髙、气体停留时间缩短；
4)高水分持留能力：水分是维持微生物活性的关键因素；
5)高孔隙率：使气体有较长的停留时间；
6)较低的体密度：减小填料压实的可能性。
常用的堆肥、泥煤等填料能基本符合以上要求，但是其中含有的有机物会逐渐降解，这不仅使填料压实，还要在一定时间后更换，即有寿命限制。
将有机填料和惰性的填充剂混合，使用寿命可髙达5a, —般为2〜4a。
为卞提髙填料性能、降低压降，一般要求60% 的填料直径大于4mm。
(2)温度
温度是影响微生物生长的重要因素。
任何微生物只能在一定温度范围内生存，在此温度范围内微生物能大量生长繁殖。
根据微生物对温度的依赖，可以将它们分为低温性(<25°C),中温性（25〜40°C)和高温性（>40°C)微生物。
在适宜的温度范围内，随着温度的升高，微生物的代谢速率和生长速率均可相应提高，但高于最高生长温度后，微生物停止生长，甚至最终死亡。
因此，需根据微生物种类选择最适宜的温度。
通常，用于有机物和无机物降解的微生物均是中温、高温菌占优势。
一般情况下，生物处理可在25〜35°C进行，很多研究表明，35°C是很多好氧微生物的最佳温度。
温度除了改变微生物的代谢速率外，还能影响污染物的物理状态，使得一部分污染物发生固一液、气一液相转换，从而影响生物净化效果。
如：温度的提高，会降低污染物特别是有机污染物在水中的溶解以及在填料上的吸附，从而影响气相中污染物的去除。
(3) pH
微生物的生命活动，物质代谢都与pH有密切联系，每种微生物都有不同的pH要求。
大多数细菌、藻类和原生动物对pH的适宜范围为4〜10，最佳pH为6.5〜7.5。
表1-3列出了几种常用微生物的适宜温度和pH范围。
表1-3几种微生物适宜的温度和pH
(4)溶解氧
根据微生物的呼吸与氧的关系，微生物可分为好氧微生物、兼性厌氧（或兼性好氧）微生物和厌氧微生物。
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好氧微生物需要供给充足的氧。
氧对好氧微生物具有两个作用：①在呼吸中氧作为最终电子受体；②在留醇类和不饱和脂肪酸的生物合成中需要氧。
充氧的效果与好氧微生物的生长量呈正相关性，氧供应量的多少根据微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度综合考虑。
兼性微生物具有脱氢酶也具有氧化酶，既可在无氧条件也在有氧条件下存在。
在好氧生长时氧化酶活性强，细胞色素及电子传递体系的其他组分正常存在，而在无氧条件下，细胞色素及电子传递体系的其他组分减少或全部丧失，氧化酶不活动，一旦通入氧气，这些组分的合成很快恢复。
厌氧微生物只有在无氧条件下才能生存，它们进行发酵或无氧呼吸。
因此在其进行生物处理过程中要尽可能保持无氧状态。
(5)湿度
在生物过滤处理废气中，湿度是一个重要的环境因素。
首先，它控制氧的水平，决定是好氧还是厌氧条件。
如果滤料的微孔中80%〜90%充满水，则可能是厌氧条件。
其次，大多数微生物的生命活动都需要水，而且只有溶解于水相中的污染物才可能被微生物所降解。
如果填料的湿度太低，将使微生物失活，填料也会收缩破裂而产生气流短流；如填料湿度太高，不仅会使气体通过滤床的压降增高、停留时间降低，而且由于空气•水界面的减少引起氧供应不足，形成厌氧区域从而产生臭味并使降解速率降低。
许多实验表明，填料的湿度在40%〜60% (湿重）范围内时，生物滤膜的性能较为稳定。
对于致密的、排水困难的填料和憎水性挥发性有机物（VOCs)，最佳含水量在40%左右；对于密度较小、多孔性的填料和亲水性的VOCs，则最佳含水量在60%以上。