生物法处理有机废气-微生物降解
- 生物法处理有机废气是利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害的无机物,比如CO2、H2O及其它简单无机物等,从而达到净化废气的目的。自然界存在着各种微生物,能转化大多数的无机物......
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生物法处理有机废气是利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害的无机物,比如CO2、H2O及其它简单无机物等,从而达到净化废气的目的。自然界存在着各种微生物,能转化大多数的无机物和有机物,针对废气中的有机物种类,选择合适的微生物,在一个有利于微生物生长的环境中,促使微生物有效地吸收废气中的有机物,通过微生物自身的新陈代谢,把有害的物质转化为无害或低毒的物质。
利用生物法处理废气时,不需要考虑再生和其他的处理过程,设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染,是一种无害的有机废气处理方式。
微生物降解过程
生物法处理废气需要在液相中进行(也可以在固体表面的液膜中进行),按照普遍采用的处理流程,一般有四个步骤:
(1)废气中的污染物首先进入液相(由气膜扩散进入液膜)
(2)液膜中的污染物在浓度差推动下扩散到生物膜,生物膜内的微生物开始吸收并分解有机物。
(3)微生物将有机物分解为无害的CO2、H2O及其它简单无机物。
(4)生化反应产生的无害气体从生物膜表面脱附进入气相,水保留于生物膜内。
整个过程的速率取决于:
A. 气相向固相的传质速率(与污染物性质及反应器结构有关)
B. 用于降解的活性生物的质量。
C. 活性生物的降解速率(取决于污染物种类、微生物生长环境等因素)
生物法废气处理优点
生物法处理废气设备简单,安装方便;
运行成本低,维护费用低,可以有效节省不必要的开支;
全自动控制,只需定期投放生物菌种营养剂;
恶臭物质分解快速,分解效率高达93%;
无二次污染,不会产生其他对人体有害的气体;
设备使用年限长,微生物对废气更适应,处理效果越好、越稳定,良性循环;
影响生物降解有机废物的因素
1.填料
对填料的要求应该具备良好的传质能力,有利于化学转化的效率,应具备以下特性:
a. 良好的微生物生长环境,适宜的营养物、温度、湿度、pH、充足的碳源供给。
b. 较大的比表面积。
c. 足够的结构强度,填料应有足够间隙,防止温度过高,利于气体排放。
d. 保有足够水分,保证微生物的活性。
e. 高孔隙率,增加气体滞留时间。
f. 填料体密度低。
2. 温度
适宜的温度是微生物生存繁殖的必要条件,要保证菌群的大量存在,必须根据微生物的适宜温度维持相应的环境,按照不同种类的菌群的适宜温度,一般分为3类:
a. 低温性(<25℃)
b. 中温性(25—40℃)
c. 高温性(≧40℃)
通常,利于有机物和无机物降解的微生物以中、高温菌群为主,一般情况下,大多在25—35℃下进行,而35℃是大多数好氧菌群的更佳温度。温度还会对污染物造成某些影响,例如,温度会使有机物在气固液各相间发生转移,温度过高会降低有机物在液相和填料上的吸附。
3. pH值
pH会极大地影响生命的新陈代谢水平,只有适宜的pH才能保证微生物有更好的新陈代谢水平,大多数微生物的适宜pH在4—10,更佳pH在6.5—7.5
4. 溶解氧
根据微生物新陈代谢与氧的关系,一般把微生物分为:
a. 好氧微生物
氧的供应量与微生物的增长呈正相关,氧对好氧微生物的作用有2个:氧充当电子受体;在硫醇类、不饱和脂肪酸合成中提供氧。
b. 兼性厌氧(或兼性好氧)微生物
该类微生物具有脱氢酶和氧化酶,在无氧和有氧环境中均能生存。在有氧环境下,氧化酶活性强,细胞色素及电子传递体系的其他组分均正常存在;无氧环境中,氧化酶不活动,细胞色素及电子传递体系的其他组分会减少甚至全部丧失,通入足够氧气后,这些组分的合成会恢复。
c. 厌氧微生物
仅生存于无氧条件,只有在无氧条件下才能进行发酵或无氧呼吸。在降解过程中,应注意保持无氧状态。
5. 湿度
湿度对降解的过程非常重要:
a. 决定供养水平,如果填料的微孔中80—90%充满水,则可能是无氧条件;
b. 为微生物活动提供水分,足够的水量能保证污染物完全进入液相,提高污染物降解率。
c. 填料湿度过低会导致微生物失活,填料收缩、破裂导致气流短流;湿度过高,会使气流通过滤床压降增大,停留时间降低,还会引起供养不足,形成厌氧区,产生臭味。实验表明:填料适宜湿度应维持:40—60%;对于致密的填料和憎水的挥发性有机物,佳含水量维持40% ;而密度较小且多孔的填料和亲水性有机物,更佳含水率不应低于60% 。