VOCs种类繁多,成分复杂,不同行业的VOCs气体特征如流量、浓度具有较大差异。有研究表明,化学制品、医药制造、交通设备制造、印刷、电子及电信设备制造是产生VOCs气体最多的前5个行业,分别占调研总案例的26%、13%、12%、8%和5%。大多数行业VOCs点源产生的VOCs浓度在102-104mg/m3范围内。浓度较高的行业如石油加工、化工医药制造等,这些行业产生的浓度大多高于103mg/m3;浓度较低的如皮革、毛皮、羽绒制品等,其浓度一般低于500mg/m3。不同浓度的VOCs处理技术有较大差异,因此,掌握各行业产生的VOCs气体浓度分布特征对发展VOCs治理技术具有十分重要的意义。
为满足广大业主单位和环保行业同仁对VOCs和恶臭废气污染控制装备产品应用现状等方面有关基础知识的学习需求和行业普及,经征求专家同意,《VOCs前沿》据有关研究成果,通过本号平台开展知识科普传播(本篇已开启“快捷转载”,所有帐号均可转载此图文),拟分两大版块(逐章节)进行专题分享:
表6 三种生物处理法的比较 处理方法 原理 适用范围 优点 缺点 生物洗涤法 微生物及其补充营养元素存在于液体中,气体中的污染物通过与悬浮液接触后转移到液体中而被微生物降解转化为无害物质。一般悬浮泥浆采用活性污泥,效率取决于生物悬浮液的活性强度和再生能力 范围广泛 可处理多种气体,操作条件易于控制 设备成本高,操作复杂,活性污泥再生时间较长 生物过滤法 微生物附着生长于固体介质(填料)上,废气通过由介质构成的固定床层(填料层)被吸附、吸收,后被微生物降解转化为无害物质。一般填料层采用具有吸附性和生物活性的填料,如土壤、堆肥、木屑等,具有吸附污染物质和向微生物提供营养物质的作用 通常用于臭气去除,适用于亲水性和易降解物质 运行费用低 占地面积大,填料需定期更换,过程不易控制,对疏水性和难降解物质处理能力低 生物滴滤法 原理同生物过滤相似,区别在于所使用的填料多为竹炭、塑料、陶粒等惰性材料,补充营养物质的提供需额外喷淋营养液。 适用范围广泛,可针对待处理废气利用特定微生物菌种 装置内生物数量大,抗冲击性强于生物过滤法,惰性填料可长期使用,造成的压力损失小,操作条件容易控制 需经常添加营养物质,操作较复杂 生物洗涤器一般由一个装有惰性填料的传质洗涤器和生物降解反应器组成,出水需要设置沉淀池。废气首先进入洗涤器与生化反应器过来的泥水混合物进行传质吸附、吸收,部分容易降解的污染物在此即被微生物降解,大部分污染物进入生化反应器,被活性污泥的代谢作降解,生化反应器出水进入沉淀池进行泥水分离,上清液排出,污泥回流。洗涤器主要是物理溶解过程,生物反应器中一般采用好氧处理。该工艺有很多优点,如反应条件容易控制,压降低,填料不易堵塞等;而缺点在于:设备多,需外加营养物,成本较高,填料比表面积小,对液相中菌体生长活动的控制比较困难,限制难溶气体的处理效率等。 生物过滤除臭设备采用一体化的集装箱式,结构如图12所示,主要包括,箱体、风机、加湿器和填料床等。废气首先通过风机和集气管道收集进入组合式生物过滤设备,然后气体缓慢地通过生物活性滤床,被附着其上的微生物处理并以扩散气流的形式离开。生物过滤器内的固态介质一般使用土壤、堆肥、木屑等。其优点在于:设备少,操作简单,成本低廉,处理效率高等;其缺点在于:反应条件较难控制,占地面积较大,处理效率不够持续稳定、载体使用周期短等,且该工艺不适于处理较高浓度的废气和产酸废气。 图12 生物过滤系统示意图 生物滴滤池一般包括引气风机、塔体、填料和循环水系统等,在生物滴滤池内充满了惰性填料,微生物在填料表面附着生长并形成生物膜。生物膜中微生物以废气为碳源和能源,其它必需的营养物质由循环液提供。一部分废气通过微生物的分解代谢被转化为无害的水和二氧化碳,并为微生物提供能量;另一部分有机污染物通过合成代谢被转化为微生物自身的生命物质。有机废气的净化一般经历传质和生物降解两个过程。在生物滴滤池中,废气从塔底进入反应器后,其中的有机物质则通过微生物的分解、代谢后转化为小分子无机物质,净化后的气体从塔顶排出。特点为设备少、操作简单、压降低、填料不易堵塞、处理效率高等。与生物过滤器相比,生物滴滤法的反应条件更易控制,因而微生物的活性更容易保持。其不足在于:填料比表面较小,运行成本较高,不适于处理水溶性差的化合物,此外结构和操作均比生物过滤器复杂,同时需要注意,营养物添加过量还易造成菌体大量繁殖,床层堵塞、压降升高。 总之,生物洗涤器适用于处理净化废气量较小、污染物质浓度大、易溶解、生物代谢较慢的废气。对于气量大、浓度低的废气可采用生物滤池处理系统。而负荷较高及污染物降解后会生成酸性物质的,则以生物滴滤池为好。在以往的生物法处理废气的实践中,一般采用废水处理所使用的菌群经目标污染物培育驯化后,直接用于废气的净化处理,但往往难以达到预期的净化效果,因此培育驯化废气净化专用菌种可以有效提高生物反应器处理效率、稳定性和缩短挂膜启动时间。将驯化成熟的菌种利用工业发酵的方法进行扩大培养,发酵液经离心浓缩后制备成冻干粉机,使用时添加到生物反应器和活化营养物质即可。该微生物菌剂尤其适用于具有循环水的生物滴滤装置,其它设备需考虑微生物菌剂流失问题。VOCs前沿VOCs减排 大气前沿©深耕大气污染防治领域内容。本号获中华环保联合会VOCs污染防治专业委员会(www.acef-vocs.com.cn)等权威机构的鼎力支持!【特此声明:本号发布的内容及观点不代表任何机构立场】198篇原创内容公众号
设备(产品)概述:一般来讲,恶臭气体成分复杂,任一场所、甚至是同一场所的不同时间,恶臭气体的成分都可能相差很大,因此,在菌种的筛选过程中,要充分的考虑到恶臭气体成分的复杂性,并针对不同种类的恶臭气体,正确的选择菌种。生物滤池除臭装置所采用的微生物菌种包括分别针对不同恶臭成分的功能性菌类。已经用于除臭工程的菌种种类有:硫化细菌、氨氧化细菌、芽孢菌、假单胞菌等20余种。例:高倍显微镜下拍摄的二种典型除臭微生物菌胶团。
加湿方式,加湿区设计为连续循环散水,对进入的恶臭气体进行预处理,生物滤床顶部设计为间隙式散水。若处于干燥状态,生物将失去活性,若湿度过高,载体表面水膜加厚,通气的压损增大,阻碍气体流动,因此加湿程度从保持生物活性和空气溶解接触效率两方面考虑。选择合理的散水条件主要考虑以下三点:a.为生物填料层提供适度的湿度,避免微生物产生的弱硫酸和弱硝酸过剩积存,保持微生物良好的生成环境;b.增加对水溶性污染物的吸收效率;c.不增加除臭设备的压损。因此散水间隙即淋水周期视处理对象而定。
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