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生物滴滤塔净化VOCs的研究现状与发展

来源: 作者: 发布时间:2015-11-17  
工业生产过程中排放的低浓度挥发性有机物(volatile organic compounds,vocs) 不但对人的身体健康具有非常大的危害性,而且对工厂周边环境及生态造成严重的影响。传统的处理技术存在着投资大、运行成本高等弊端。生物法废气净化技术是近年来发展起来的一项净化低浓度工业废气的新型技术,逐渐发展成为工业废气净化研究的前沿热点之一。生物净化技术主要有生物洗涤、生物滴滤和生物过滤。其中生物滴滤塔具有投资省、运行费用低、二次污染小、操作维护简单、净化效果好、反应条件易于控制、经济廉价及环境相容性好等优点而呈现最广阔的应用前景,在国内外已有较多的研究和应用。目前的研究重点主要集中在:净化有机废气的系统快速启动,机理探讨,动力学分析,高效菌种的驯化和筛选;生物反应器运行工况的研究(气流量、循环液流量、温度等)。 1.生物滴滤塔净化vocs的原理 生物滴滤的实质是附着在生物填料介质上的微生物在适宜的环境条件下,利用废气中的污染物作为碳源和能源,维持其生命活动,并将它们分解为co2、h2o等无害无机物的过程。废气中污染物首先经历由气相到固/液相的传质过程,然后才在固/液相中被微生物降解。目前,主要存在两种理论来解释这种传质过程,一种是荷兰学者ottengraf 依据吸收操作的双膜理论而提出的“吸收-生物膜”理论;一种是pedersen、孙佩石等依据吸附理论而提出的吸附生物膜理论。 2.填料对去除效果的影响 在挥发性有机废气生物滴滤塔装置中,填料既是微生物生长的支撑载体,又是气液两相的传质介质,其性能直接影响污染物的去除效果及处理费用。相关研究结果表明,气体污染物的去除效率与反应器中填料种类、粒径、孔隙率和比表面积等特性直接相关。因此,为了实现气体污染物的高效去除,选择适合微生物生长、传质效果良好的高效填料非常必要。 目前,国内外研究中利用生物滴滤塔处理的有机废气包括烃类、苯系化合物、低分子脂肪酸和醇类等,采用的填料包括海绵、珊瑚石、陶粒和空心塑料小球等。由于研究报道中采用的填料不同,污染物的去除效率、降解负荷和微生物生长特性相差迥异,因而需要对各种生物滴滤塔填料的性能进行评价。 刘建伟等[1]通过实验比较了海绵、珊瑚石、陶粒和空心塑料小球4中填料的性能,实验结果表明:(1)生物滴滤塔启动时间最短的为海绵生物滴滤塔(约20d),其次为陶粒生物滴滤塔(约25d),启动时间较长的为珊瑚石生物滴滤塔(约35d)和空心塑料小球生物滴滤塔(约40d);(2)4种填料生物滴滤塔中的异养细菌数量依次为海绵>陶粒>珊瑚石>空心塑料小球;(3)在相同的进气流速下,4种填料生物滴滤塔的填料层压力降依次为珊瑚石>陶粒>空心塑料小球>海绵。最终得出:海绵和陶粒较适宜作为生物滴滤塔的填料。
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