《安全环境-环保技术》之生物滴滤净化VOCs进展.doc

此资料由网络收集而来如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享我们负责传递知识。生物滴滤净化VOCs进展摘要：生物滴滤净化挥发性有机污染物技术是近年来发展起来的一项新技术。介绍了生物滴滤技术的研究现状包括净化机理可以净化的污染物起降解作用的微生物和它们需要的环境条件及生物滴滤模型。目前生物滴滤技术在以下几方面需要完善和发展：提高微生物的降解能力改进生物滴滤填料完善生物滴滤模型和开展实际废气的应用研究。关键字：生物滴滤挥发性有机物生物净化1引言?挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds)简称VOCs是指在常压下沸点低于260℃或室温时饱和蒸气压大于71Pa的有机化合物。VOCs的种类很多其中常见同时也排放量较大的是用于工业溶剂的芳香烃、醇类、酯类和醛类。多数VOCs有毒、有恶臭部分VOCs有致癌性；VOCs在光照下可引发光化学烟雾；卤代烃类VOCs会破坏臭氧层。因此世界各国都通过立法不断限制VOCs的排放量。?在众多VOCs的净化方法中生物法具有良好的净化效果优越的经济性、可靠的安全性、天然的环境相容性近年来在净化挥发性有机废气污染方面的研究和应用日趋活跃。生物滴滤器是近年来研究最为活跃的一种净化设备形式。与生物过滤不同的是生物滴滤器通常由不含生物质的惰性填料床构成其顶部设有喷淋装置用以控制过滤床层的湿度同时还能通过向喷淋液中加入营养盐和缓冲物质创造适宜微生物生长繁殖的环境。因此生物滴滤器具有净化效率高、操作弹性较强等特点适合处理污染负荷相对较高的非亲水性VOCs污染物也适合处理卤代烃类降解过程产酸的污染物。2目前的发展状况?2.1生物滴滤过程的机理生物滴滤的实质是通过微生物的生理活动将有机物分解转化的过程。在这一点上与生物法处理废水是一致的但由于微生物不能在气体中正常生活因此污染物必然有一个从气相到液相或固相的传质过程。通常把生物滴滤净化看成是吸收过程或吸附过程和生物降解的结合。现有的净化机理研究多数是通过宏观过程来推测缺乏从微观入手的研究。?2.2VOCs的性质?待处理对象本身的性质对工艺过程中的传质与生物净化有影响。水溶解性好、易生物降解的VOCs净化效率和消除能力都比较高；水溶解性差的VOCs从理论上说会遇到传质能力的限制但实际的研究表明：即使甲苯等不溶于水的物质仍然可以达到很高的净化效率和消除负荷。可降解性对生物滴滤净化也有重要影响尤其是对微生物有毒的物质如苯酚等这类物质在设备内的浓度过高将对整个净化系统造成致命的影响。通常对于难生物降解或对微生物有毒的物质需要采用专门驯化培养的菌种来净化而且要比较严格的控制负荷。?2.3起降解作用的微生物?生物滴滤器主要是利用异养微生物的代谢过程来去除污染物的微生物的量和活性对生物净化过程有决定性的影响。生物滴滤器内的生物相主要由细菌组成也含有放线菌和真菌在净化芳香烃类的生物滴滤器中常见的细菌有Pseudomonasputida(恶臭假单胞菌)、Pseudomonasaeruginosa(铜绿假单胞菌)、Pseudomonasfluorescens(荧光假单胞菌)等等。?通常生物滴滤设备的启动一般是用活性污泥等进行接种然后逐步驯化适宜的混合菌种；而对于那些难降解物质则需要接种专门的菌种。近年来有学者〔1~3〕认为生物净化器内存在微生物生态系统含有降解污染物的微生物和大量的其它非直接降解污染物的微生物种群构成并提出构筑食物链来维持净化器内生物生态平衡的观点。?2.4环境因素对微生物的影响?温度对生物净化器内的传质和生物降解过程都有着重要的作用。微生物净化有机废气过程取决于一些嗜中温性菌及部分嗜高温性菌的生命活动温度升高有利于生物的降解代谢过程但会影响污染物的气液分配系数还会加速水份的蒸发。Deeb〔4〕进行的BETX降解研究结果表明35℃时的降解速率最高。而Yanick的研究表明〔5〕高温下(50℃)生物对甲苯的消除能力可达289gC/m3•h是目前见诸报道的最高值。但实际运行时滤床温度不宜太高以防止设备停运时嗜高温生物群落的消失从而造成设备再启动的困难。?水分是微生物生存必不可少的由于循环液的不断补充在生物滴滤器内气体的相对湿度接近100%只要布水均匀生物膜的含水量也可基本满足要求。?微生物的活动都有其最佳的pH值范围生物床内pH值的变化会影响微生物的活动。生物床的pH值通常为7~8即细菌和放线菌的最适范围。但在进行含硫、氮及氯成份化合物的代谢时往往会产生酸性中间产物因此生物滴滤器一般需要用缓冲溶液来控制循环液的pH条件。?2.5营养?在生物滴滤器中微生物所利用的大部分营养物质在细胞死亡和消解后会被循环利用但总有一部分通过各种途径而流失。所以与其它的微生物代谢作用一样生物降解气态有机