废气的生物处理(共39张PPT)

废气的生物治理技术一

、概述二

、废气生物处理的特点三

、生物法处理废气的机理四

、废气生物处理基本形式五

、处理废气的微生物六

、恶臭的原位处理一

、概述1、

废气主要来源●

燃料燃烧●

工业生产活动，例如化工、冶金、生物制品、屠宰、污水

处理及垃圾处理等工厂所产生的废气。●

农业生产活动●

交通污染源2、

废气的处理●

废气处理是环境污染控制的一个重要方面。废气处理方法：①理化法：目前主要采用的方法，如掩蔽、吸附、燃烧、氧化等。工艺或设备较复杂，运行费用较高；

用于处理某些恶臭废气时，效果不甚理想。②生物法：具有处理效率较高、适应性较广、工艺较简单以及费用较省等优点。●

废气的微生物处理于1957年在美国获得专利，但到1970年代才开始引起重视，直到1980年代才在德国、

日本、荷兰等国家有相当数量工业规模的各类生物净化装置投入运行。●

废气生物反应器处理对许多一般性的空气污染物的去除率可达到90%以上。二

、废气生物处理的特点1.

适应范围广●

挥发性有机化合物

(volatile

organic

compounds,VOCs)

以及其它有毒或有臭味的气体，如NH₃

和H₂S

等。化工、制药、电镀、喷漆、印刷等行业产生的有害污染物(hazardous

air

pollutants,HAPs)

以及废水处理厂、堆肥厂、垃圾填埋厂产生恶臭

(odor)等。2.

去除效率高◆

一般的空气污染物去除效率超过90%。3.

投资少，运行费用低不需要投入额外的化学品；化学法则需加催化剂和氧化剂等，如次氯酸过氧化氢、二氧化氯等。盐、4、污染少生物处理的产物是生物量，很容易处理。5、

耗能低◆

生物反应在常温常压下进行，能量来自微生物利用VOCs

成分本身产生的能量。适宜处理的污染气体应具有的特点：1.

水溶性强主要有无机物如

H₂S

和NH₃

等、醇类、醛类、酮类

以及简单芳烃(如BTEX)

等有机物。2.

易降解分子被吸附在生物膜上必需被降解，否则将导致污染物浓度增高，毒害生物膜或影响传质，降低

生物滤器效率，或使处理完全失败。三

、

生物法处理废气的机理有机废气生物净化是利用微生物以废气中的有机组分作为其生命活动的能源或其他养分，经代谢降解，转化为简单的无机物(C02、

水等)及细胞组成物质。与废水生物处理过程最大区别在于：废气中的有机物质首先要经历由气相转移到液相(或固体表面液

膜)中的传质过程，然后由液相(或固体表面液

膜)被微生物吸附降解。净化后气体有机成分水吸收

微生.物降解简单无机成分有机废气图

6

3

8

傲生物净化有机废气模式图生物反应器处理废气一般经历以下三个阶段：1、溶解过程●

废气与水或固相表面的水膜接触，污染物溶于水中成为液相中的分子或离子，完成由气膜扩

散进入液膜的过程。2.

吸着过程●

有机污染物组分溶解于液膜后，在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，被微生物吸附、吸

收，污染物从水中转入微生物体内。作为吸收

剂的水被再生复原，继而再用以溶解新的废气

成分。3.

生物降解过程进入微生物细胞的污染物作为微生物生命活动的能源或养分被分解和利用，从而使污染物得以去除。烃类和其它有机物成分被氧化分解为CO₂

和H₂O,

含硫还原性成分被氧化为S、SO₄²-,

含氮成分被氧化分解成NH₃

,NO₂

和NO₃

等。四

、废气生物处理的基本形式◆

根据介质性质不同，分为：1.

生物洗涤(bioscrubbing)生

物

洗

涤

器(bioscrubber)内是液态介质。2.

生物过滤(biofiltration)

生物过滤采用是固态介质

生

物

滤

池(biofilters)②

生物滴滤池(biotrickling

filters)1.

微生物吸收工艺(微生物洗涤)●

生物洗涤装置一般由洗涤器和生物反应器两部分

组成，洗涤器(吸收器)和生物反应器分开设置。●

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；●

生物反应的净化过程较慢，吸收了挥发性气体的

废水在反应器中一般需要停留十几小时。●

生物反应器中可进行好氧处理，活性污泥法和生物

膜法。生

物

反

应

器沉

淀

池吸

收

塔循

环

液循

环

液废

气余

气室

气净

气进气循环液空

气活性污泥池循环液生物悬浮液生

物

吸

收

装

置

流

程

[根据王建龙等，2001]净化气←吸收室●

生物悬浮液(循环液)自吸收塔顶部喷淋而下.使废

气中的污染物和氧转入液相(水相)。吸收了废气中

有机组分的生物悬浮液进入再生反应器(活性污泥

池)中，通入空气充氧再生。被吸收的有机物通过

微生物的氧化作用.最终被再生池中活性污泥悬液

除去。●

一般，当活性污泥浓度控制在5000-10000mg/L,

气

速小于200m/h,

去除较理想生物洗涤装置●

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。生物膜中微生物以有机废气为碳源

和能源，以循环液中的营养物质为

氮源，进行生命活动。

一部分有机

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。空

气废气

沉淀池=生物滴滤池法工艺流程示意图循环水净气●

废气经过预处理室去除颗粒物和增湿后进入滤床底部。●

滤料使用惰性材料，如陶瓷、塑料或碎石。生生备生物滴滤池具有以下特点：●

内装有惰性填料，它只起生物载体作用，其孔隙率高、阻力小、

使用寿命长，不需频繁更换；●

设有循环液装置，可调节湿度和pH

值，供给营养和微量

元素，生物相静止而液相流动，因而填料上可生存世代周

期长、降解特殊气体的菌群，可承受比生物过滤器更大的

处理负荷，且抗冲击负荷能力强，填料不易堵塞、压降小；

豢离资警型结物障解在同一反应器内进行，设备简单，操●

安装有温度控制装置，,当内部气体温度显示下降至微生物

的正常生长温度时，控制系统发信号给热风机，使其工作

以提高池内的温度。当气体低于200℃时，热风机开始运转，

直至温度达到微生物适宜温度为止，

一般为25℃左右。●

生物滤池内的固态介质是一些有生物活性的天然材料，

常用的固体颗粒有土壤和堆肥，这些材料为微生物的附

着和生长提供表面，微生物可以吸收废气中的污染物将

其转化为无害物质。●

具有一定温度的有机废气进人生物滤池，通过约o.5—1m

厚的生物活性填料层，有机物从气相转移到生物层，

进而被氧化分解。生物滤池的填料层是具有吸附件的滤

料(如土壤、堆肥、活性炭等)。生物滤池因其较好的通气

性和适度的通水和持水性，以及丰富的微生物群落，能

有效地去除烷烃类化合物，如丙烷、异丁烷.酯类及乙

醇等.生物易降解物质的效果更佳。●

土壤滤池●

堆肥滤池●

微生物过滤箱缓冲营养液(

不

连

续

)鼓

风

机

净

化

气废

气加湿器生物滤池

(上图为常规开放式生物滤池，下图为下流式封闭滤床)[引自Devinny

JS

and

Chitwood

DE,2002]缓冲营养液(不连续)进

水鼓

风

机度

气加湿器介

质砾

石进

水

不连续补充水不连续补充水配气管多

孔

陶

瓷

管堆

肥

滤

池砂

砾

层排

水

管堆

肥生物过滤箱影响生物滤池性能的因素1、

填料选择堆肥

原料常用污水处理厂污泥、有机垃圾和畜粪以

及植物凋落物。须筛选，滤层要均匀、疏松，空隙率

>40%,滤料须保持湿润，滤层含水量不低于40%,

但不能有积水。滤层保持适当的温度。土壤腐殖土为好，其它土质需要改良，有效厚度不应小于50cm,

土壤水分40%~70%,草炭其通气性能良好，适于微生物生长，除臭效果比用土壤好。2、

填料湿度⑩

微生物生命活动的必要成分；四

吸收废气的溶剂。>

采用土壤或堆肥等固态处理系统时，适宜的水分含量可保证氧与水分的供给。>

40%~60%为适宜的含水量。>

通常预处理需要加湿，防止滤料变干。3.

温度⑩

废气生物处理多用中温条件(25～35℃),少用高

温。⑩

土壤或堆肥处理废气时通常采用自然温度，如果微生物分解基质放热造成温度过高则需采取降温措施。4.

氧气⑩

废气处理多用异养型好氧微生物；氧的供给量与供给方式对处理效率的影响

很大，微生物数量、基质浓度和温度等因

素也会影响供氧。⑩少数厌氧条件，例如着色菌处理硫化氢，

则需控制无氧条件，以氨气取代反应系统

的氧气。5、酸碱度●

以中性或微碱性(7-8)为宜。废气生物处理中的细菌多数适应于中性至微

碱性环境，只有少数种类对酸碱度要求比较

特殊，●

例如氧化硫硫杆菌最适pH为2.6~2.8,最低为pH1.0,

最高为pH4.0~6.0。五

、

处

理

废

气

的

微

生

物●

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，●

氨先经硝化细菌再经反硝化作用细菌才能成为分子态氮；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

需利用其它微生物，在硫化氢氧化中，为了使自养型脱

氮硫杆菌(T