挥发性有机化合物

第五部分第五部分 生物过滤法处理生物过滤法处理 VOCsVOCs 废气废气 一 一 VOCsVOCs 定义 定义 挥发性有机化合物简称 VOCs Volatile Organic Compounds 是指在常温下饱和蒸汽压大于 70 Pa 常压下沸点在 260 以内的化 合物 它一般是作为溶剂使用后而进入大气中 也广泛的存在于水 和土壤中 形成污染 其主要来自石油化工 涂料 喷漆 印刷 制鞋 橡胶 农药等各种化工生产过程 二 危害 二 危害 它们挥发到大气中 不仅会污染环境 而且也危害人体健康 该类有机物对人体的危害主要表现在它可以影响人体的呼吸系统 呼吸系统 循环系统 消化系统 内分泌系统 循环系统 消化系统 内分泌系统 其中有些有机物质甚至可以产 生 三致三致 效应效应 如苯系物 它可以造成人体神经系统神经系统障碍 同时 进入人体后 会损害血液及造血器官 导致出血症或败血症 致癌 在制鞋行业中 已发生多起苯中毒致死事件 还有其他化合物 有 的可以损害人体的肝功能 严重危害人体健康 CFCs 氯氟烃 类 物质和 HCFCs 含氢氯氟烃 类物质对臭氧层具有破坏作用对臭氧层具有破坏作用 VOCs 还与 NOx 在光合作用下 发生光化学反应 引起光化学烟雾光化学烟雾 通过 吸收红外线引起温室效应温室效应 三 原理 原理 生物膜理论生物膜理论 根据理论生物法处理有机废气一般要经历以下几个过程 1 气液传质阶段 有机废气首先与水接触并溶于水中 即由气膜 扩散到液膜 2 生物吸附和吸收阶段 溶解 或混合 于液膜中的有机污染物 成分在浓度差的推动下 进一步扩散到生物膜上 被生物膜上的微 生物所捕获并吸收 3 生物降解阶段 进入微生物细胞的有机污染物在微生物体内的 代谢过程中作为能源和营养被利用 经过生化反应转化为简单的化 合物 如 H2O 和 CO2 而生化降解过程中产生的气态代谢产物 如 CO2 逆向扩散到液膜和气膜中 工艺 工艺 VOCs 废气生物处理工艺除了常见的生物过滤法 生物滴滤法 生物洗涤法外 还有膜生物反应器 转鼓生物过滤器和复合悬浮生 物过滤器 原理 原理 生物过滤工艺是目前在 VOCs 废气处理中应用最为广泛的一种工 艺 生物过滤法是指湿化的有机废气被通入填充有填料 如堆肥 土壤 泥煤 树皮 活性炭 珍珠岩等等 的生物过滤器中 与填 料上所附着生长的生物膜 微生物 接触 被微生物所吸附降解 最终转化为简单的无机物 如 CO2 H2O SO42 NO3 和 Cl 等 或 合成新细胞物质 处理后的气体在从生物过滤器的另一端排出 生 物过滤器所填充的填料需维持一定的 pH 范围 湿度和营养 以维持 微生物的正常代谢活动 这些营养和湿度可以通过填料自身提供或 外加 生物过滤法对 VOCs 废气去除是不同的生化作用与物理化学作 用的复杂结合的结果 四 特点 四 特点 启动运行容易 操作简单 运行费用低 适用范围广 不会产 生二次污染 但是反应条件不易控制 且对进气负荷变化的适应慢 生物过滤工艺 生物过滤工艺 启动运行容易 操作简单 运行费用低 适用范围广 不会产 生二次污染 但是反应条件不易控制 且对进气负荷变化的适应慢 生物洗涤法 生物洗涤法 生物洗涤法也叫生物吸收法 它是利用由微生物 营养物和水 组成的微生物吸收液处理有机废气 适合于吸收可溶性有机废气 生物洗涤系统一般是由一个装有填料的洗涤反应器 即吸收室 和 一个具有活性污泥的生物反应器 再生池 构成 生物滴滤法生物滴滤法 在生物滴滤法中 水相是连续流动的 循环液从反应器的顶部 向下喷淋 并沿着填料滴流而下 为微生物提供降解有机物所需要 的水分和营养 五 生物过滤法处理五 生物过滤法处理 VOCsVOCs 的影响因素的影响因素 1 底物 VOCs 性质 2 填料 填料的选择 1 好的表面性质 有益于微生物附着和生长 2 大比表面积 利于微生物的最佳发展 以及尽可能提高污染物 与微生物接触面积以及吸附容量 3 一定的结构强度 较低的堆积密度和好的孔隙率 限制床层压 降和减小堵塞压实可能性 4 高的保湿能力 5 对酸化和高污染负荷有较好的缓冲能力 6 易于获得 使用寿命长 种类 有机和无机 或活性与惰性 填料的 pH 适宜 7 8 酸性 填料的湿度 适宜 40 60 可行 30 80 填料的营养 氮磷 3 床层压降 填料的性质 如孔隙率 堆积密度 湿度等 微生物 量 4 温度 10 45 5 氧气 6 微生物 第六部分第六部分 固体废物的堆肥法生物处理技术固体废物的堆肥法生物处理技术 固体废物处理处置的目标与原则 减量化 资源化 无害化 稳定 化 从技术特征看 固体废物的处理方法有 卫生填埋 堆肥化 垃圾 焚烧 热解处理 堆肥法堆肥法 原理 原理 堆肥法 composting 指在控制条件下 利用微生物的生化 作用 将废弃物中的有机质分解 腐熟并转化成稳定腐殖土的微生 物学过程 这一定义强调 堆肥原料是有机固体废弃物 堆置过程 需在人工控制条件下进行 不同于有机废物的自然腐化与腐烂 堆 肥化的实质就是有机固体在微生物 主要是细菌和真菌 的作用下 通过生物化学反应 将废物中有机物分解为简单的无机物 实现转 化和稳定化的过程 堆肥 堆肥 compostcompost 指有机废弃物经过堆肥化处理 制得的成品 它 是堆肥化过程生物降解和转化的产物 是一类腐殖质含量高的疏松 物质 故也称腐殖土 分类 分类 根据处理过程起作用的微生物对氧气要求的不同 好氧法 在通气条件下通过好氧性微生物活动使有机废弃物得到降 解稳定的过程 此过程速度 快 堆肥温度高 一般为 50 60 极 限可达 80 90 故又称高温堆肥 厌氧法 厌氧堆肥实际上就是固体发酵 对有机固体废物进行降解 与稳定化 该过程堆肥速度较慢 堆肥化过程 堆肥化过程 1 潜伏阶段 指堆肥化开始时微生物适应新环境的过程 即驯化过程 2 中温增长阶段 升温阶段 1 3d 这一阶段嗜温性微生物最为活跃 主要利用物料中的溶解性有 机物大量繁殖 并释放出热量 使温度不断上升 3 高温阶段 3 8d 当温度上升至 45 以上时成为高温阶段 此阶段 嗜热性微生 物大量繁殖 嗜温性微生物受到抑制或死亡 高温阶段对有机物的 分解最为有效 分解 溶解性有机物 固体有机物 如 纤维素 半纤维素 木质素等 当温度达到 50 左右时 各类嗜热菌和真 菌都很活跃 60 时 真菌不再适于生存 只有细菌仍活动 70 以上 大多微生物均不适应 其代谢活动受到抑制并大量死亡 该阶段后期 可降解的有机物已大部