工業(yè)廢氣處理中生物法凈化的應(yīng)用

摘要：經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢(shì)下，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題逐漸成為人們的重點(diǎn)關(guān)注話題，需要投入更多的資源進(jìn)行優(yōu)化、處理?？萍歼M(jìn)步為各項(xiàng)技術(shù)的涌現(xiàn)創(chuàng)造了有利條件，在工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程中發(fā)揮了明顯的積極作用，而利用生物法凈化方式處理工業(yè)廢氣表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性，值得應(yīng)用推廣。本文從工業(yè)廢氣危害性以及生物法凈化處理的基本原理、技術(shù)工藝、影響因素和未來(lái)展望等方向展開(kāi)分析，以作借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢氣處理;生物法凈化;應(yīng)用

Abstract：With the trend of economic development，environmental protection has gradually become the focus of peoples attention.More resources need to be invested to optimize and deal with it.Scientific and technological progress has created favorable conditions for the emergence of various technologies and played an obvious positive role in the process of industrial production.However，the use of biological purification method to treat industrial waste gas shows good adaptability and is worthy of application and promotion.In this paper，the harmfulness of industrial waste gas and the basic principle，technology，influencing factors and future prospects of biological purification are analyzed for reference.

Key words：Industrial waste gas treatment;Biological purification;Application

伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，環(huán)境問(wèn)題相繼產(chǎn)生。化工生產(chǎn)中排放的大量廢棄物如果不能及時(shí)地進(jìn)行科學(xué)處理，必然造成大氣環(huán)境的持續(xù)性污染，直接影響到人們的生活環(huán)境質(zhì)量。所以，重視廢氣排放的處理工作，是化工企業(yè)更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綠色健康發(fā)展的必經(jīng)環(huán)節(jié)。德國(guó)于20世紀(jì)開(kāi)發(fā)生物凈化法，其本身較高的處理效率、低成本、不會(huì)有二次污染等優(yōu)勢(shì)，使其成為處理廢氣排放的重要方法之一，但隨著科技的不斷進(jìn)步，這一方法值得去更新、研究。

1 工業(yè)廢氣的危害

廢氣物排放是工業(yè)領(lǐng)域日常加工生產(chǎn)中必須要面對(duì)的問(wèn)題，其中含有大量有害物質(zhì)，如果不能針對(duì)性地采取一些科學(xué)處理方法，直接將其排放入大氣環(huán)境中，就會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模的環(huán)境污染，威脅到人們的身體健康。工業(yè)廢氣中的有害物質(zhì)能夠影響人體中樞神經(jīng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至導(dǎo)致部分人群出現(xiàn)急性中毒事件;人體血液中的膽堿醋酶活性會(huì)在磷化物的影響下受到損害，神經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)很大阻礙;而氰類(lèi)物質(zhì)能夠直接引發(fā)人們的身體不適，如呼吸困難、嚴(yán)重窒息，甚至出現(xiàn)死亡情況。

2 生物法凈化處理原理

生物凈化法在本質(zhì)上是對(duì)氧化分解的一種具體應(yīng)用，針對(duì)日常生產(chǎn)中產(chǎn)生的工業(yè)廢氣，將其中含有的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化成一種有機(jī)物。整個(gè)處理過(guò)程可以照生物膜理論劃分成多個(gè)步驟，第一步是將污染物融入水體，使其與液膜充分融合;第二步是通過(guò)分析濃度差來(lái)加快污染物在液膜內(nèi)部的有效擴(kuò)散，而微生物在生物膜中能夠?qū)⑵淇焖俨蹲健⑽?第三步是分解過(guò)程，污染物可以作為微生物的一種養(yǎng)料，經(jīng)過(guò)分解后，一部分的代謝物停滯于液膜中，另一部分會(huì)以氣體狀態(tài)進(jìn)入大氣環(huán)境。生物凈化法的廢氣處理過(guò)程，就是將傳質(zhì)、降解工藝相結(jié)合。

3 處理工藝

3.1 生物滴濾法

工業(yè)廢氣處理過(guò)程一般都會(huì)在反應(yīng)容器的密閉狀態(tài)下完成，在應(yīng)用生物滴濾法進(jìn)行廢氣處理時(shí)，需要使用有著更大表面積的填料為基礎(chǔ)，具體的填料物質(zhì)種類(lèi)多樣，無(wú)機(jī)惰性材料、小碎石、陶瓷等物質(zhì)都可作為填充對(duì)象，使微生物能夠在一個(gè)更優(yōu)質(zhì)的環(huán)境中生存、成長(zhǎng)，保持微生物活性。物質(zhì)填料環(huán)節(jié)結(jié)束后，要對(duì)填料實(shí)行必要的營(yíng)養(yǎng)化處理。

3.2 生物洗滌法

生物洗滌法的應(yīng)用，需要預(yù)先完成生物洗滌塔的構(gòu)建，主要分成洗滌塔、再生池兩部分，要求其具備一整套較完善的污泥處理機(jī)制，但整個(gè)過(guò)程不需要使用填料。工業(yè)廢氣自下而上進(jìn)入洗滌塔時(shí)，液相、氣相經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化溶解后，借助懸浮液流入再生池，接觸微生物后產(chǎn)生氧化反應(yīng)，而最終的分解物也會(huì)從再生池中直接流出，可再次被使用。此種技術(shù)工藝易于操作、降壓小，但是設(shè)備投入量大，需要支付較多的成本費(fèi)用。

3.3 生物過(guò)濾法

生物過(guò)濾法在眾多的生物法凈化處理工藝中屬于較先使用的一種，已經(jīng)對(duì)硫化氫等臭味氣體表現(xiàn)出較好的優(yōu)勢(shì)，并且在科技更新發(fā)展的影響下，適用范圍呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，工業(yè)廢氣內(nèi)部微生物的有效處理方面屬于現(xiàn)階段主要的應(yīng)用對(duì)象。

生物洗滌法處理技術(shù)的使用過(guò)程需要借助生物過(guò)濾裝置，通過(guò)吸附性較強(qiáng)的活性炭、土壤等物質(zhì)來(lái)吸收可揮發(fā)有機(jī)氣體。生物過(guò)濾裝置在使用過(guò)程中，會(huì)使濾料上附著大量的微生物，它們對(duì)揮發(fā)性有機(jī)氣體進(jìn)行有效地吸收、轉(zhuǎn)化，氧化分解成多個(gè)有機(jī)物，如NO3—、H2O、SO4—、CO2等，從而達(dá)到過(guò)濾、凈化的目的。生物過(guò)濾法需要采用一個(gè)反應(yīng)器，處于靜止?fàn)顟B(tài)的液相和微生物會(huì)總體偏大于反應(yīng)器表面積，使氣體和液體之間充分接觸，此種處理特質(zhì)能夠在醛酮等揮發(fā)物的處理中更具優(yōu)勢(shì)。

3.4 生物吸收法

反應(yīng)工藝通常由微生物氧化反應(yīng)、工業(yè)廢氣吸收兩類(lèi)構(gòu)成。有機(jī)污染物自下而上通過(guò)反應(yīng)器時(shí)，可與填料層的水充分接觸處，達(dá)到質(zhì)量傳遞的效果;溶解后的廢氣與水同時(shí)進(jìn)入生物反應(yīng)器，而其中原本存在的大量微生物能夠去除廢氣中的污染物。此種處理工藝的反應(yīng)條件易于把控，但是成本高、應(yīng)用設(shè)備較多，并且在使用過(guò)程中需要借助一定量的額外養(yǎng)料。

4 影響凈化效率的因素

4.1 微生物

工業(yè)廢氣的處理過(guò)程中，微生物的主要作用是降解，并且針對(duì)工業(yè)廢氣中不同的污染物含量，需要經(jīng)過(guò)充分考慮后采用更加適宜的微生物種類(lèi)，從而提升凈化處理的效率和質(zhì)量效果。

4.2 填充劑

工業(yè)廢氣凈化進(jìn)程中，需要借助填充劑的積極作用，為微生物提供養(yǎng)料。所以，工作人員必須嚴(yán)格選擇填充劑的種類(lèi)，全面了解填充劑的持水能力、表面積大小、pH值等具體情況;加強(qiáng)成本管控，堅(jiān)持以質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為前提，盡可能地減少相應(yīng)的成本支出，使經(jīng)濟(jì)利益和廢氣處理效率實(shí)現(xiàn)全方位的共同發(fā)展。

4.3 壓降

應(yīng)用生物凈化法的過(guò)程中，需要將床層間的壓降問(wèn)題考慮在內(nèi)，從而減少相應(yīng)的成本支出。而且，選擇更加適宜的填充劑能夠使生物凈化法的應(yīng)用過(guò)程穩(wěn)定，有利于廢氣處理效率的進(jìn)一步提高和相關(guān)凈化成本的縮減。

5 應(yīng)用前景

環(huán)境保護(hù)是國(guó)家和社會(huì)的熱點(diǎn)話題，這是應(yīng)對(duì)自然環(huán)境巨大破壞的一種戰(zhàn)略決策。應(yīng)用生物凈化法，是利用更先進(jìn)的技術(shù)工藝解決工業(yè)廢氣治理過(guò)程中的部分難題，避免了二次污染的產(chǎn)生。但是生物凈化法應(yīng)用過(guò)程中的不足之處也需要加強(qiáng)重視，將生物過(guò)濾器尺寸、微生物適應(yīng)期等問(wèn)題都要全面考慮。具體來(lái)說(shuō)，凈化工業(yè)廢氣的質(zhì)量效果會(huì)與生物過(guò)濾器設(shè)計(jì)中的具體尺寸直接相關(guān);合理控制微生物的適應(yīng)期，能夠明顯提升凈化過(guò)程的工作效率，減少相關(guān)的成本支出。在后期工作中，可以更加關(guān)注創(chuàng)新性聯(lián)合生物反應(yīng)器的相關(guān)研發(fā)工作，使單種污染物的凈化方式更加優(yōu)化，逐漸向多種污染物凈化的方式轉(zhuǎn)變。

生物法凈化在處理有機(jī)廢氣方面作用良好，將污染物轉(zhuǎn)化為CO2等無(wú)害物質(zhì)，具有氧化反應(yīng)徹底、不產(chǎn)生二次污染，以及便于操作、應(yīng)用設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。生物法最早應(yīng)用于氣體除臭方面。例如日本污水處理廠的臭氣處理，將臭氣送入曝氣池后同時(shí)展開(kāi)廢氣、廢水的處理過(guò)程，使脫臭率提高到99%以上。之后出現(xiàn)了鑄造廠以此種處理工藝解決胺、乙醛等污染氣體的方式，通過(guò)應(yīng)用二級(jí)脫臭裝置明顯增強(qiáng)了去除效果。

現(xiàn)階段，填料方面的研究工作更加深入，逐漸研發(fā)出硬度、支撐性、孔隙率更好的合成填料，活性炭顆粒、珍珠巖顆粒、甘蔗渣等都表現(xiàn)出較好的適用性。而生物滴濾塔的研發(fā)方向，主要從微生物濃度、抗沖擊負(fù)荷力、凈化反應(yīng)速度、氣體停留時(shí)間等多個(gè)方向展開(kāi)，并且在應(yīng)用過(guò)程中明顯優(yōu)于生物濾池或生物洗滌塔。

6 結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)廢氣處理過(guò)程中應(yīng)用生物凈化法，針對(duì)廢氣中含有的不同物質(zhì)采取不同的處理工藝，使生物滴濾法、生物洗滌法、生物過(guò)濾法、生物吸收法、電暈法等方式的優(yōu)勢(shì)最大化，順利完成凈化處理，明顯縮減了工業(yè)生產(chǎn)的成本費(fèi)用，并且最終的凈化效果較好，具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。生物凈化法在現(xiàn)階段的適用范圍仍然較小，技術(shù)人員仍需要進(jìn)一步開(kāi)展研發(fā)工作，為生態(tài)保護(hù)工作提供助益。

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收稿日期：2020-05-02

作者簡(jiǎn)介：王曉麗（1983-），女，回族，研究生學(xué)歷，中級(jí)，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)。