关于生物法净化在工业废气处理中的应用

发表时间:2021/3/18   来源:《工程管理前沿》2020年第35期   作者:贺玉宽
[导读] 随着经济的发展,工业技术也不断提升,其生产规模逐渐扩大,但随之而来的问题就是工业废气为生态环境带来的破坏
        贺玉宽
        东莞市创绿环保工程有限公司  广东东莞523590
        摘 要:随着经济的发展,工业技术也不断提升,其生产规模逐渐扩大,但随之而来的问题就是工业废气为生态环境带来的破坏。文本讲述了生物法净化技术使用的原理和废气的危害,重点阐述了其应用和前景,主要有使用生物滤池法和生物洗涤法等,旨在减少工业废气对环境带来的破坏。
        关键词:工业废气处理;生物法净化;应用分析
引 言
        大量工业制品在生产过程中均会释放工业废气,随着人们对环境保护意识的提高,逐渐认识到工业废气对环境和社会发展造成的危害。同时,工业废气的污染问题也不断凸显,加强生活污水处理工作必须要全面重视起来。医药等行业对于废气的排放量较高,并且废气中拥有非常复杂的成分,同时具有较多的有机类物质(比如:酚类、多环芳香族物质),以及一些有毒有害的化学元素和化合物,其中有较多的化合物不能在短期内进行降解。因此,科研人员必须对于这些行业所产生的废气进行针对性的探究,同时将这些因废气造成的污染问题作为环境管理者和科研工作者的研究重点。
一、工业废气对环境的危害
        废气中的有毒物质对于人群以及动植物均有强烈的危害,这些物质通过呼吸系统,消化系统进入到体内,会使人体内的各项细胞降低活性。比如酚类化合物会对蛋白质的造成一定的破坏,因此会诱发人体的神经系统遭受到损害,使人的神经系统发生一系列的病变,让人们感受到头晕头痛以及智力和记忆力受到一定的影响,人们如果在含有大量废气的环境下进行呼吸,可能吸入大量的废气物质,甚至可能引发肝脏等各种器官出现衰竭。除此以外,废气物质还会使水中的微生物发生紊乱,使原有的水体生态环境受到破坏。
二、生物法净化的工作原理
        生物法净化的原理主要在于运用有活性的微生物来发生一系列的氧化分解反应来分解废气中的有机组分与有毒物质,并将其转化为对环境与人体无害的有机物等其他物质。例如,在人们日常生活中较为常见的空气污染物质甲苯而言,其具有一定水溶性,可以由气相转变为液相。而且甲苯属于一类微生物碳源,可以其能够被微生物在填料表面的液膜中吸收,且在特定环境中能够氧化分解为细胞组成物、无机物以及二氧化碳等物质。结合生物学知识看来,想要利用生物法净化废气要求对如下几方面予以注意:
        (1)尽量把废气中的有毒物质溶入水中。
        (2)提高污染物溶液的溶度,利用提高浓度差的方法来加快扩散污染物到生物膜上,实现净化效率的提升。
        (3)重视微生物新陈代谢的方式。生物法净化氧化分解污染物的过程必须要依靠微生物的新陈代谢来完成,所以不难发现污染物的传质与降解在很大程度上关系到了生物化的净化效率,所以要求能够对此两个环节进行有效把控方可切实减少废气污染物。
三、生物法净化在工业废气处理中的应用
3.1生物滤池法
        该方法是工业生产中最早使用的方法,随着时间的推移,现在此方面的净化方法和设备都比较完善。生物滤池法指将天然有机多孔填料放入容器中,材料主要由树皮、沙土和肥料等单一或者混合物组成。此类填充材料有良好的透气性和持水性等特点。工业企业运行时,产生的废气等通过过滤器时,就可除去其中的颗粒,再从容器底部滤池等处进入,通过填充材料时,其中的有害物质等就能被高效的吸收和降解。生物滤池中的填充物可以是静置的,也可以是流动的,具体工作时可结合使用技术,选择加水量,保持其中有气体进入。生物滤池法和其他技术相比,有设备简单,操作流程便捷和成本需求低的特点,比较适用于产生废气浓度较低的废气治理。但是在实践过程中,也有一些缺点,即使用过程中要保证滤池有足够大的面积,并且设备中填充材料要充足,过滤后的气体也不能保证符合净化标准,并且其中的添加剂和缓冲剂等需要定期更换。
3.2生物洗涤法
        在对工业废气进行处理时应用生物洗涤法,要求建设一个生物洗涤塔,同时此塔还要求具有较为系统的污泥处理机制。通常情况下是由洗涤塔和再生池构成洗涤塔。有别于生物滴滤法,生物洗涤法无须填料。在应用该项工艺时,工业废气在洗涤塔下段通入,通过液相和气相间的转化溶解,在通过悬浮液流到再生池内,进而与微生物发生氧化分解,最终所得分解物在再生池内流出实现循环利用。所以可以看出,此项工艺具有操作便捷、降压小等优点,不过需要使用较多设备,所以需要投入较大成本。


3.3生物滴滤法
        生物滴滤法主要指的是集合处理生物过滤和吸收的工艺。通常情况下都是在一个反应容器内实施工业废气的处理,所以吸收和降解工业废气中的污染物都是同时进行。所以在应用该项工艺时要求使用一个大于表面积的填料来作为基础,其中可以采用小碎石、陶瓷或是无机惰性物质等作为填料的材质,以提供一个良好的生长媒介给微生物。需要注意是,在对工业废气中污染物进行处理前,一项必不可少的工序就是营养化处理填料表面,均匀喷洒营养液到填料表面。但是在应用生物滴滤法的时候,仅能够采取替换回流液的方式来将新生物新陈代谢产物去除,且要求保证回流液体具有充足的缓冲能力,所以通常该项工艺知识适合用在新陈代谢产物呈酸性的污染物中。
3.4电晕法
        近年来,我国科技不断创新,在处理工业废气过程中也逐步开始运用电晕法,且与电晕法有关的反应器、处理效率等内容也正逐步被社会所关注与研究。当前,在处理工业废气中应用电晕法通常用在脱SO 2 、NOx等挥发性有机气体上。在高电压作用下,利用高压脉冲放电,从而生成OH、O等活性基,该类物质可以氧化分解挥发性有机气体,并将其转化为无毒、无害的物质。但是此项工艺技术还在试验阶段,成熟度不足,不过在众多试验过程中,其在处理挥发性有机气体上确实发挥出了显著的效果。
3.5生物吸收法
        生物吸收法的工作原理主要在于吸收和氧化分解微生物。在处理工业废气时,污染物会在反应器的下端通入,在其通入反应器时,填料的液相会接触到有机气体,实现气态向液态的转变,随后反应器内的微生物就会吸收分解该类污染物。此项工艺要求所使用的设备和技术较为陷阱,同时还需要额外投放养料以供微生物的需求,所以需要投入大量的资金,不过此项处理工艺的反应条件控制起来相对比较容易。
四、影响生物法净化在工业废气处理中应用效果的因素
4.1填料
        在生物法净化中,填料是非常重要的一个内容,其质量优劣将会对整体净化质量与效果产生直接的影响。所以,在对填料进行制作环节,要求对如下几方面内容予以重视:
        (1)填料的理学性质,包括孔隙率、密度、pH值、表面积和持水能力等内容,这些均会对实际净化效率产生较大影响。
        (2)制作填料的成本,在确保填料功能都得到满足的前提下,尽可能选用最有性价比的材料。
4.2微生物
        微生物是生物法净化中的一个最为基础也是最为关键的组成部分,其发挥到了催化剂的作用。不过在实际填料环节需要做好微生物的驯化挂膜工作。不仅如此需要结合污染物的组分来合理选择微生物种类,如若其组分较为单一,则可以只选择一种微生物;而如若其组分较多,则要求予以综合考虑。
4.3降压
        床层降压是生物法净化中的一道极为重要的工序,其会对工业废气净化的成本产生巨大影响。例如,在生物滴滤法中的降压工序中,填料与微生物膜是两道最为关键的环节,如若采用有机填料,则可以给微生物提供一定的物质来帮助其维持新陈代谢,不过随着时间的增长,填料会发生矿化,相应的降压工序次数也要随之增多,进而使得工业废气成本上升。近年来,受益于科学技术的快速发展,现已逐步采用无机惰性填料来作为生物法净化废气的填料,该类填料不但能够有效防止出现矿化现象,而且还能够均匀分布污染物中的气体,让微生物能够与其进行全面接触。不过在具体降压环节不可过大,以防止出现床层沟流的情况。
五、结束语
        综上所述,生物法净化工业尾气的方法有:生物滤池法、生物电晕法、生物滴滤法等,使用过程中有成本低和操作简单等优点,并经过长期的实践,已经在工厂中取得良好的成绩,在将来的发展中不断创新,为工业废气的净化工作起良好的作用,实现工业行业的可持续发展。
参考文献
        [1]生物法净化在工业废气处理中应用及前景分析[J]. 杨桂贤.山东工业技术.2016(12)
        [2]浅谈生物法净化在工业废气处理中的应用[J]. 舒文正.技术与市场.2016(07)
        [3]生物法净化处理工业废气的研究进展[J]. 刘剑文.建材与装饰.2016(15)
        [4]国内工业VOCs废气治理的现状及发展[J]. 谭红兵.化工设计通讯.2017(07)
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