CN101081355A - 一种气体污染物生物净化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种气体污染物生物净化工艺，它采用含微生物的洗涤液对含污染物的气体进行洗涤净化，其特点是在循环槽内设置了由吸附剂构成的接触滤床，循环洗涤液在流经循环槽时，吸附剂根据自身吸附的污染物浓度和循环洗涤液中污染物浓度的差异，可对污染物进行吸附或解析，以调节循环洗涤液的污染负荷。本发明可有效调节生物反应器中的污染物负荷的波动，使得净化系统对有毒污染物负荷的冲击耐受程度大大提高；可有效地缓解待净化污染物对微生物的毒害抑制作用，解决了污染物负荷波动情况下系统的稳定运行问题。

Description

一种气体污染物生物净化工艺
技术领域
本发明涉及环保领域中处理大气污染的工艺，尤其涉及一种气体污染物生物净化工艺。
背景技术
气体生物净化是大气污染控制的热点技术之一。
生物法作为一种新型的气态污染物的净化工艺在国外已得到越来越广泛的研究与应用，在德国、荷兰、美国及日本等国的脱臭及近几年的有机废气的净化实践中已有许多成功地采用生物法的实例。近年来国内也开展了一些这方面的实验研究、并且已有生物脱臭装置投入应用。与传统的物理化学净化方法相比，生物法具有投资运行费用低、较少二次污染等优点。根据已有的文献报道，生物法在处理低浓度(数千10-6(V/V)以下)、生物可降解性好的气态污染物时更显其经济性。
生物法净化气态污染物的原理是利用微生物将废气中的污染物作为其生命代谢活动的碳源和能源，最终转化为二氧化碳、水和细胞物质等物质，从而达到去除气体中污染物的目的，其实质是人为强化并可以工程控制的一种自然步骤，包括气态污染物从气相转移到液相或固相表面液膜中的传质步骤以及液相或固相表面的微生物吸收降解步骤。
气体生物净化方法可以按照工艺设备中的液相是否流动，以及微生物群落是否固定，分为三种类型：生物过滤、生物洗涤和生物滴滤，其本质均为通过载体界面使污染物与微生物接触后得到降解净化。生物过滤工艺完全依靠生物过滤材料本身的吸附吸收性能将污染物从气相向生物相转移，该工艺主要适合一些低污染负荷场合的气体净化。生物洗涤和生物滴滤工艺均采用液体循环的方式保证微生物的生存环境中水分的供给，对气体负荷的波动具有一定的适应性，但在净化一些对微生物具有毒害抑制作用的污染物时，往往会因为污染物负荷的波动而造成一段时间内循环液中污染物的浓度不断累积，进而对系统的性能造成重大的影响，甚至可能造成整个气体生物净化系统的崩溃。
通常情况下，一定量的微生物对污染物的转化具有一个极限值。对于持续稳定的高污染负荷可采用提高系统处理规模的方式来解决高负荷问题。但由于微生物系统对污染负荷的适应需要一定的调整时间，因此稳定的污染物负荷有利于生物净化方法的稳定运行。对于那些平均污染负荷不是很高，但负荷变化波动较大的场合，微生物系统的性能往往也不太稳定，如污染物又具有一些生物抑制和毒害作用的话，还有可能导致生物净化系统的崩溃。
发明内容
本发明的目的，在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种可有效调节污染物负荷波动的气体有机污染物生物净化方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种气体污染物生物净化工艺，采用含微生物的洗涤液对含污染物的气体进行洗涤净化，
包括以下步骤：
a、将含污染物的气体引入生物反应器，用含微生物的循环洗涤液喷淋吸收，使气体得到净化；
b、将经过净化的气体引入除雾器脱水后排放；
c、循环洗涤液由循环泵打入生物反应器内，对含污染物的气体进行一次喷淋吸收；
d、完成一次喷淋吸收后的循环洗涤液流回循环槽，并通过设置在循环槽内并由吸附剂构成的接触滤床，吸附剂根据自身吸附的污染物浓度和循环洗涤液中污染物浓度的差异，对污染物进行吸附或解析，以调节循环洗涤液的污染负荷；
e、经过吸附剂调节后的循环洗涤液再由循环泵打入生物反应器内，进行下一个喷淋吸收循环。
在所述步骤a中，先将污染物从气相转移至液相，然后在液相中被微生物吸收、吸附和降解。
步骤d中所述的吸附剂为活性炭。
步骤d中所述的吸附剂是对所处理对象具有特殊吸附作用的树脂类吸附剂。
根据吸附平衡规律，在温度变化不大的情况下，通常吸附剂对污染物的吸附容量随其所处环境浓度的增加而增加，具有高浓度情况下吸附和低浓度情况下解析的特点。本发明通过在循环洗涤液的循环系统中配置吸附材料的方式，可有效调节生物反应器中的污染物负荷的波动，使得净化系统对有毒污染物负荷的冲击耐受程度大大提高。可有效地缓解待净化污染物对微生物的毒害抑制作用，解决了污染物负荷波动情况下系统的稳定运行问题。本发明可用于现有气体生物净化方法的改进和一些有毒有害程度较大的有机气体的生物净化场合。
附图说明
图1为本发明的一种气体污染物生物净化工艺流程图。
具体实施方式
配合参见图1，本发明的一种气体污染物生物净化工艺，是采用含微生物的洗涤液对含污染物的气体进行洗涤净化的一种生物洗涤方法，该工艺将含污染物的气体(可以经过或不经过预处理)引入生物反应器1(在生物反应器1内设置有填料11)，用含微生物的循环洗涤液喷淋吸收，使其中的污染物从气相转移至液相，在液相中被微生物吸收、吸附和降解，使气体得到净化；然后将经过净化的气体引入除雾器2除雾脱水后排放。循环洗涤液则由循环泵3从循环槽4抽送到生物反应器1内，对含污染物的气体进行喷淋吸收；完成一次喷淋吸收后的循环洗涤液然后从生物反应器1排出流回循环槽4，并通过设置在循环槽4内并由吸附剂构成的接触滤床5，吸附剂可采用活性炭。在循环洗涤液经过接触滤床5时，吸附剂根据自身吸附的污染物浓度和循环洗涤液中污染物浓度的差异，对污染物进行吸附或解析，以调节循环洗涤液的污染负荷。经过吸附剂调节后的循环洗涤液再由循环泵3打入生物反应器1内，进行下一个喷淋吸收循环。
采用本发明的工艺对含苯酚气体的空气进行了处理，并与现有工艺进行了比较，结果如下：在采用现有工艺进行处理时(在循环槽内未设置由吸附剂构成的接触滤床)，当苯酚入口浓度为283～396mg/m3时，运行2天后，循环液累积浓度上升到1600mg/L，系统处理效果急剧下降。而采用本工艺进行处理时(在循环槽内设置有由吸附剂构成的接触滤床)，在苯酚进口量为336～753mg/m3的范围时，循环液累积浓度稳定在1000mg/L左右，且生物反应器性能稳定，只有当入口浓度上限高到894mg/m3时，才开始出现循环液苯酚浓度升高，净化效果下降的现象，表明与不配备接触滤床的工艺相比，本发明有效地提高对苯酚的冲击负荷耐受能力，生物净化方法系统也更加稳定性。
采用本发明的工艺对含甲基乙基酮的空气进行了处理，并与现有工艺进行了比较，结果如下：当污染物浓度为420mg/m3时，净化效率在91.2％，但当污染物浓度从420mg/m3增加到764mg/m3持续3小时后，未配备吸附缓冲系统的生物反应器(即在循环槽内未设置由吸附剂构成的接触滤床)对气体的净化效率降到84.7％，液体中甲基乙基酮的浓度也从912mg/L增加到1423mg/L。而在循环槽中加入10％(堆积体积)的颗粒活性炭作为吸附缓冲剂后，当甲基乙基酮的入口浓度从397mg/m3提高到723mg/m3，生物反应器的净化性能从94.3％仅下降到93.1％，循环液体中甲基乙基酮的浓度仅有543mg/L。表明吸附缓冲剂对污染气体入口负荷的剧烈波动具有较好的适应能力。
本发明进一步拓展了气体生物净化的应用范围，有效地提高了对具毒害抑制微生物作用的污染物的缓冲能力和污染物负荷变化很大情况下气体净化系统的稳定性。

Claims (4)

1、一种气体污染物生物净化工艺，采用含微生物的洗涤液对含污染物的气体进行洗涤净化，
其特征在于，包括以下步骤：
a、将含污染物的气体引入生物反应器，用含微生物的循环洗涤液喷淋吸收，使气体得到净化；
b、将经过净化的气体引入除雾器脱水后排放；
c、循环洗涤液由循环泵打入生物反应器内，对含污染物的气体进行一次喷淋吸收；
d、完成一次喷淋吸收后的循环洗涤液流回循环槽，并通过设置在循环槽内并由吸附剂构成的接触滤床，吸附剂根据自身吸附的污染物浓度和循环洗涤液中污染物浓度的差异，对污染物进行吸附或解析，以调节循环洗涤液的污染负荷；
e、经过吸附剂调节后的循环洗涤液再由循环泵打入生物反应器内，进行下一个喷淋吸收循环。
2、如权利要求1所述的气体有机污染物生物净化方法，
其特征在于：
在所述步骤a中，先将污染物从气相转移至液相，然后在液相中被微生物吸收、吸附和降解。
3、如权利要求1所述的气体有机污染物生物净化方法，
其特征在于：
步骤d中所述的吸附剂为活性炭。
4、如权利要求1所述的气体有机污染物生物净化方法，
其特征在于：
步骤d中所述的吸附剂是对所处理对象具有特殊吸附作用的树脂类吸附剂。
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