CN107998871A - 一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，包括废气导入区、前级预处理区、高效生物净化区、净化气体排出区、循环喷淋系统。废气通过前级预处理区进行液相溶解，然后进入高效生物净化区被优势微生物吸附分解，净化气体最终由净化气体排出区排出外界。本发明的有益效果是：基于一种经过驯化筛选的优势微生物，提高杆菌肽锌废气分解率，处理后能到到国家以及地方相关的排放标准，大大提高此废气的处理效率，并且在处理设备正常运营时，所需耗能低，不需专人看管，明显优于市面上其他处理此种废气的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种优势微生物，尤其是涉及一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法。
背景技术
废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少或甚至无害物质。在适宜的环境条件下，微生物不断吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。废气中生物处理正是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成简单的无机物如二氧化碳、水，以及细胞物质等。自然界中存在各种各样的微生物，几乎所有无机的和有机的污染物都能转化。生物处理不需要再生和其他高级处理过程，与其他净化法相比，具有设备简单、能耗低、安全可靠、无二次污染等优点。但市面上生物处理废气污染物分解效率较低，废气在处理设备中停留时间较长。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，基于一种经过驯化筛选的优势微生物，提高杆菌肽锌废气分解率，处理后能到到国家以及地方相关的排放标准，大大提高此废气的处理效率，并且在处理设备正常运营时，所需耗能低。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特包括使用的生物膜及配套的设备。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述生物膜为经过驯化和筛选的优势微生物，能高效吸附分解废气中的杆菌肽锌等有毒恶臭分子；其净化过程可以表示为：
。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述优势微生物降解废气中的有毒恶臭分子可以分为三个阶段：气液扩散阶段，液固扩散阶段，生物氧化阶段。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述前级预处理区的填料层填充了高效气\液相接触的无机填料。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述气液扩散阶段为废气与水或固相表面的水膜接触，由气相转移到液相，这一过程遵循Pi+=Hxi ，式中 Pi——可溶气体在气相中的平衡分压，H——亨利系数，Xi——可溶气体在液相中的摩尔分数。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述液固扩散阶段为水溶液中恶臭成分被优势微生物吸附、吸收，恶臭成分从水中转移至微生物体内，被吸附的有机物经过生物转化，即通过微生物胞外酶对不溶性和胶体状有机物的溶解作用后才能相继地被微生物摄入体内，被水解为小分子后再进入细胞体内。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述生物氧化阶段为进入微生物细胞的恶臭成分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，具体转化过程如下：杆菌肽锌可被芽孢杆菌、酵母菌等微生物分解为赖氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等氨基酸，之后部分氨基酸被微生物细胞吸收变为细胞内物质，部分氨基酸进行脱氨作用和脱羧基作用降解为酮酸，进入TAC循化最终被代谢为二氧化碳和水；杆菌肽锌经微生物后会产生游离的Zn2+，锌离子一部分被微生物吸收，用于生殖代谢，另一部分游离于微生物细胞外界的水体里；过量的锌离子会竞争结合其他金属离子的蛋白结合位点，使该蛋白失活；其次，锌还可形成羟基自由基，对DNA、蛋白质和脂类造成伤害；此外，高浓度的锌离子会直接抑制电子传递链中的电子传递，影响呼吸作用，对微生物体造成损伤，因此微生物体内锌离子必须受到严格调控，通过系统的排水，将多余游离的Zn2+排除系统之外。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述配套的设备包括废气导入区、前级预处理区、高效生物净化区、净化气体排出区、循环喷淋系统。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述废气导入区包含一个风机系统，吸引废气。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述前级预处理区分为3层，最上层为除雾层，下两层为填料层，每层填料层上方都有循环喷淋系统。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述前级预处理区的填料层填充了高效气液相接触的无机填料。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述高效生物净化区分有三层填充层，填充层顶部有循环喷淋系统。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述高效生物净化区的填充层为优势微生物有机填料，对杆菌肽锌废气具有高效分解的作用。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述净化气体排出区与外界联通排出净化气体。
进一步，所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述循环喷淋系统具有排污功能，用水通过水泵可以循环使用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，基于一种经过驯化筛选的优势微生物，提高杆菌肽锌废气分解率，处理后能到到国家以及地方相关的排放标准，大大提高此废气的处理效率，并且在处理设备正常运营时，所需耗能低，不需专人看管，明显优于市面上其他处理此种废气的方法。
附图说明
图1 为一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法流程图。
图2 为一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法设备剖面图。
具体实施例
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
图1为一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法流程图。如图所示一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法包括废气导入区（1.1）、前级预处理区（1.2）、高效生物净化区（1.3）、净化气体排出区（1.4）、循环喷淋系统（1.5）。
图2 为一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法设备剖面图。如图2所示，废气导入区（1.1）包括废气入口（2.1）和风机系统（2.6），废气通过风机系统风机系统（2.6）的吸引从废气入口（2.1）进入前级预处理区（1.2）。
前级预处理区（1.2）包括喷淋塔（2.2）和最顶层的一层除雾层（2.4）及下面两层填料层（2.3），每层填料层（2.3）上均有循环喷淋系统（1.5）。填料层（2.3）内填充了高效气\液相接触的无机填料，负责废气的溶解过程。
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，即废气由气相转移到液相，这一过程是物理过程，遵循亨利定律：Pi+=HXi
式中 Pi——可溶气体在气相中的平衡分压，MPa
H——亨利系数，MPa
Xi——可溶气体在液相中的摩尔分数。
废气经过液相溶解后，进入高效生物净化区（1.3）。高效生物净化区（1.3）由箱体（2.7）及3层填料层（2.9）组成，填料层（2.9）上面有一层洒水层（2.8），洒水层（2.8）为循环喷淋系统（1.5）。
填料层（2.9）内填充有优势微生物有机填料，废气经过填料层（2.9）时，会被优势微生物吸附并分解。水溶液中废气成分被优势微生物吸附、吸收，废气成分从水中转移至微生物体内。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。被吸附的有机物经过生物转化，即通过微生物胞外酶对不溶性和胶体状有机物的溶解作用后才能相继地被微生物摄入体内。如淀粉、蛋白质等大分子有机物在微生物细胞外酶（水解酶）的作用下，被水解为小分子后再进入细胞体内。
进入微生物细胞的废气成分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。具体转化过程如下。
进入微生物细胞体内的有机物，在各种细胞内酶的催化作用下，微生物对其进行分解，同时进行合成代谢产生新的微生物细胞。一部分有机物通过氧化分解最终转化为H2O和CO2等稳定的无机物质，并从中获取合成新细胞物质所需要的能量。
在微生物体内，杆菌肽锌被微生物体内的酶作用分解成氨基酸、H2O和CO2、Zn2+，此步骤过程如下：杆菌肽锌可被芽孢杆菌、酵母菌等微生物分解为赖氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等氨基酸，之后部分氨基酸被微生物细胞吸收变为细胞内物质，部分氨基酸进行脱氨作用和脱羧基作用降解为酮酸，进入TAC循化最终被代谢为H2O和CO2；杆菌肽锌经微生物后会产生游离的Zn2+，锌离子一部分被微生物吸收，用于生殖代谢，另一部分游离于微生物细胞外界的水体里；过量的锌离子会竞争结合其他金属离子的蛋白结合位点，使该蛋白失活；其次，锌还可形成羟基自由基，对DNA、蛋白质和脂类造成伤害；此外，高浓度的锌离子会直接抑制电子传递链中的电子传递，影响呼吸作用，对微生物体造成损伤，因此微生物体内锌离子必须受到严格调控，通过系统的排水，将多余游离的Zn2+排除系统之外。
废气经过高效生物净化区（1.3）分解后变为净化气体，经过净化气体排出区（1.4）的排放管（2.0）排放到外界。
过程中产生的水通过循环水泵（2.5）可在此循环进入循环喷淋系统（1.5）。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，再不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，包括使用的生物膜及配套的设备。
2.根据权利要求1所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述生物膜为经过驯化和筛选的优势微生物，能高效吸附分解废气中的杆菌肽锌等有毒恶臭分子；其净化过程可以表示为：
。
3.根据权利要求2所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述优势微生物降解废气中的有毒恶臭分子可以分为三个阶段：气液扩散阶段，液固扩散阶段，生物氧化阶段。
4.根据权利要求3所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所6述气液扩散阶段为废气与水或固相表面的水膜接触，由气相转移到液相，这一过程遵循Pi+=Hxi ，式中 Pi——可溶气体在气相中的平衡分压，H——亨利系数，Xi——可溶气体在液相中的摩尔分数。
5.根据权利要求3所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述液固扩散阶段为水溶液中有毒恶臭成分被优势微生物吸附、吸收，有毒恶臭成分从水中转移至微生物体内，被吸附的有机物经过生物转化，即通过微生物胞外酶对不溶性和胶体状有机物的溶解作用后才能相继地被微生物摄入体内，被水解为小分子后再进入细胞体内。
6.根据权利要求3所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述生物氧化阶段为进入微生物细胞的有毒恶臭成分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，具体转化过程如下：杆菌肽锌可被芽孢杆菌、酵母菌等微生物分解为赖氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等氨基酸，之后部分氨基酸被微生物细胞吸收变为细胞内物质，部分氨基酸进行脱氨作用和脱羧基作用降解为酮酸，进入TAC循化最终被代谢为二氧化碳和水；杆菌肽锌经微生物后会产生游离的Zn2+，锌离子一部分被微生物吸收，用于生殖代谢，另一部分游离于微生物细胞外界的水体里；过量的锌离子会竞争结合其他金属离子的蛋白结合位点，使该蛋白失活；其次，锌还可形成羟基自由基，对DNA、蛋白质和脂类造成伤害；此外，高浓度的锌离子会直接抑制电子传递链中的电子传递，影响呼吸作用，对微生物体造成损伤，因此微生物体内锌离子必须受到严格调控，通过系统的排水，将多余游离的Zn2+排除系统之外。
7.根据权利要求1所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述配套的设备包括废气导入区、前级预处理区、高效生物净化区、净化气体排出区、循环喷淋系统;
所述前级预处理区分为3层，最上层为除雾层，下两层为填料层，每层填料层上方都有循环喷淋系统,所述前级预处理区的填料层填充了高效气液相接触的无机填料;
所述高效生物净化区分有三层填充层，填充层顶部有循环喷淋系统;
所述循环喷淋系统具有排污功能，用水通过水泵可以循环使用。
8.根据权利要求7所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述废气导入区包含一个风机系统，吸引废气。
9.根据权利要求11所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述高效生物净化区的填充层为优势微生物有机填料，对杆菌肽锌废气具有高效分解的作用。
10.根据权利要求7所述的一种优势微生物处理杆菌肽锌废气的系统及方法，其特征在于，所述净化气体排出区与外界联通排出净化气体。
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