9工業(yè)廢氣生物處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.ppt

1、第九章 工業(yè)廢氣生物處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,第一節(jié) 概述,大氣污染源：主要有生活污染源、工業(yè)及農(nóng)業(yè) 污染源、交通污染源。 大氣污染物：主要有顆粒污染物（漂塵、懸浮 物等）、氣態(tài)污染物（氮氧化合 物、碳氧化合物、SO2、碳?xì)浠衔锏龋?顆粒污染物的凈化技術(shù)：利用高效除塵器除塵。,氣態(tài)污染物的凈化技術(shù)： 常用的凈化方法有： 吸收法利用吸收劑 吸附法利用吸附劑 催化轉(zhuǎn)化法利用催化劑 燃燒法利用廢氣的可燃性 生物凈化法利用生物過(guò)濾、生物吸收、生物 洗滌 達(dá)標(biāo)后的煙氣通過(guò)高煙囪技術(shù)排放，向更高、 更遠(yuǎn)的地方擴(kuò)散稀釋。,一、除塵技術(shù)1、旋風(fēng)除塵,旋風(fēng)除塵器是一種裝置，以其離心力從氣體中分離粉塵微粒。,2、

2、濕法除塵,濕法除塵器中，塵粒被分散開(kāi)的液體從氣流中分離出來(lái)。 不同濕法除塵器設(shè)計(jì)的主要區(qū)別在于使液體分散為不同形式的機(jī)構(gòu),3、靜電除塵,由于靜電力作用，使在正負(fù)極之間電場(chǎng)中帶電荷的粉塵微粒驅(qū)向收集電極，使粉塵微粒從氣流中分離出來(lái)。 通過(guò)借助機(jī)械振打系統(tǒng)或者噴射到電極上的液體來(lái)清除。,二、常用凈化方法,1、吸收法 吸收是氣體被溶解于液體的過(guò)程。 在很多情況下，吸收是從混合氣體中有選擇的清除某種成分的過(guò)程。 在空氣污染控制領(lǐng)域里，吸收已成為減少氣態(tài)污染物的重要處理方法之一，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。,2、吸附法 物理吸附和化學(xué)吸附,3、催化反應(yīng)器,工業(yè)催化劑按其存在狀態(tài)可分為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三類。 固

3、體催化劑應(yīng)用最廣泛，通常由主活性物質(zhì)、助催化劑和載體組成。,三、生物凈化,1、原理 利用微生物以廢氣中的有機(jī)成分作為其生命活動(dòng)的能源或其他養(yǎng)分，經(jīng)代謝降解，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物及細(xì)胞組成物質(zhì)。,只有當(dāng)轉(zhuǎn)化是在水溶液中發(fā)生時(shí)，才具有重要的工業(yè)意義。 由此必須把污染物和氧輸入水中，因此，廢氣的生物處理包括以下兩個(gè)步驟： 將有機(jī)污染物由氣相遷移到液相； 廢水的微生物處理。,傳遞過(guò)程 有機(jī)物同水接觸并溶解于水中； 在濃度差的推動(dòng)作用下擴(kuò)散到生物膜，被微生物捕獲&吸收； 微生物利用有機(jī)物,用通常的吸收和吸附方法進(jìn)行廢氣的非生物處理已被證明是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，特別是由于其中的液體和固體需要再生。 這種再生

4、過(guò)程可以由微生物來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以，廢氣的生物處理不需要常用方法那樣的復(fù)雜設(shè)備，費(fèi)用也低。,2、用于生物降解的微生物 兩大類：自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌。 自養(yǎng)菌特別適用于無(wú)機(jī)物的轉(zhuǎn)化。 但是，由于能量轉(zhuǎn)換過(guò)程緩慢，這些細(xì)菌生長(zhǎng)的速度非常慢，因此，工業(yè)應(yīng)用有一定的困難。 異養(yǎng)菌很適宜于有機(jī)物的轉(zhuǎn)化。,第二節(jié) 生物處理,根據(jù)微生物在工業(yè)廢氣生物處理過(guò)程中存在的形式，可將其處理方法分為生物洗滌法（懸浮態(tài)）和生物過(guò)濾法（固著態(tài)）兩類。,一、生物洗滌法（生物吸收法） 微生物及其營(yíng)養(yǎng)物配料存在于液體中，氣體中的有機(jī)物通過(guò)與懸浮液接觸后轉(zhuǎn)移到液體中而被微生物降解。,氣體和水反向流過(guò)吸收器。 污染氣體被水吸收，凈化了的氣體由

5、反應(yīng)器頂端排出； 水由底部流出，送到生物反應(yīng)器再生。,吸收是一個(gè)物理過(guò)程； 通常這個(gè)過(guò)程較快，水的停留時(shí)間大約僅有幾秒鐘。 水的再生是一個(gè)生物過(guò)程； 通常較慢，停留時(shí)間從幾分鐘至十幾個(gè)小時(shí)。 由于吸收和再生所需要的時(shí)間不同，水的再生就需要用專門(mén)的生物反應(yīng)器；如果時(shí)間相等的話，則可免掉生物反應(yīng)器。,影響去除率的因素 與污泥濃度、pH、溶解氧、污泥馴化與否、營(yíng)養(yǎng)鹽的投加量和投加時(shí)間有關(guān)。,當(dāng)液相阻力較大時(shí)，則采用鼓泡法。 與水處理中的曝氣相似，廢氣從池底通入，與新鮮的生物懸浮液接觸而被吸收。 由此，許多文獻(xiàn)將生物吸收法分為洗滌式和曝氣式兩種。,動(dòng)物脂肪加工廠廢氣的生物處理： 生物反應(yīng)器是一個(gè)兩級(jí)工

6、作的填充塔。 第一級(jí)，氣體與弱酸性吸收劑接觸，除去弱堿性和中性有機(jī)物及氨； 第二級(jí)中，氣體與弱堿性吸收劑接觸，除去其他污染物。 吸收劑就是懸浮著細(xì)菌的水。,二、生物過(guò)濾法 在生物濾池中，廢氣的降解是用附著在固體過(guò)濾材料表面的微生物來(lái)完成的。 當(dāng)滿足以下三個(gè)條件時(shí)，即可使用生物濾池： 污染物必須被遷移到過(guò)濾材料并被它吸附； 所吸附的污染物必須是可以被微生物轉(zhuǎn)化的；, 代謝產(chǎn)物不妨礙主要的轉(zhuǎn)化過(guò)程。,生物濾池具體由濾料床層（生物活性填充物）、砂礫層和多孔布?xì)夤艿冉M成。 多孔布?xì)夤馨惭b在砂礫層中，在池底有排水管排出多余的積水。 按照所用固體濾料的不同，生物濾池分為土壤濾池、堆肥濾池及生物過(guò)濾箱。,1

7、、土壤濾池,構(gòu)造： 氣體分配層下層由粗石子、細(xì)石子或輕質(zhì)陶粒骨料組成，上部由黃砂或細(xì)粒骨料組成，土壤濾層可按黏土、含有機(jī)質(zhì)沃土、細(xì)沙土和粗砂按一定比例混配。,特點(diǎn)： 土壤對(duì)廢氣中無(wú)機(jī)氣體（SO2、NOX、H2S等）有較強(qiáng)的截留和表面催化氧化能力，其產(chǎn)物會(huì)使土壤床酸化，因此，可投加石灰中和。 優(yōu)點(diǎn)： 投資少； 無(wú)二次污染； 抗沖擊能力強(qiáng)。 缺點(diǎn)：占地面積大。,2、堆肥濾池 將堆肥（如畜糞、城市垃圾、污水處理廠的污泥等有機(jī)廢棄物）經(jīng)好氧發(fā)酵、熱處理后，蓋在廢氣發(fā)生源上，使污染物分解而達(dá)到凈化的目的。 結(jié)構(gòu)：與土壤床相似。,特點(diǎn)： 與土壤床相比： 處理相同量廢氣時(shí)，占地面積少； 不能用灰處理，否則會(huì)

8、變成致密床層； 去除率高，反應(yīng)時(shí)間短（土壤床1/41/2，約20s），適用于廢氣量大的場(chǎng)合； 有結(jié)塊趨勢(shì)，需周期性攪動(dòng)； 有使用年限。 工藝成熟，在歐洲已有500多座投入實(shí)際應(yīng)用中。,3、微生物過(guò)濾箱 封閉式裝置，由箱體、生物活性床層、噴水器等組成。 微生物一部分附著于載體表面，一部分懸浮于床層水體中。,4、生物滴濾池 與生物濾池相似。 區(qū)別： 使用填料不同。 填料間空隙很大。 在填料上方噴淋循環(huán)液。,5、生物濾池的性能參數(shù)及其影響因素 （1）性能參數(shù),（2）影響反應(yīng)器性能的因素 填料選擇 不僅是生物膜的支撐體，而且還能對(duì)微生物胞外酶和廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行吸附富集。 理想的填料應(yīng)具有以下性質(zhì)：

9、A、最佳微生物生長(zhǎng)環(huán)境營(yíng)養(yǎng)物、濕度、pH和碳源的供應(yīng)不受限制； B、較大的比表面積接觸面積、吸附容量、單位體積的反應(yīng)點(diǎn)更多； C、一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度； D、高水分持留能力供微生物生長(zhǎng)； E、高孔隙率使氣體有較長(zhǎng)的停留時(shí)間； F、較低的密度減小填料壓實(shí)的可能性。, 濕度 低了微生物失活； 高了氣體通過(guò)慮床的阻力增高； 空氣與水間的界面減少引起供 氧不足，形成厭氧區(qū)域； 通常：4060%, 溫度 無(wú)論自養(yǎng)微生物還是異養(yǎng)微生物，都是中文菌和高溫菌占優(yōu)勢(shì)。 通常：2535 溫度提高會(huì)降低揮發(fā)性有機(jī)物在水中的溶解和在填料上的吸附，從而影響去除。, pH 最佳值：78 當(dāng)因 H2S和含硫有機(jī)物H2SO4； NH3和含氮有機(jī)物HNO3； 氯代有機(jī)物HCl； 高有機(jī)負(fù)荷有機(jī)酸； 添加石灰、石灰石和貝殼等來(lái)增加緩沖能力。,6、應(yīng)用 去除空氣中的異味、揮發(fā)性物質(zhì)和有害