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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,第四章 污染气体生物处理,1/53,废气主要起源,人类生产及生活中燃料燃烧,生产活动，比如化工、冶金、生物制品、屠宰、污水处理及垃圾处理等工厂所产生废气。,2/53,废气处理,废气处理是环境污染控制一个主要方面。,废气处理方法：,理化法：当前主要采取方法，如燃烧、吸附、吸收和还原等。工艺或设备较复杂，运行费用较高；用于处理一些恶臭废气时，效果不甚理想。,生物法：含有处理效率较高、适应性较广、工艺较简单以及费用较省等优点。,3/53,废气微生物处理于1957年在美国取得专利，但到1970年代才开始引发重视，直到1980年代才在德国、日本、荷兰等国家有相当数量工业规模各类生物净化装置投入运行。,废气生物反应器处理对许多普通性空气污染物去除率可到达90以上。,第一节 废气生物反应器处理,4/53,一、废气生物处理特点,废气或尾气(waste gas，off-gas)在生物反应器内进行。,挥发性有机化合物 (volatile organic compounds，VOCs)以及其它有毒或有臭味气体，如NH,3,和H,2,S等。,化工、制药、电镀、喷漆、印刷等行业产生有害污染物(hazardous air pollutants，HAPs)以及废水处理厂、堆肥厂、垃圾填埋厂产生恶臭(odor)等。,5/53,去除效率高,普通空气污染物去除效率超出90。,投资少，运行费用低,不需要投入额外化学品;,化学法则需加催化剂和氧化剂等，如次氯酸盐、过氧化氢、二氧化氯等。,6/53,污染少,生物处理产物是生物量，很轻易处理。,耗能低,生物反应在常温常压下进行，能量来自微生物利用VOCs成份本身产生能量。,生物处理法消耗动力只是污染气体进入,处理系统时所消耗能量(正压送风或负压引风)。,7/53,水溶性强,兼含有蒸汽压低、亨利定律常数低特点，向介质表面微生物膜扩散速率高；,主要有没有机物如H,2,S和NH,3,等、醇类、醛类、酮类以及简单芳烃(如BTEX)等有机物。,适宜处理污染气体应含有特点：,8/53,易降解,分子被吸附在生物膜上必需被降解，不然将造成污染物浓度增高，毒害生物膜或影响传质，降低生物滤器效率，或使处理完全失败。,9/53,二、废气生物处理基本形式,依据介质性质不一样，分为：,生物洗涤(bioscrubbing),生物洗涤器(bioscrubber)内是液态介质。,生物滤过(biofiltration),生物滤过采取是固态介质,生物滤池(biofilters),生物滴滤池(biotrickling filters),10/53,1生物滤池,生物滤池内固态介质是一些天然材料，惯用固体颗粒有土壤和堆肥，这些材料为微生物附着和生长提供表面，微生物能够吸收废气中污染物将其转化为无害物质。,11/53,微生物滤池适合用于,处理肉类加工厂、动物喂养场、污水处理厂和堆肥厂,等处产生废气。,这类废气主要特点是浓度不高，但带有强烈臭味。,12/53,13/53,14/53,滤料选择,堆肥,原料惯用污水处理厂污泥、有机垃圾和畜粪以及植物凋谢物。,须筛选，滤层要均匀、疏松，空隙率40，滤料须保持湿润，滤层含水量不低于40，但不能有积水。滤层保持适当温度。,土壤,腐殖土为好，其它土质需要改良，有效厚度不应小于50cm，,土壤水分4070，,草炭,其通气性能良好，适于微生物生长，除臭效果比用土壤好。,15/53,16/53,2生物滴滤池,生物滴滤池主要由箱体、生物活性床层、喷水器等组成。,废气经过预处理室去除颗粒物和增湿后进入滤床底部。,滤料使用人工材料，如陶瓷、塑料或金属等，使用颗粒状或有空隙材料，床层厚度普通在0.51.0m，依需要而定。,17/53,优点：,滤料重量轻、空隙大、表面积大、废气和介质接触时间短(几秒钟)，处理效率高，同时滤料不需更换。,处理浓度100mg/m,3,5g/m,3,，流量550000m,3,/h。,18/53,19/53,20/53,应用,微生物过滤床已成功地用于化工厂、食品厂、污水泵站等方面废气净化和脱臭。,污染物包含硫化氢、二硫化碳、苯乙烯、甲苯、丙烷、异丁烷、苯酚、乙醇、四氢呋喃、环已酮、甲基乙基甲酮等。,21/53,3生物洗涤,生物洗涤装置普通由洗涤器和生物反应器两部分组成，吸收器和生物反应器分开设置。,吸收主要是物理溶解过程，采取吸收设备有喷淋塔、筛板塔、鼓泡塔等，吸收过程进行很快，水在吸收设备中停留时间仅约几秒钟；,22/53,生物反应净化过程较慢，吸收了挥发性气体废水在反应器中普通需要停留几分钟至十几小时。,生物反应器中可进行好氧处理，活性污泥法和生物膜法。,23/53,24/53,生物洗涤装置,25/53,循环废水利用,能够直接进入吸收器重复使用；,经过泥水分离后再重复使用。,26/53,吸收液组成,：,微生物、营养物和水,；,适合处理水溶性强气态污染物，如醇类、酯类、醛类和酮类等。,污水处理厂剩下活性污泥,配制混合液作为吸收剂可用于处理复合型臭气，尤其能脱除极难治理焦臭。,德国开发一套二级洗涤装置，臭气浓度由1.1,10,-3,降低至5,10,-5,，而且抗冲击负荷。,27/53,三、生物法处理废气机理,生物反应器处理废气普通经历以下三个阶段：,溶解过程,废气与水或固相表面水膜接触，污染物溶于水中成为液相中分子或离子，这一过程是物理过程，符合亨利定律。,28/53,吸着过程,溶于水中污染物被,微生物吸附、吸收,，污染物从水中转入微生物体内。作为吸收剂水被再生复原，继而再用以溶解新废气成份。,29/53,生物降解过程,进入微生物细胞污染物作为微生物生命活动能源或养分被,分解和利用,，从而使污染物得以去除。,烃类和其它有机物成份被氧化分解为CO,2,和H,2,O，含硫还原性成份被氧化为S、SO,4,2-,，含氮成份被氧化分解成NH,3,，NO,2,-,和NO,3,-,等。,30/53,31/53,32/53,33/53,污染物转移三种可能情况,(1)气流吸附在有机介质上在水相解析膨解生物降解,(2)气流在生物膜上直接吸附生物降解,(3)气流在水相中溶解生物降解,34/53,四、处理废气微生物,多为混合微生物，因为：,含有各种成份,混合废气,，需要各种微生物分别降解；,有成份需要几个微生物相继作用才能分解转化为无害物质，,氨先经硝化细菌再经反硝化作用细菌才能成为分子态氮；,35/53,四、处理废气微生物,一些难降解成份要由几个微生物联合作用才能被完全降解；,卤代有机化合物先经厌氧微生物还原脱卤，再被好氧微生物彻底分解；,工艺需要，尽管废气成份能够被单一微生物分解，但还需利用其它微生物，,在硫化氢氧化中，为了使自养型脱氮硫杆菌(,Thiobacillus denitrificans,)凝絮持留于反应器内，需与活性污泥中异养型微生物起共培养。,36/53,紫红红球菌(,Rhodococcus rhodochrous,),37/53,Rhodococcus rhodochrous,CF 222,38/53,五、废气生物处理基本条件,主要有水分，养分、温度、氧气(有氧或无氧)以及酸碱度等。,1水 分,微生物生命活动必要成份；,吸收废气溶剂。,采取土壤或堆肥等固态处理系统时，适宜水分含量可确保氧与水分供给。,5070为适宜含水量。,通常预处理需要加湿，预防滤料变干。,39/53,2养 分,废气可为微生物提供一定养分，VOCs能够提供碳源和能源，不过需要适当补足其它养分。,不一样处理工艺对养分控制有差异，比如生物滴滤池补充营养盐十分主要，不过堆肥生物滤池补给营养盐次数能够降低，一年补给二次即可。,40/53,3温 度,废气生物处理多用中温条件(2535)，少用高温。,土壤或堆肥处理废气时通常采取自然温度，假如微生物分解基质放热造成温度过高则需采取降温办法。,41/53,4氧气,废气处理多用异养型好氧微生物,；,氧供给量与供给方式对处理效率影响很大，微生物数量、基质浓度和温度等原因也会影响供氧。,少数厌氧条件，比如着色菌处理硫化氢，则需控制无氧条件，以氨气取代反应系统氧气。,42/53,5、酸碱度,以中性或微碱性为宜。,废气生物处理中细菌多数适应于中性至微碱性环境，只有少数种类对酸碱度要求比较特殊，,比如氧化硫硫杆菌最适pH为2.62.8，最低为pH1.0，最高为pH4.06.0。,43/53,第二节 恶臭原位处理,一、恶臭污染物和污染源,恶臭污染物,(odor pollutants)指一切刺激嗅觉器官引发人们不愉快及损害生化环境气体物质。,44/53,第二节 恶臭原位处理,畜禽场是主要污染源,ONeil和Phillips从养猪场中分离判定到160种化合物，主要成份有,氨、胺、含硫化合物、挥发性脂肪酸、吲哚类、粪臭类、酚类、醇类和羰基类化合物。,45/53,我国要求恶臭污染物(GBl4554-93),氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚、二硫化碳、苯乙烯,。,恶臭物质发臭原因与分子结构相关：,如两个烷基同硫结合时，就会变成二甲基硫醚和甲基乙基硫醚等带有异臭硫醚。若再改变一些化合物分子结构中S位置，其臭味性质也会改变。,46/53,各种化合物分子结构中硫(=S)、巯基(-SH和硫氰基(-SCN)是形成恶臭原子团，通称“发臭团”。,有些有机物如苯酚、甲醛、丙酮等，其分子结构含有羟基、醛基、羰基和羧基，也散发各种臭味，起发臭团作用。,47/53,二、恶臭控制,焚烧，如对垃圾和食品加工厂残渣等可燃性物质焚烧；,氧化，氧化剂有臭氧、氯气和高锰酸钾等；,吸附，吸附剂有活性炭、硅胶、活性氧化铝等；,酸碱处理，稀酸处理碱性恶臭物质(如三甲胺)，稀碱处理酸性恶臭物质(如硫化氢)：,生物氧化，利用生物酶催化氧化作用；,掩蔽，不便处理低浓度臭气施放有香气物质来掩蔽臭气，假如浓度太高则不起作用。,48/53,畜禽喂养场恶臭控制,1日粮设计与恶臭控制,2饲料添加剂应用,(1)酶制剂,(2)抗生素,(3)益生菌(probiotics),(4)酸化剂,3除臭剂(deodourant)使用,(1)化学除臭剂(chemical deodoulant),(2)生物除臭剂(biological deodourant),49/53,三、恶臭原位微生物处理,产生恶臭微生物多是一些动物肠道细菌，包含埃希氏菌属、拟杆菌属、柠檬酸杆菌属、假单胞菌属和变形菌属。,微生物除臭机理,：,将恶臭物质转化为非恶臭物质；,利用恶臭物质为细胞物质。,50/53,原位微生物处理优良菌种应具备特征,(1)有分解含硫或含氨和有机酸等恶臭化合物能力：,(2)不产生含硫、含氨和有机酸等恶臭化合物；,(3)能够在不宜环境下存活并在适宜环境下快速繁殖；,(4)能够产生抗生素等抑菌物质抑制和杀死有害微生物。,51/53,Typical biofilter installation,52/53,除臭微生物种类,细菌：芽孢杆菌、链霉菌和光合细菌等;,真菌：青霉、曲霉、木霉和酵母菌。,微生物制剂使用,：,直接喷撒到堆肥、家畜场；,添加到饲料中在动物肠道就发挥作用,。,53/53,
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