生物法处理VOCs和恶臭气体市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

生物法处理挥发性有机废气和臭气第1页汇报内容生物法处理工艺原理及应用生物法处理工艺原理及应用生物法处理工艺影响原因生物法处理工艺影响原因概述概述前景展望前景展望1234第2页1.1 定义及分类1.1.1 挥发性有机化合物（挥发性有机化合物（VOCs）（1）定义：是指在常温下饱和蒸气压70Pa,常压下沸点260有机化合物。（2）分类：氨气、碳氢化合物、苯及其衍生物、酚及其衍生物、醇类、醛类、酮类和脂肪酸等。含硫化合物含硫化合物：硫化氢、二氧化硫、硫醇、硫醚等；含氮化合物含氮化合物：氨、胺、酞胺、吲哚等；卤素及其衍生物卤素及其衍生物：氯气、卤代烃等；烃类烃类：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；含氧有机化合物含氧有机化合物：醇、酚、醛酮、有机酸等。1.1.2 恶恶臭臭（1）定义：是指直接或间接由人类活动造成而引发人们不愉快或厌恶等情绪而损害人体健康气味。（2）分类：第3页1.2 产生起源与危害大部分VOCs有毒，部分VOCs(如氯乙烯、苯、多环芳烃等)致癌建筑居室内由装饰材料所释放工业生产农牧业恶臭：畜牧场、家禽养殖场、屠宰厂地等工业恶臭：石油化工厂、化肥厂、农药厂、涂漆厂、橡胶厂等公共设施恶臭：生活垃圾场、污染处理厂、医院、公共厕所等1.2.2 恶臭恶臭1.2.1 VOCs长久暴露于恶臭环境中人，轻易表现出精神欠佳、压抑、头痛、恶心、呼吸困难、失眠、食欲下降和行为反常等症状第4页物理法 吸附法、吸收法化学法 催化燃烧、化学氧化法生物法传统方法1.3.1 处理方法概述处理方法概述1.3.2 生物处理方法生物处理方法(1)能耗低：可室温操作，安全性高(2)投资少：运行费用低，易于管理(3)效果好：无二次污染1.3 当前处理方法概况在处理气量大、浓度低在处理气量大、浓度低(小于小于3 mg/L)、生物降解性好有机废气时、生物降解性好有机废气时更显其优越性更显其优越性第5页2.1.1 机理机理2.1 生物法处理工艺原理1.1.两大理论基础：两大理论基础：吸收生物膜理论（国外 Ottengraf）吸附生物膜理论（国内 孙佩石）(1)污染物由气相到液相传质过程(2)经过扩散和对流,污染物从液膜表面扩散到生物膜中(3)微生物将污染物转化为生物量、新陈代谢副产物或者CO2和水第6页2.1.2 实质实质2.1 生物法处理工艺原理利用微生物生命活动去降解消除废气中低浓度污染物营养物质温度O2、pH优势菌种（驯化）目标污染物适宜条件微生物微生物碳源能源（氮源）CO2、H2OH2S、SO42+NO3+净化气体第7页2.2.1 处理工艺概述处理工艺概述 2.2 生物法处理工艺应用生物处理法活性污泥法（依据液相运（依据液相运转情况和微生转情况和微生物存在形式不物存在形式不一样）一样）其它处理工艺生物滤池生物滴滤塔生物膜反应器生物膜反应器三相流化床反应器三相流化床反应器复合生物滤池法复合生物滤池法生物洗涤器附着生长系统附着生长系统悬浮生长系统悬浮生长系统第8页2.2.2 工艺介绍工艺介绍2.2 生物法处理工艺应用1 1、生物滤池、生物滤池吸附性滤料堆肥(过滤)土壤(过滤)活性炭第9页2.2 生物法处理工艺应用2 2、生物滴滤塔、生物滴滤塔 生物滴滤塔结构同生物滤池结构类似，它由生物滴滤池和贮水槽组成。生物滴滤池内充以粗碎石、塑料、陶瓷等一类不具吸附性填料，填料表面是微生物体系形成几毫米厚生物膜；填料顶部是循环液喷淋装置以保持水分。第10页2.2 生物法处理工艺应用3 3、生物洗涤器、生物洗涤器再生塔再生塔有机物微生物降解，活性污泥得到再生 吸收塔吸收塔污染物、氧与活性污泥进行传质吸附、吸收，少部分污染物完成微生物降解适合用于气相传质速率大于生化反应速率有机物降解适合用于气相传质速率大于生化反应速率有机物降解第11页2.2 生物法处理工艺应用三种生物反应器优缺点总结第12页2.2 生物法处理工艺应用4 4、其它处理工艺、其它处理工艺（1 1）生物膜反应器）生物膜反应器 在气相和生物膜间因为浓度差而形成推进力使污染物在生物膜上有选择性经过。生物膜表面本身作为气相与液相处理界面，因而接触面积较大。相对于其它反应器而言，膜反应器含有试验规模轻易调整，不轻易造成堵塞等优点。（2 2）三相流化床反应器工艺）三相流化床反应器工艺 经过微生物挂膜活性炭作为填料置于反应器中，为微生物提供营养介质在反应器内流动至储存槽。流动气流使固体活性炭基本是处于流态化状态。恶臭气体经过空气稀释混合后从反应床底部进入而被处理。第13页2.2 生物法处理工艺应用（3 3）复合生物滤池）复合生物滤池 鉴于传统单一生物脱臭工艺存在一定不足，对一些恶臭物质去除时效率不高，应用受到一定限制。国内外现在已经开发科很多适应性较强生物处理复合工艺。例：例：Kennes C等将活性炭吸附与微生物降解两种工艺组合后对恶臭气体处理，净化效果很好；刘波等人将氧化硫杆菌、排硫硫杆菌组成自养菌群和以黄单包菌组成异养菌群分别接种在两个生物滤池中，将池串联后处理硫化氢与甲硫醇混合气体，也取得了很好处理效果；徐晓军等人将生物滴滤池和生物过滤池串联组成复合生物滤池用于对恶臭气体处理，也得到很好净化效果。第14页3 生物法处理工艺影响原因3.1 3.1 填料填料 在生物法处理有机废气过程中，填料作为微生物吸附生长载体，在微生物降解有机废气过程中有主要作用。填料普通能够分为有机填料和无机填料。有机填料无机填料土壤、堆肥、泥煤、玉米芯、木屑等陶瓷拉西环阶梯环聚氨酯泡沫聚丙烯拉西环第15页理想填料普通包含以下几个要素理想填料普通包含以下几个要素:含有很好持水性，保持微生物液体环境;含有良好流体流动和传质性能，长久运行无结块现象，不会造成气体或水分断流;为微生物提供生长表面以提升反应器内单位体积微生物浓度;使处理对象含有吸附功效从而增大向微生物群落传质量，从而对应提升去除速率；价格廉价，轻易得到。3 生物法处理工艺影响原因3.1 3.1 填料填料第16页3 生物法处理工艺影响原因3.2 3.2 营养物质营养物质营养物质是微生物进行新陈代谢基础，微生物所需营养物质普通包含:水、碳源、氮源、无机盐及生长因子水、碳源、氮源、无机盐及生长因子。Kim 等研究发觉滴滤塔中N元元素素利用和生物量产量之间规律，更高氮源浓度有利于提升滴滤塔效率。Sempere 等分别用硝酸钾和尿素作为氮氮源源，发觉氮源不一样，不但滴滤塔性能有差异，且影响微生物在填料上面分布。中国矿业大学宋宁宁等在研究微生物降解甲苯过程中，采取自制营养液配方C N P 质量比为50 1 0.4 条件下，微生物得到了较快生长，也使挂膜周期大大地缩短。第17页3 生物法处理工艺影响原因3.3 3.3 微生物微生物 微生物是生物法处理有机废气主体，降解废气微生物种类很多，主要是细菌、真菌和放线菌等。菌种选取、菌种所生存环境条件、菌种驯化、微生物分布等都是影响微生物降解废气活性原因。3.4 3.4 生物量控制生物量控制 在生物滤池和生物滤塔中，微生物因为不停地获取营养物质引发数量增加、压降升高、生物膜分布不均等问题，造成其处理废气性能下降。控制微生物过量生长，使设备能够保持长久稳定运行在工业上显得十分主要。对生物量控制方法主要有物理法、化学法、生物法等。第18页4 前景展望 伴随工业快速发展，生物法处理VOCs 技术以其能耗低、投资少、效率高等优点而得到广泛研究与应用，方便处理我国当前严重环境问题，但生物法处理VOCs 亦存在较多问题而限制了其在工业中广泛应用。(1)研究微微生生物物降降解解反反应应机机理理，发觉调控反应速率关键步骤，经过反应速率调控实现提升反应性能目标;(2)在工业生产中，因污染物种类多、温度高、VOCs 浓度改变大，故在试验研究中应愈加重视实际，模模仿仿在在工工业业条条件件下进行研究与分析;(3)微生物是生物法处理废气主体单元，驯驯化化得得到到能能适适应应不不一一样样环境条件并能长久保持高活性降解菌环境条件并能长久保持高活性降解菌;(4)填料比表面积、孔隙率影响了菌种在填料上分布，对压降、传量系数等含有主要影响，应加大对填填料料理理化化性性质质研研究究，选择适当且不易老化填料作为载体，从而提升反应器性能。第19页Thank you!Thank you!第20页