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引   言

      近年來(lái)，隨著有機(jī)工業(yè)和石油化工的迅速發(fā)展，以及有機(jī)廢氣的無(wú)節(jié)制排放，使得進(jìn)入大氣層的有機(jī)廢氣越來(lái)越多，大氣污染越發(fā)嚴(yán)重。酸雨、冰雹等天氣出現(xiàn)的范圍和頻率也越來(lái)越大。對(duì)人類的生活以及健康產(chǎn)生重大影響。呼吸道疾病，眼部疾病逐漸增多。新興的有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)利用微生物對(duì)各類污染物均有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)性，并可以將其作為代謝底物而降解、轉(zhuǎn)化。與常規(guī)的廢氣處理技術(shù)相比，有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)具有更加明顯的*性。

1、有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)的介紹

1.1 生物處理技術(shù)的基本概念

     生物法凈化有機(jī)廢氣是在已成熟的采用微生物處理廢水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。生物凈化實(shí)質(zhì)上是一種氧化分解過(guò)程:附著在多孔、潮濕介質(zhì)上的活性微生 物以廢氣中有機(jī)組分作為其生命活動(dòng)的能源或養(yǎng)分, 轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物或細(xì)胞組成物質(zhì)。 與廢水生物處理過(guò)程的大區(qū)別在于:廢氣中的有機(jī)物質(zhì)首先要經(jīng)過(guò)由氣相到液相(或固體表面液膜)的傳質(zhì)過(guò)程,然后溶解于液相中的有機(jī)成分在濃度差的推動(dòng)下,進(jìn)一步擴(kuò)散至介質(zhì)周圍的生物膜,進(jìn)而被其中的微生物捕捉吸收;在此條件下,進(jìn)入微生物體內(nèi)的污染物在其自身的代謝過(guò)程中作為能源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解,產(chǎn)生的代謝物一部分溶入液相,一部分作為細(xì)胞物質(zhì)或細(xì)胞代謝能源,還有一部分則析出到空氣中。廢氣中的有機(jī)物通過(guò)上述過(guò)程不斷減少,從而被凈化。

1.2  生物處理技術(shù)的原理

 對(duì)于生物法凈化廢氣的機(jī)理研究至今沒有一個(gè)統(tǒng)一的理論，荷蘭學(xué)者依據(jù)吸附操作的“雙膜理論”提出的生物膜學(xué)說(shuō)在范圍內(nèi)有較大的影響力，為多數(shù)人所接受和認(rèn)可。該法實(shí)質(zhì)上是通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單、無(wú)毒的無(wú)機(jī)物和其它細(xì)胞質(zhì)。主要經(jīng)歷三個(gè)階段：氣液轉(zhuǎn)化階段、生物吸附吸收階段和生物降解階段。  

      所謂生物膜既是由微生物群體在固體載體表面構(gòu)成的粘性膜結(jié)構(gòu)。在潤(rùn)濕環(huán)境下,微生物以廢氣中的有機(jī)碳作為能源,在將廢氣中的有機(jī)物氧化分解的過(guò)程中,得以生長(zhǎng)、繁殖并形成具有一定厚度的膜。這種生物膜尤其在處理低濃度或生物可降解性強(qiáng)的廢氣時(shí),具有更強(qiáng)的*性。

2、生物處理有機(jī)廢氣工藝的特點(diǎn)

      生物處理有機(jī)廢氣主要是應(yīng)用微生物對(duì)各種污染物有較強(qiáng)的抵抗力與適應(yīng)性。通過(guò)篩選培養(yǎng)，選出具有較強(qiáng)性能的自養(yǎng)菌或異養(yǎng)菌菌種。在一定的環(huán)境條件下，微生物通過(guò)新陳代謝將有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物和細(xì)胞組成物質(zhì)。 與傳統(tǒng)的廢氣處理技術(shù)相比,生物處理技術(shù)具有去除效率高、投資成本低、耗能低、對(duì)大氣環(huán)境無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),由于廢氣生物處理吸收劑的再生可直接通過(guò)吸收劑中微生物的作用來(lái)實(shí)現(xiàn),而不需要像理化吸收和吸附那樣的專門設(shè)備,從而簡(jiǎn)化了工藝流程和工業(yè)設(shè)備,降低運(yùn)行操作費(fèi)用。

3、生物處理有機(jī)廢氣的工藝

     生物處理有機(jī)廢氣的技術(shù)是一項(xiàng)新興的生物技術(shù)，現(xiàn)階段，其主要的處理工藝包括：生物過(guò)濾法、生物滴濾法、生物洗滌法。同時(shí)隨著廢氣處理技術(shù)的深入研究，加之實(shí)際污染廢氣中，氣體的溶解性及可生物降解性差異很大，一些新型的生物處理方法，復(fù)合式生物反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器和低pH值生物濾池等也漸漸受到人們的關(guān)注，并得到良好的效果。這里主要向大家介紹膜生物反應(yīng)器處理有機(jī)廢氣。

     膜生物反應(yīng)器主體由并聯(lián)的中空纖維膜管組成，微生物在管間的液相中生長(zhǎng)，廢氣從管內(nèi)通過(guò)時(shí)，氣相的污染物通過(guò)擴(kuò)散作用，由膜轉(zhuǎn)移到液相，在微生物的作用下得到降解。通過(guò)在膜的一側(cè)加入吸收劑的方式,利用吸收劑對(duì)不同氣體的溶解作用來(lái)分離、凈化氣體,吸收劑須對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣有很高的溶解性,而對(duì)空氣中的其他成分基本上不溶解。使需要接觸的兩相分別在膜的兩側(cè)流動(dòng),兩相的接觸發(fā)生在膜孔內(nèi)或膜表面的界面上,這樣就可避免兩相的直接接觸,防止了乳化現(xiàn)象的發(fā)生。

      膜反應(yīng)器可在較大范圍內(nèi)對(duì)氣體進(jìn)行獨(dú)立控制, 內(nèi)部的膜組件按膜材料可分為致密膜與微孔膜。致密膜對(duì)氣體具有選擇透過(guò)性,利用氣體混合物各個(gè)組分在膜材料中滲透速率不同,而達(dá)到對(duì)氣體分離、富集功能。其推動(dòng)力是膜兩側(cè)的壓力差。膜材料的共同特點(diǎn)是比表面積大,為質(zhì)量及熱量傳遞提供了大的接觸面積。膜兩側(cè)壓降小,能耗低,與傳統(tǒng)廢氣分離技術(shù)相比,膜基吸收只需要用低壓作為推動(dòng)力,使兩相流體各自流動(dòng),并保持穩(wěn)定的接觸界面。而且膜反應(yīng)器體積小,重量輕，絕大部分常規(guī)的氣體吸收與解吸都可以采用膜反應(yīng)器。

4、國(guó)內(nèi)外發(fā)展及前景

     利用生物法處理空氣中的污染物可以追溯到20世紀(jì)中期,生物法凈化廢氣的研究,xian用于處理空氣中低濃度的臭味物質(zhì)。個(gè)利用微生物處理廢氣的專Li于1957年出現(xiàn)在美國(guó),但到1970年后才引起各國(guó)重視。到1980年,德國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)家已有相當(dāng)數(shù)量的各類生物處理廢氣裝置投入運(yùn)行,對(duì)混合廢氣的去除率一般在95%以上。到目前為止,德、日、荷等國(guó)已成功應(yīng)用于化工、輕工等行業(yè),已經(jīng)大量應(yīng)用了生物凈化裝置。

    我國(guó)在20世紀(jì)90年代初才開始這方面的實(shí)驗(yàn)室研究。目前臭氣生物凈化的工程實(shí)踐已獲得成功，但應(yīng)用仍非常有限。國(guó)內(nèi)部分企業(yè)是引進(jìn)國(guó)外的生物除臭技術(shù)及設(shè)備，初裝成本和運(yùn)行、維修成本都很高。廢氣生物處理產(chǎn)業(yè)作為一新興的生物環(huán)保產(chǎn)業(yè)，已初具規(guī)模，且不斷發(fā)展壯大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)專營(yíng)或兼營(yíng)廢氣生物處理的企事業(yè)在2008年已有200余家，從業(yè)人數(shù)也在逐年增加。全國(guó)廢氣污染治理項(xiàng)目投資占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比例也在不斷提高。廢氣生物處理環(huán)保服務(wù)發(fā)展較快，但*低下。我國(guó)與廢氣生物處理相關(guān)的環(huán)境服務(wù)產(chǎn)值所占份額不高，大多數(shù)環(huán)保企業(yè)規(guī)模較小，在的競(jìng)爭(zhēng)中，我國(guó)企業(yè)的相關(guān)技術(shù)不具有優(yōu)勢(shì)。 

      另外，隨著細(xì)胞融合、基因工程、分子生物等技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境生物技術(shù)得到了進(jìn)一步的開發(fā)，研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，使得生物技術(shù)為一種經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益俱佳的解決環(huán)境污染問(wèn)題的有效手段之一。同時(shí)，教育事業(yè)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)和生態(tài)概念也得到加強(qiáng)。由于市場(chǎng)對(duì)生物技術(shù)、生物產(chǎn)品的需要明顯增多，政fu也更加重視生物技術(shù)的發(fā)展，使得環(huán)境生物技術(shù)越來(lái)越成熟。

結(jié) 論：有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)是一項(xiàng)新興的科技。它給予我們新思路、新方式去處理因工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的有機(jī)廢氣污染問(wèn)題。應(yīng)用生物技術(shù)去處理有機(jī)廢氣，不但節(jié)約了成本，減少了能耗，而且提高了處理效率。但是，應(yīng)用生物方法處理有機(jī)廢氣除了現(xiàn)有的給人類帶來(lái)的好處之外，也存在著些許不足。比如生物法用于處理低濃度有機(jī)廢氣，如何將這些技術(shù)和方法用于高濃度有機(jī)廢氣的治理有待于研究；影響污染物去除率的關(guān)鍵過(guò)程是將污染物從氣相轉(zhuǎn)移到液相中，目前的大部分研究是對(duì)于易溶物和易降解污染物進(jìn)行處理，在實(shí)際應(yīng)用中將會(huì)受到一定的限制；利用基因工程技術(shù)開發(fā)出的降解菌種；添加一定的有機(jī)溶劑提高疏水性污染物的溶解性；生物法所用填料的比表面積、孔隙率等直接影響反應(yīng)器的生物量以及整個(gè)填充床的壓降及填充床是否易堵塞問(wèn)題。

  因此，改善生物濾料、填料的物理性能和使用壽命，以節(jié)省投資和能耗；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高對(duì)各運(yùn)行參數(shù)的控制能力，降低維護(hù)費(fèi)用和發(fā)生故障的次數(shù)；在原有菌種的基礎(chǔ)上通過(guò)選擇jia生長(zhǎng)條件，篩選出能降解各種惡臭有毒Q體的優(yōu)勢(shì)菌種，從而縮短反應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間，加快生物反應(yīng)進(jìn)程，提高處理效率是必然的方向。