1、1第四章第四章 大气污染大气污染的生物治理技术的生物治理技术主要内容主要内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 生物吸收法生物吸收法第三节第三节 生物过滤法生物过滤法23第一节第一节 概述概述4废气的生物处理废气的生物处理 利用微生物以废气中的有机组分作为其利用微生物以废气中的有机组分作为其生命活动的能源或其它养分，经代谢降解，生命活动的能源或其它养分，经代谢降解，转化为简单的无机物（二氧化碳、水等）及转化为简单的无机物（二氧化碳、水等）及细胞组成物质。细胞组成物质。5u废气的微生物处理于废气的微生物处理于19571957年在美国获得专利，年在美国获得专利，但到但到19701970年代才开始引
2、起重视，直到年代才开始引起重视，直到19801980年年代才在德国、日本、荷兰等国家有相当数量代才在德国、日本、荷兰等国家有相当数量工业规模的各类生物净化装置投入运行。工业规模的各类生物净化装置投入运行。u废气生物处理对许多一般性的空气污染物的废气生物处理对许多一般性的空气污染物的去除率可达到去除率可达到9595以上。以上。废气的生物处理废气的生物处理 6废气主要来源废气主要来源u人类生产及生活中的燃料燃烧。人类生产及生活中的燃料燃烧。u生产活动，例如化工、冶金、屠宰、污水处生产活动，例如化工、冶金、屠宰、污水处理及垃圾处理等工厂所产生的废气。理及垃圾处理等工厂所产生的废气。7废气的处理方法废
3、气的处理方法u理化法理化法目前主要采用的方法，如燃烧、吸附、吸收和还目前主要采用的方法，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；用于原等。工艺或设备较复杂，运行费用较高；用于处理某些恶臭废气时，效果不甚理想。处理某些恶臭废气时，效果不甚理想。u生物法生物法具有处理效率较高、适应性较广、工艺较简单以具有处理效率较高、适应性较广、工艺较简单以及费用较省等优点。及费用较省等优点。生物法处理废气的原理生物法处理废气的原理u与废水生物处理过程最大区别在于：废气中的有机与废水生物处理过程最大区别在于：废气中的有机物质首先要经历由气相转移到液相物质首先要经历由气相转移到液相(或固体表面液
4、膜或固体表面液膜)中的传质过程，然后由液相中的传质过程，然后由液相(或固体表面液膜或固体表面液膜)被微被微生物吸附降解。生物吸附降解。u荷兰科学家荷兰科学家Ottengraf提出生物膜理论解释废气的提出生物膜理论解释废气的净化原理。净化原理。89生物法处理废气的原理生物法处理废气的原理溶剂溶剂吸收吸收吸附吸附降解降解废气废气净化气体净化气体1 1、溶解过程、溶解过程 废气与水或固相表面废气与水或固相表面的水膜接触，污染物的水膜接触，污染物溶于水中成为液相中溶于水中成为液相中的分子或离子，这一的分子或离子，这一过程是物理过程。过程是物理过程。2 2、吸附过程、吸附过程溶于水中的污染物被溶于水中的
5、污染物被微生物吸附、转入微生物吸附、转入微生物体内。微生物体内。3 3、生物降解过程、生物降解过程进入微生物细胞的进入微生物细胞的污染物作为微生物污染物作为微生物生命活动的能源或生命活动的能源或养分被分解和利用，养分被分解和利用，从而使污染物得以从而使污染物得以去除。去除。有机成分有机成分无机物无机物10废气生物处理的特点废气生物处理的特点u适宜处理挥发性有机化合物适宜处理挥发性有机化合物 (volatile organic(volatile organic compoundscompounds，VOCs)VOCs)以及其它有毒或有臭味的气体，以及其它有毒或有臭味的气体，如如NHNH3 3和和
6、H H2 2S S等。等。u适宜处理水溶性强、易生物降解的气体。适宜处理水溶性强、易生物降解的气体。11废气生物处理的特点废气生物处理的特点u去除效率高去除效率高一般的空气污染物去除效率超过一般的空气污染物去除效率超过9595。u投资少，运行费用低投资少，运行费用低不需要投入额外的化学品不需要投入额外的化学品;化学法则需加催化剂和氧化剂等，如次氯酸盐、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。过氧化氢、二氧化氯等。12废气生物处理类型废气生物处理类型u根据微生物在有机废气处理过程中存在的形根据微生物在有机废气处理过程中存在的形式不同分类式不同分类生物吸收法生物吸收法(bi
7、oscrubbing)(bioscrubbing)（生物洗涤法）；（生物洗涤法）；生物过滤法生物过滤法(biofiltration)(biofiltration)，典型的形式有：，典型的形式有：生物滤池生物滤池(biofilters)(biofilters)、生物滴滤池、生物滴滤池(biotrickling filters)(biotrickling filters)。13第二节第二节 生物吸收法生物吸收法14生物吸收法生物吸收法 利用由利用由微生物、营养物和水微生物、营养物和水组成的微生组成的微生物吸收液处理废气，适合于吸收可溶性的气物吸收液处理废气，适合于吸收可溶性的气态有机物。吸收了废气
8、的吸收液再进行好氧态有机物。吸收了废气的吸收液再进行好氧处理。处理。15生物吸收法生物吸收法u生物吸收法装置一般由生物吸收法装置一般由吸收室吸收室和和再生池再生池两两部分组成，吸收室和再生池分开设置。部分组成，吸收室和再生池分开设置。u吸收主要是物理溶解过程，采用的吸收设吸收主要是物理溶解过程，采用的吸收设备有喷淋塔、筛板塔、鼓泡塔等。备有喷淋塔、筛板塔、鼓泡塔等。16再生池再生池18u吸收液从吸收室顶部喷淋而下，使废气中吸收液从吸收室顶部喷淋而下，使废气中的污染物和氧转入液相，实现物质转移；的污染物和氧转入液相，实现物质转移；u吸收废气的吸收液流入再生池中，通入空吸收废气的吸收液流入再生池中
9、，通入空气，有机物被活性污泥氧化除去。气，有机物被活性污泥氧化除去。生物吸收法生物吸收法19生物吸收法生物吸收法u吸收液组成吸收液组成微生物、营养物和水：微生物、营养物和水：适合处理水溶性强的气态适合处理水溶性强的气态污染物，如醇类、酯类、醛类和酮类等。污染物，如醇类、酯类、醛类和酮类等。污水处理厂剩余活性污泥污水处理厂剩余活性污泥配制混合液作为吸收剂配制混合液作为吸收剂可用于处理复合型臭气。可用于处理复合型臭气。20生生物物吸吸收收装装置置 21第三节第三节 生物过滤法生物过滤法22生物过滤法生物过滤法 利用附着有微生物的利用附着有微生物的固体颗粒固体颗粒吸收废气吸收废气中的污染物，然后微生
10、物再将其转化为无害中的污染物，然后微生物再将其转化为无害物质。物质。u分类分类生物滤池生物滤池(biofilters)(biofilters)生物滴滤池生物滴滤池(biotrickling filters)(biotrickling filters)23生物滤池生物滤池 微生物附着生长于固体填料上，废气通微生物附着生长于固体填料上，废气通过由填料构成的固定床时被吸附或吸收，最过由填料构成的固定床时被吸附或吸收，最终被微生物降解。终被微生物降解。24生物滤池工艺流程图生物滤池工艺流程图25生物滤池生物滤池生物滤池生物滤池u杭州七格污水处理厂土壤除臭2627生物滤池生物滤池u生物滤池内的填料是一些
11、具有生物滤池内的填料是一些具有吸附性吸附性的填料，的填料，常用的填料有常用的填料有土壤和堆肥土壤和堆肥。这些材料为微生。这些材料为微生物的附着和生长提供表面。物的附着和生长提供表面。28滤料的选择滤料的选择u土壤土壤腐殖土为好，其它土质需要改良，有效厚度不应腐殖土为好，其它土质需要改良，有效厚度不应小于小于50cm50cm，土壤水分，土壤水分40407070，u堆肥堆肥原料常用污水处理厂污泥、有机垃圾和畜粪以及原料常用污水处理厂污泥、有机垃圾和畜粪以及植物凋落物。须筛选，滤层要均匀、疏松，空隙植物凋落物。须筛选，滤层要均匀、疏松，空隙率率4040，滤料须保持湿润，滤层含水量不低于，滤料须保持湿
12、润，滤层含水量不低于4040，但不能有积水。滤层保持适当的温度。，但不能有积水。滤层保持适当的温度。29u生物滤池适用于生物滤池适用于处理肉类加工厂、动物饲处理肉类加工厂、动物饲养场、污水处理厂和堆肥厂养场、污水处理厂和堆肥厂等产生的废气。等产生的废气。u这类废气的主要特点是浓度不高，但带有这类废气的主要特点是浓度不高，但带有强烈的臭味。强烈的臭味。生物滤池生物滤池30生物滴滤池生物滴滤池u生物滴滤池主要由箱体、生物活性床层、生物滴滤池主要由箱体、生物活性床层、喷水器等组成。喷水器等组成。u循环液从生物滴滤池的上方喷淋而下。循环液从生物滴滤池的上方喷淋而下。u废气经过预处理室去除颗粒物和增湿后
13、进废气经过预处理室去除颗粒物和增湿后进入滤床底部。入滤床底部。u填料表面的微生物吸附降解废气中的有机填料表面的微生物吸附降解废气中的有机物。物。313233生物滴滤池生物滴滤池u滤料使用人工材料，如碎石、陶瓷、塑料或滤料使用人工材料，如碎石、陶瓷、塑料或金属等，使用颗粒状或有空隙的材料，床层金属等，使用颗粒状或有空隙的材料，床层厚度一般在厚度一般在0.50.51.0m1.0m。34生物滤池与生物滴滤池的区别生物滤池与生物滴滤池的区别u填料不同填料不同生物滴滤池使用如生物滴滤池使用如碎石、陶瓷、塑料等填料，不碎石、陶瓷、塑料等填料，不具有吸附性，填料之间空隙很大，具有吸附性，填料之间空隙很大，u
14、有无循环液有无循环液生物滴滤池有循环液，循环液流过填料床层，可生物滴滤池有循环液，循环液流过填料床层，可以控制滴滤池水相的以控制滴滤池水相的pHpH，也可补充营养物质。，也可补充营养物质。35应用应用u生物过滤法已成功地用于化工厂、食品厂、生物过滤法已成功地用于化工厂、食品厂、污水泵站等方面的废气净化和脱臭。污水泵站等方面的废气净化和脱臭。u污染物包括硫化氢、二硫化碳、苯乙烯、甲污染物包括硫化氢、二硫化碳、苯乙烯、甲苯、丙烷、异丁烷、苯酚、乙醇、四氢呋喃、苯、丙烷、异丁烷、苯酚、乙醇、四氢呋喃、环已酮、甲基乙基甲酮等。环已酮、甲基乙基甲酮等。36三种生物处理工艺的应用三种生物处理工艺的应用u生
15、物吸收法：生物吸收法：适宜处理废气量较小、浓度大、适宜处理废气量较小、浓度大、易溶且生物代谢速率较低的废气。易溶且生物代谢速率较低的废气。u生物滤池：生物滤池：适宜处理废气量大、浓度低的废适宜处理废气量大、浓度低的废气。气。u生物滴滤池：生物滴滤池：适宜处理负荷较高以及污染物适宜处理负荷较高以及污染物降解后生成酸性物质的废气。降解后生成酸性物质的废气。u目前，在废气处理实践中，生物滤池系统使目前，在废气处理实践中，生物滤池系统使用最多。用最多。37展展 望望u反应动力学模型研究；反应动力学模型研究；u填料特性研究；填料特性研究；u动态负荷研究；动态负荷研究；u设备研究开发。设备研究开发。38作业作业u微生物的脱氮除磷原理是什么？微生物的脱氮除磷原理是什么？
