生物法處理環(huán)境空氣VOCs污染處理設(shè)備研究

董忠華

青島華世潔環(huán)保科技有限公司

生物法處理環(huán)境空氣VOCs污染處理設(shè)備研究

董忠華

青島華世潔環(huán)保科技有限公司

國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)于生物分解法處理VOCs在動(dòng)力學(xué)模型、微生物菌種的培養(yǎng)及工藝設(shè)備方面進(jìn)行了大量的研究工作。通過(guò)對(duì)生物廢氣處理過(guò)程數(shù)學(xué)模型的建立與計(jì)算,預(yù)測(cè)在給定條件下生物凈化法的處理效果,為設(shè)計(jì)和過(guò)程優(yōu)化提供依據(jù)。本文通過(guò)生物法VOCS處理設(shè)備的分析，為環(huán)境空氣的高效處理提供了思路。

生物法；環(huán)境空氣；污染處理

1 環(huán)境空氣污染現(xiàn)狀

大氣質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)仍然是物理化學(xué)監(jiān)控的主體，生物監(jiān)控和大氣質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)控都處于剛起步，這是和發(fā)達(dá)國(guó)家監(jiān)控水平之間的一個(gè)很大的差別。盡管這些傳統(tǒng)監(jiān)控方法也有一些缺點(diǎn)，它可以監(jiān)控大氣質(zhì)量卻不能反映傳統(tǒng)的監(jiān)控性能，如物理化學(xué)監(jiān)控可以發(fā)揮預(yù)警的效果同時(shí)對(duì)大氣污染的潛在威脅給予監(jiān)控；大氣質(zhì)量檢測(cè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控一些污染狀況以及掌握大氣質(zhì)量變化等。由于大規(guī)模監(jiān)控技術(shù)的技術(shù)含量比較高的原因，需要我們投入更多的人力和物力資源來(lái)提高整體大氣質(zhì)量監(jiān)控水平。中國(guó)大氣質(zhì)量監(jiān)控報(bào)告只是國(guó)家環(huán)保實(shí)驗(yàn)室測(cè)試系統(tǒng)，由于沒(méi)有建立相應(yīng)的大氣監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)致中國(guó)沒(méi)有全面利用現(xiàn)有大氣監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。同時(shí)缺乏深度利用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的權(quán)威性大打折扣。中國(guó)大氣質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)上報(bào)從而導(dǎo)致大氣環(huán)境信息的收集和處理實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，主要是由于技術(shù)條件的限制原因。眾所周知，中國(guó)在大氣監(jiān)控方面進(jìn)步很大，當(dāng)然還沒(méi)有達(dá)到很高的水平，中國(guó)環(huán)保體系的發(fā)展仍然有一條很長(zhǎng)道路需要前行。

2 生物法處理VOCS的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備

2.1 常規(guī)工藝

生物分解法是在已成熟的采用微生物處理廢水基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的處理有機(jī)廢氣的方法。通過(guò)附著在多孔、潮濕介質(zhì)上的活性微生物,用大氣中低濃度的有機(jī)廢氣為其生命活動(dòng)的能源或養(yǎng)分,將其轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物（CO2、H2O）或細(xì)胞組成物質(zhì)。反應(yīng)池設(shè)有PAM、PAC、生物質(zhì)的投加管道，能有效去除空氣中懸浮物、軟化硬度，調(diào)整堿度，使得質(zhì)量更好。砂濾池為CTE翻板濾池，一階段共有8格，多層濾料，上層為陶粒，下層石英砂，承托層分為三層。

大氣采樣系統(tǒng)。大氣取樣室設(shè)置在容器內(nèi)，腔室具有與待采樣的氣氛連通的入口和與氣相色譜儀的分析裝置連通的出口。容器中鄰近腔室外壁的環(huán)形空間包含用于對(duì)腔室加壓以通過(guò)出口排出其內(nèi)容物的流體介質(zhì)。腔室是不透氣的波紋管，其通過(guò)將氣體供給到容器而排出。腔室由可透氫的鈀合金管形成，并且流體介質(zhì)是能夠輸送氫的離子物質(zhì)的電解質(zhì)。當(dāng)管在第一抽真空極性模式下電解連接到對(duì)電極時(shí)，管被耗盡，并且樣品被充入管中。在反極性模式中，通過(guò)管壁產(chǎn)生氫氣，并且充當(dāng)吹掃氣體和載氣以排出樣品并通過(guò)氣相色譜柱和檢測(cè)器吹掃樣品，對(duì)于采樣的科學(xué)準(zhǔn)確性具有重要的作用。

樣品輸送系統(tǒng)。其中多個(gè)樣品被引入流過(guò)導(dǎo)管的載體流中，該導(dǎo)管的內(nèi)表面涂覆有不混溶的液體膜。載流可以是一系列交替的氣體和液體段，它們彼此直接接觸，因此不被不混溶的液體包圍。在沿著導(dǎo)管的各個(gè)點(diǎn)處引入樣品，并且系統(tǒng)允許將樣品從多個(gè)遠(yuǎn)程位置收集和運(yùn)輸?shù)街辽僖粋€(gè)中央接收站，在那里它們可以例如被分析，有效地消除了要輸送的連續(xù)樣品之間的殘留。

2.2 深度處理工藝

臭氧接觸池的臭氧投加采用布?xì)饷蓖都臃绞?，均設(shè)有尾氣破壞裝置，避免臭氧泄漏污染大氣。如果空氣是酸性的（低于7），可以加入生物質(zhì)、蘇打灰或氫氧化鈉以在空氣凈化過(guò)程中提高pH。生物質(zhì)加入增加了鈣離子濃度，對(duì)于高度酸性的空氣，強(qiáng)制通風(fēng)脫氣器可以通過(guò)從空氣中去除溶解的二氧化碳，這是提高pH的有效方式。使空氣成為堿性有助于凝結(jié)和絮凝過(guò)程有效地工作，并且還有助于最小化鉛從管道和管道配件中的鉛焊料中溶解的風(fēng)險(xiǎn)。足夠的堿度還降低空氣對(duì)鐵管的腐蝕性。在某些情況下，可將酸加入堿性空氣中以降低pH。堿性空氣（高于pH 7.0）不一定意味著來(lái)自管道系統(tǒng)的鉛或銅不會(huì)溶解到空氣中。所有高級(jí)氧化工藝（AOP）的特征在于具有共同的化學(xué)特征，在驅(qū)動(dòng)氧化過(guò)程中利用HO自由基的高反應(yīng)性的能力，其適合于實(shí)現(xiàn)完全減弱和通過(guò)甚至更少反應(yīng)性污染物的轉(zhuǎn)化。

2.3 空氣處理工藝

沉淀池排泥空氣及濾池反沖洗泥空氣收集后，進(jìn)入污泥廢空氣處理系統(tǒng)。污泥處理系統(tǒng)可以包括砂或砂粒通道或室，這些顆粒被去除，因?yàn)樗鼈兛赡軗p壞泵和其他設(shè)備。對(duì)于小型下空氣道系統(tǒng)，可能不需要砂粒室，但是在較大的工廠需要除去砂粒。砂粒室有3種類型：臥式砂粒室，充氣砂粒室和渦流砂粒室，該過(guò)程稱為沉降。流動(dòng)均衡澄清劑和機(jī)械化二級(jí)處理在均勻流動(dòng)條件下更有效。均衡池可用于臨時(shí)存儲(chǔ)日間或潮濕天氣流量峰值。盆地提供在工廠維護(hù)期間臨時(shí)保持進(jìn)入的污空氣的地方，以及稀釋和分配可能抑制生物二級(jí)處理的有毒或高強(qiáng)度廢物的排放。

2.4 中央控制系統(tǒng)

完善的中央監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、供配電系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、管網(wǎng)壓力等方面進(jìn)行全面監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)參數(shù)的異動(dòng)，借助自動(dòng)化的控制來(lái)進(jìn)行反饋與解決，從而最小化故障的波及范圍，保證空氣質(zhì)量的要求。采取穩(wěn)定高效的通信管理，使得工作人員可以在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障并且上報(bào)與解決。集成化的中央自動(dòng)控制管理也是現(xiàn)代工廠的重要發(fā)展方向。

3 總結(jié)

與傳統(tǒng)的廢氣處理技術(shù)相比,生物處理技術(shù)具有效果好、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、安全性好、無(wú)2次污染、易于管理等優(yōu)點(diǎn)。但是為進(jìn)一步工業(yè)應(yīng)用,仍需要解決工程實(shí)施中一些關(guān)鍵問(wèn)題,如針對(duì)高濃度廢氣和較難生物降解的物質(zhì),培養(yǎng)專屬菌種,如何提高疏水性或難降解廢氣的處理能力,如何改善生物濾料、填料的物理性能和使用壽命,如何實(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)。

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