生物法处理环境空气VOCs污染处理设备研究

董忠华

青岛华世洁环保科技有限公司

生物法处理环境空气VOCs污染处理设备研究

董忠华

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国内外研究者对于生物分解法处理VOCs在动力学模型、微生物菌种的培养及工艺设备方面进行了大量的研究工作。通过对生物废气处理过程数学模型的建立与计算,预测在给定条件下生物净化法的处理效果,为设计和过程优化提供依据。本文通过生物法VOCS处理设备的分析，为环境空气的高效处理提供了思路。

生物法；环境空气；污染处理

1 环境空气污染现状

大气质量监控技术仍然是物理化学监控的主体，生物监控和大气质量的自动监控都处于刚起步，这是和发达国家监控水平之间的一个很大的差别。尽管这些传统监控方法也有一些缺点，它可以监控大气质量却不能反映传统的监控性能，如物理化学监控可以发挥预警的效果同时对大气污染的潜在威胁给予监控；大气质量检测可以实时监控一些污染状况以及掌握大气质量变化等。由于大规模监控技术的技术含量比较高的原因，需要我们投入更多的人力和物力资源来提高整体大气质量监控水平。中国大气质量监控报告只是国家环保实验室测试系统，由于没有建立相应的大气监控数据库，导致中国没有全面利用现有大气监控数据。同时缺乏深度利用的数据，数据的权威性大打折扣。中国大气质量监控数据无法及时上报从而导致大气环境信息的收集和处理实时性不强，主要是由于技术条件的限制原因。众所周知，中国在大气监控方面进步很大，当然还没有达到很高的水平，中国环保体系的发展仍然有一条很长道路需要前行。

2 生物法处理VOCS的关键技术设备

2.1 常规工艺

生物分解法是在已成熟的采用微生物处理废水基础上发展起来的处理有机废气的方法。通过附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物,用大气中低浓度的有机废气为其生命活动的能源或养分,将其转化为简单的无机物（CO2、H2O）或细胞组成物质。反应池设有PAM、PAC、生物质的投加管道，能有效去除空气中悬浮物、软化硬度，调整碱度，使得质量更好。砂滤池为CTE翻板滤池，一阶段共有8格，多层滤料，上层为陶粒，下层石英砂，承托层分为三层。

大气采样系统。大气取样室设置在容器内，腔室具有与待采样的气氛连通的入口和与气相色谱仪的分析装置连通的出口。容器中邻近腔室外壁的环形空间包含用于对腔室加压以通过出口排出其内容物的流体介质。腔室是不透气的波纹管，其通过将气体供给到容器而排出。腔室由可透氢的钯合金管形成，并且流体介质是能够输送氢的离子物质的电解质。当管在第一抽真空极性模式下电解连接到对电极时，管被耗尽，并且样品被充入管中。在反极性模式中，通过管壁产生氢气，并且充当吹扫气体和载气以排出样品并通过气相色谱柱和检测器吹扫样品，对于采样的科学准确性具有重要的作用。

样品输送系统。其中多个样品被引入流过导管的载体流中，该导管的内表面涂覆有不混溶的液体膜。载流可以是一系列交替的气体和液体段，它们彼此直接接触，因此不被不混溶的液体包围。在沿着导管的各个点处引入样品，并且系统允许将样品从多个远程位置收集和运输到至少一个中央接收站，在那里它们可以例如被分析，有效地消除了要输送的连续样品之间的残留。

2.2 深度处理工艺

臭氧接触池的臭氧投加采用布气帽投加方式，均设有尾气破坏装置，避免臭氧泄漏污染大气。如果空气是酸性的（低于7），可以加入生物质、苏打灰或氢氧化钠以在空气净化过程中提高pH。生物质加入增加了钙离子浓度，对于高度酸性的空气，强制通风脱气器可以通过从空气中去除溶解的二氧化碳，这是提高pH的有效方式。使空气成为碱性有助于凝结和絮凝过程有效地工作，并且还有助于最小化铅从管道和管道配件中的铅焊料中溶解的风险。足够的碱度还降低空气对铁管的腐蚀性。在某些情况下，可将酸加入碱性空气中以降低pH。碱性空气（高于pH 7.0）不一定意味着来自管道系统的铅或铜不会溶解到空气中。所有高级氧化工艺（AOP）的特征在于具有共同的化学特征，在驱动氧化过程中利用HO自由基的高反应性的能力，其适合于实现完全减弱和通过甚至更少反应性污染物的转化。

2.3 空气处理工艺

沉淀池排泥空气及滤池反冲洗泥空气收集后，进入污泥废空气处理系统。污泥处理系统可以包括砂或砂粒通道或室，这些颗粒被去除，因为它们可能损坏泵和其他设备。对于小型下空气道系统，可能不需要砂粒室，但是在较大的工厂需要除去砂粒。砂粒室有3种类型：卧式砂粒室，充气砂粒室和涡流砂粒室，该过程称为沉降。流动均衡澄清剂和机械化二级处理在均匀流动条件下更有效。均衡池可用于临时存储日间或潮湿天气流量峰值。盆地提供在工厂维护期间临时保持进入的污空气的地方，以及稀释和分配可能抑制生物二级处理的有毒或高强度废物的排放。

2.4 中央控制系统

完善的中央监控系统可以对现场设备、供配电系统、视频监控、管网压力等方面进行全面监控，可以及时发现管网参数的异动，借助自动化的控制来进行反馈与解决，从而最小化故障的波及范围，保证空气质量的要求。采取稳定高效的通信管理，使得工作人员可以在较短的时间内发现故障并且上报与解决。集成化的中央自动控制管理也是现代工厂的重要发展方向。

3 总结

与传统的废气处理技术相比,生物处理技术具有效果好、投资及运行费用低、安全性好、无2次污染、易于管理等优点。但是为进一步工业应用,仍需要解决工程实施中一些关键问题,如针对高浓度废气和较难生物降解的物质,培养专属菌种,如何提高疏水性或难降解废气的处理能力,如何改善生物滤料、填料的物理性能和使用寿命,如何实现自动控制,提高对各运行参数的控制能力,降低维护费用和发生故障的次数。

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