摘要：在经济快速发展的当下，大量工业有机废气给环境污染治理带来了很大的压力，有机废气处理问题已经成为亟需解决的重要问题。而有机废气生物处理技术是废气中的污染物质在微生物的作用下转化为无害的物质，在微生物起至关重要的作用。本文阐述生物法处理原理，有机废气研究的关键技术即生物滴滤法，说明有机废气生物法处理存在问题。
关键词：有机废气；微生物；处理；技术
随着经济的高速发展，冶炼厂、印刷厂和化工厂等行业的工业企业产生的工业有机废气越来越多。在当前工业有机废气排放机制尚不健全的情况下，有些有机废气未经处理就排向了大气，使大气受到了严重的污染。这会给人们的身体健康带来了威胁，也会影响经济的可持续发展，因此采用合理的有机废气处理技术，加大废气处理力度具有非常重大的意义。有机废气的处理已经成为了重要的问题，受到相关人员重视，对此进行深入的研究。
一、生物法处理原理
1、生物过滤法
生物过滤法是最早被研究和使用的一项生物处理技术，是用来处理硫化氢等恶臭性气体，现在应用范围扩展到易于被生物降解的挥发性有机气体。净化过程中，有机废气经预处理后进入生物过滤装置。装置中的填料是具有吸附性的滤料，多为木屑、堆肥、土壤和比表面积、孔隙率大的活性炭混合而成。填料上附着生长着丰富的微生物，通过它们的新陈代谢活动，各类有机废气会被分解为CO2，H2O，NO3-和SO4-，从而得到有效净化的目的。生物过滤法只有一个反应器，液相、生物相都是不流动的，气液接触面积大，使用的滤池投资少而且运行费用低，对于苯系物和醛酮等挥发性物质有很好的去除效果。
2、生物吸收法
由废气吸收和微生物氧化反应两部分组成。有机废气先从反应器的下部进入，向上流动的过程中与填料层中的水相进行接触，实现质量传递过程；水夹带着被溶解的废气进入生物反应器，其中的悬浮液生长着大量微生物，利用它的代谢活动将污染物去除。在于反应条件容易控制，但是需要额外添加养料，而且设备多、投资高。生物反应器需要增设曝气装置，并且控制温度、pH条件，确保微生物工作时候的最佳状态。
3、生物滴滤法
生物滴滤法是集生物吸收和生物过滤于一体。污染物的吸收和降解同时发生在一个反应器内。容器中的填料一般是碎石、陶瓷、聚丙烯小球、颗粒活性炭等比表面积大的物质，起到微生物生长载体的作用。事先将营养液喷洒到填料表面，流出塔底并回收利用。废气从反应器底部进入，流经填料。填料上微生物的生物膜可以充当生物滤池，对气相、液相中的物质进行氧化作用。采用生物滴滤法可以通过更换回流液体去除微生物的代谢产物，具有很大的缓冲能力。特别适合降解之后产生酸性代谢产物的物质，例如卤代烃和含S、N的有机物等。
二、有机废气研究的关键技术——生物滴滤法
1、系统快速启动技术
生物滴滤系统需要经过菌种驯化、接种、挂膜等过程，一般需要45天以上，处理甲基叔丁基醚等极难降解物质。为了提高污染物具有高效降解能力的专性菌种，需要针对目标污染物的性质对菌种的来源进行筛选，对于易降解的污染废气，烷烃、烯烃、醇类有机物或者是处理成分比较复杂的致臭废气含硫化合物。而在城市污水处理厂一般采用接种菌种，可以在较短短时间内实现菌种对污染物的适应和高效去除。由于活性污泥中包含有种类繁多的细菌，可以降解多种有机化合物，是生物滴滤器净化易降解有机废气的理想驯化菌源。对于难降解有机废气必须针对污染物的具体性质，采用专性降解能力的驯化菌种或者是纯培养环境得到的菌种，可以缩短系统的启动时间，提高系统去污能力。
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2、生物膜微观结构研究
在生物滴滤系统内，气态污染物的降解主要发生在生物膜内，因此生物膜显微结构的研究对于净化降解机制起着举足轻重的作用。生物膜的结构受微生物类型、填料表面性质、气液相流动类型、生物膜脱落情况等多种因素影响。生物膜具有各相同性、厚度、微生物组成均匀的分布于填料表面的薄膜。在生物膜表面均匀覆盖着一层液相，污染气体通过传质作用从气相传递到液相，最后进入生物膜相并被其中的微生物降解。在生物滴滤法净化甲苯系统的生物膜中，填料表面的生物膜分布非常不均匀，同时在生物膜内部还存在着大量的通道，这些通道所占有的表面积占生物膜总表面积的以上。由于生物膜所具有的这种多样性，客观上使填料床在形成完整的生物膜后具有更大的表面积，因此对气液相的传质过程有积极的促进作用。生物量中填料的面积减少，会影响废气与生物膜的有效接触面积，有可能产生短流现象，则会导致反应器压降增加去除效率降低、反应器能承受的负荷降低、微生物活性降低。
3、生物量控制技术
生物滴滤系统在保持高去除能力的同时，往往存在着生物量的过量增长而造成床层堵塞、系统运行效率下降甚至被迫中断运行的问题。解决堵塞问题的最好方法是控制生物产率，降低生物增长速率。主要采用的方法有：第一，营养限制。限制向系统中提供的氮、磷、钾以及其他微量元素的数量，从而使微生物在生长过程中处 于营养缺乏的状态，通过这种方式来降低生物产，减少生物量的生长；第二，氮源更换。为系统提供同等数量氮源的前提下，NH4+所造成的生物产率要高于NO3-。作为不同的氮源对微生物的产率进行比较，得到的结果也不同。通过对系统在不同运行阶段添加不同形式的氮源探讨了氮源对生物量增长的影响。在系统的启动阶段需要生物以较快速度生长以快速形成生物膜，为系统提供充足的NH4+,以加快生物的生长，而在系统稳定运行阶段将氮源的形式转化为NO3-，从而在系统总氮源数量不变的前提下，降低生物产率，控制生物量的增长，延长系统的运行周期。
三、有机废气生物法处理存在问题
1、如何利用生物法对有机废气进行高浓度的处理。就可以完全替代燃烧和活性炭吸附来治理化工行业的工业废气。
2、近年来，处理的污染物大部分是易溶于水和易降解性物质，主要研究能够净化疏水性和难降解的有机废气工艺，而目前都是采用双液相工艺，增加除了水相外的第二有机相，对于疏水性化合物的生物吸附能力提高100~1000倍。
3、对于生物反应速率的控制问题，缩短反应装置启动时间，可以通过筛选菌种，形成对有毒有机废气的高效降解。通过筛选后的荧光假单胞菌,可使甲醛和丁酮等挥发性气体的去除率达到90%以上。
4、通过改善过滤材料或填料的物理性能，从而能够长的时间保持活性，节约投资成本和能耗。
5、对于微生物营养物质的循环利用。
结语
综上所述，随着技术化规模的不断发展，新技术的研发得到广泛使用。而工业废气量的增加对人类的生存环境有着很大的影响，严重危害着人们的身体健康，生物处理法针对于传统工艺的缺点，并有投资成本低、处理效果好并且不产生二级污染物等优点，在社会经济的发展上有着重要的作用。
参考文献
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[7]杨显万，孙石，黄若华．生物法净化低浓度挥发性有机废气研究[J]．中国工程科学，2001(3)
论文作者:周燕娜
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签：生物论文; 废气论文; 微生物论文; 填料论文; 菌种论文; 生物量论文; 污染物论文; 《基层建设》2016年第33期论文;