摘要：文中介绍了生物法处理挥发气体的技术，详细介绍了生物滴滤塔、生物滤池以及生物洗涤器的优点和缺点，阐述了生物法处理挥发性有机废气存在的问题和未来的研究方向，为废气处理技术的提升提供一定的意见。
关键词：生物法；挥发性有机废气；研究
1生物法处理挥发气体的技术简介
生物净化的过程就是完成氧化分解反应的过程，活性微生物吸附在潮湿、多孔的介质上，将废气中的有机物吸收体内作为维持生命过程的养分和重要能量来源，经过反应后转化成H2O、CO2等简单无机物或者是细胞的重要组成物质等。在此过程中废气中的有机物的含量经过氧化分解反应后不断降低，废气被净化。
1.1生物法处理有废气的原理
生物法处理废气包含3个过程，首先是废气从气相传质到液相的过程；再次是经过对流和扩散过程，污染物从液膜的表面移动到生物膜的内部；微生物经过生物化学反应后转化为生物内部组成、新陈代谢副产物、CO2和H2O。生物法处理污染物时要具备一定的操作条件和经验[1]。要有一定的水分、保证VOCs气体从气相顺利转移到液相、PH值、有一定的缓冲量、VOCs气体被生物充分吸收。
虽然生物化学法处理废气的研究工作已经进行了很多年，但是目前仍然没有统一、较权威的理论。荷兰学者Ottengraf是根据以往的双膜理论而提出的生物膜的相关理论，孙佩石依据吸附理论衍生了生物膜理论。生物膜就是生物群在固体载体外部形成了具有粘性的膜状结构[2]。环境比较潮湿微生物从废气中吸收有机物的各种物质，经过一些氧化分解反应，满足微生物日常消耗、生长、繁殖的能源需求，同时增加生物膜的厚度。上述生物膜对处理浓度较低的废气或者生物很容易降解的废气时，处理废气的效果明显。
1.2生物法处理VOCs 的工艺特性
微生物对很多污染物的适应能力极强，微生物可以将吸收的污染物通过自身代谢将其转化和降解。与以往废气的处理工艺相比较，生物处理方式具体投资低、效果明显、运行费用偏低、没有二次污染、相对安全、便于管理等诸多优势。生物处理废气时的吸收剂可以通过微生物的反应得以产生，在一定程度上简化工业设备和工艺流程，也在很大程度上降低运行和操作的费用。
2三种生物方法介绍
气态有机污染物的生物净化过程本质上是在比较潮湿有孔隙的介质中，活性微生物进行生命活动的过程。运用气态污染物的生物净化设施依据微生物存在模式、营养、水分添加方法的不同，分为三种典型净化技术：生物滴滤塔、生物滤池以及生物洗涤器。
2.1生物滤池
生物滤池的容器分为封闭或者敞开式，有一层层数较多的填料床组成。常见的填料有泥炭块、堆肥、塑料滤料、土壤、陶瓷滤料、粒装活性炭等物质组成。填料表面覆有水、生物膜等物质。常见的生物滤料的厚度在1m左右，滤料的面积根据处理气体量和处理效果的不同进行确定。废气经过增湿器使气体变得湿润，然后进入生物膜的滤料层，微生物降解废气中的有机污染物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆生物滤池中，液相物质的流速非常慢甚至是静止的，在滤池运行一段时间后，定期补充水分，保证滤料的湿度和气体的连通性。
生物滤池的优点是投资的成本相对比较低，操作简单方便，日常运行成本不高，对于降解少量溶于水的污染物效果比较好，擅长处理减轻污染物的恶臭气体。生物滤池具有的缺点也非常明显，单次废气的体积处理量比较低，适合处理浓度较低的污染气体，在气体处理过程中控制相关量，过滤床的使用时间有一定的限制，同时不能在过滤床上放置过多的生物量，以影响处理效果。
2.2生物滴滤塔
生物滴滤塔和生物滤池的结构比较相似，区别是生物滴滤塔中的水分来源是从填料顶部淋入，然后慢慢流到滤料，生物滴滤塔的滤料孔隙多与生物滤池的孔隙。多孔填料床内气相和液相要发生顺流或者逆流。气体污染物由气态到颗粒表面的液膜进行传质，在固体表面的微生物经过生物化学反应后降解，生成CO2气体向相反的方向扩散至主流的气相区域，然后向塔外排出。总的来说生物滤塔结构的复杂程度要高于生物滤池，在处理产物酸性副产物和H2S废气方面的效果要高于生物滤池。
生物滴滤塔具有的优点有投资成本较低，操作简单易于使用，运行过程中的成本比较少，可以在生物滴滤塔运行过程中加入营养物质和调节PH值。但是生物滴滤塔的缺点也比较明显，过程控制的内容比较少，过滤床的使用时间比较短，需要中间的孔隙要很大，这对生物量有很高的要求，很多孔隙生物太小不能满足要求。
2.3生物洗涤器
生物洗涤器是一个悬浮的活性污泥处理的系统，是一种三态流化床，与上述两种过滤器完全不同。由一个装料洗涤器、一个活性污泥生物反应器组成。污染物从装料洗涤器从气态转化成液态。污染物与内部的惰性气态进行吸附和传质，降解单元与活性污泥进行吸收和吸附，少部分物质在里面进行分解，大多数污染物在活性污泥生物反应器中与污泥反应进行降解。
生物洗涤器的优点是可以很好的控制反应过程，污染物的降解率很高，操作的稳定性较好，可以在运行的过程中随时添加营养物。生物洗涤器的缺点是投资费用比较多，运行成本也比较昂贵，产生的生物量比较多，水的处理问题比较难解决，吸附阶段很容易出现堵塞的情况。
3存在的问题和未来的研究方向
生物法处理有机气体时仅可以处理浓度较低的气体，如何提高高浓度废气的处理能力需要研究。污染物从气相到液相是影响污染物去除率的关键因素，目前只处理溶于水和易降解的污染物气体，难溶于水气体的处理方法的研究也非常迫切。基因技术运用在研究高效降解菌种中，可以在一定程度上提高污染物的溶于水的能力，对提高污染物的净化率有一定的帮助。
4结论
工业废气排放量的增加对人类生存的环境有极大的危害，提高废气的处理量可以明显改善人类生存的空间。生物处理低浓度污染气体的技术已经非常成熟，但是处理高浓度有机气体还有一定的难度。生物滤池和生物滴滤塔运行时很容易堵塞，选择合适的滤料可以改善滤料的使用寿命和处理效率。
参考文献：
[1]张正怡.生物法处理工业有机废气的技术探讨[J].科技促进发展，2012（s1）：47-48.
[2]李建华. 大庆石化公司某厂污水预处理装置挥发性有机物生物处理研究[D].哈尔滨工业大学，2010.
论文作者:周相宙,代玮,马立科
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
标签：生物论文; 废气论文; 污染物论文; 滤池论文; 气体论文; 洗涤器论文; 微生物论文; 《基层建设》2019年第17期论文;