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摘要：目前我国有许多的工业企业，如石油、化工、印刷等，经常排放有机废气，对我国环境造成了严重的污染，对人们的健康也产生了严重的威胁。在工业发展过程中，废气处理是重难点问题，对此，应采取科学、合理的方法，加强对工业废气处理效果。利用生物技术来进行对污染物的处理工作，是近些年来我们国家的科学技术和生物技术不断发展和进步的结果。
关键词：生物过滤器；生物滴滤器；微生物生态
1前言
挥发性有机废气的成分主要包括硫化物、烃类以及氨等，部分有机废气具有一定的毒性，所以必须加强挥发性有机废气的治理，可以进行回收利用。所以本文在此进一步探讨挥发性有机废气生物处理技术研究进展，以此提高挥发性有机废气的处理技术水平。
2废气处理生物技术简介
2.1生物滤器原理
气体污染物进入生物过滤器后，经气、水界面传递，附着在填料表面生物膜中，膜中微生物利用有机气体污染物作为生长、繁殖基质，通过不同的转换方式将大分子或结构复杂的有机气体污染物氧化异化最终分解为简单无害或少伤害的CO2，H2O，NO3-、SO42-等无机物，达到净化的目的，同时通过同化作用并利用异化过程产生能量合成新细胞质量，使微生物生长，以进一步发展其净化污染物的能力条件。因此，去除气体污染物中，生物滤器是一种集物理、化学和生物综合作用的过程，而气体污染物去除的本质是作为营养物质被微生物吸收、代谢和利用，微生物降解污染物的过程属于整体过程限速阶段，可见的微生物在生物滤器的核心地位。
2.2处理范围
生物技术可以处理1～10000m3/h的废气，可以处理的废气浓度范围是0～100g/m3，而对于0.1～1g/m3之间的气体不可以再生吸附，而1～10g/m3之间的气体可以进行再生吸附，对于使用焚烧的方法可以处理的气体浓度大约在7～150g/m3之间，而对于洗涤法、凝聚法以及低温凝聚法可以处理的废气浓度更加有局限性。
2.3微生物
在过滤容器中所要应用到的微生物对于污染气体的处理效果有很重要的作用，不同的微生物对于不同污染气体中所含有的污染物质的处理有着不一样的效果，在进行反应时，需要根据微生物的不同特性选择与其反应效果好的污染气体来进行过滤，以达到最佳的过滤效果。而这些微生物大多都是细菌，真菌的数量紧随其后。在进行过滤时，这些微生物都是需要提前接种进过滤器的，它们的数量会随着生长环境的不同而发生变化，一些菌种的培养需要很长的时间，有的多达一个月，所以提前做好它们的接种工作可以满足过滤的需要，而且在此过程中，还需要对培养出来的微生物进行及时地检测，看是否有其他新的菌种产生，以免在过滤时造成不良反应。然而在国外，已经有一些机构专门培养可以用来进行过滤的微生物，在实验室里培养出来的微生物使用方便，且菌种纯度比较高，不用担心会有其他的菌种影响过滤效果，便于人们更好地控制过滤的整个过程，提高对污染物处理的效果。
2.4涉及的领域
对于上述两种装置来说，它们可以处理的一些化合物有：少量的酮、醇、苯以及它的化合物，少量的醚、酯、烷和一些少量的硫化物。而可以应用到这种处理污染气体方法的领域有：一些化工业、食品的加工业、垃圾废水处理、汽油制造生产等。
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3生物滤器微生物生态学研究进展
3.1生物滤器微生物的分离、鉴定及其降解特性
微生物是生物过滤器的核心，在污水处理效果中起着关键的作用。对生物滤池微生物的研究大多采用基于琼脂培养基的选择性技术进行分离和筛选。生物筛选微生物形态、生理生化和分子生物学研究表明，碱化细菌属、不动杆菌、伯氏菌属、假单胞菌、黄芽孢属、生丝微细菌等微生物具有降解芳香族或卤代化合物的能力；假单胞菌和黄酮有去除甲基硫化物的能力。微生物如杆菌、红球菌、苏卡、假单胞菌、鞘氨醇、黄瘤等具有去除苯乙烯的能力。红球菌属和戈登氏菌属微生物具有降解氧化物的能力。
3.2生物滤器微生物丰度、活性与微生物群落结构多样性之间的相关性
生物滤池的微生物丰度和活性是影响污染物去除过程和反应器性能的关键因素，受到各种因素的制约，并随着反应器的运行而发生变化。除了通过生物测井技术研究了甲苯锯末生物过滤器和活性炭过滤器在160 d微生物群落的代谢活动在操作期间，研究表明，两种包装的微生物群落生物滤池代谢活动呈现下降趋势的过程。在生物滤池中进行长时间运行的推测，在逐渐积累的过程中没有惰性微生物代谢活动，导致比例下降，微生物代谢活动和微生物代谢活动平均减少。两个处理挥发性有机化合物的仪器泥炭混合物生物滤池微生物单链构象多态性分析（SSCP）是完全不同的结果，他们发现的复合生物过滤和生物降解微生物群落多样性泥炭活动有明显的垂直梯度的分布特征表明微生物群落组成的多样性和挥发性有机化合物的仪器生物降解活动之间的强相关性。生物滤池微生物活性与微生物群落结构的相关性尚待进一步研究。
3.3生物滤器运行条件对微生物群落的影响
调整生物滤器的操作条件可以改变微生物群落的结构和功能，进而影响生物滤器的运行效果。生物滤器在不同pH条件下运行时，微生物群落的多样性和丰富程度不同。采用PCR - DGGE、克隆库和其他分子生物学方法，结合16SrDNA同源性分析技术，不同的pH值条件下的除臭生物滤器天了之的微生物进行研究，发现pH对填料中的微生物群落多样性和丰富性有很大的影响，在强酸条件下微生物群落多样性较低，序列比对分析表明，硫氧化细菌占优势。这是由于相对中性、强酸性的微生物在高压环境下的选择，在这种环境下具有很强的选择压力，随着能量的增长，酸将不可避免地成为主导种群和酸性细菌。总的来说，在选择压力较大的酸性条件下，微生物群落结构相对比较简单，多样性较低
3.4生物滤器微生物群落结构时空变化规律
掌握生物滤器微生物群落结构的时空变化对实时监测、优化甚至预测生物过滤器的性能具有重要意义。采用核糖体基因间隔序列分析（ARISA）技术分析了除乙醇生物滤器微生物群落结构，实验结果表明，在驯化适应后，微生物种群多样性较好的反应器的性能明显下降，而反应器性能较差的情况呈上升趋势。我们实验室的应用PCR - DGGE技术除氨废气过滤微生物多样性随时间变化有相似经历的结果，实验表明，不同时间DGGE微生物群落的分子指纹图谱存在明显差异，生物滤器高效稳定运行时微生物群落多样性随着反应器运行时间的延长而减少
4结语
总之，生物处理技术在挥发性有机废气体中能够产生良好的效果，所以在对挥发性有机废气处理过程中，还应加强对生物处理技术的应用力度，以此加强对挥发性有机废物的处理效果。近年来，国内外均开展了大量生物滤器处理恶臭气体和挥发性有机污染物及其微生物生态学机理的研究，主要包括生物滤器微生物分离、鉴定及其降解特性，微生物丰度、活性与微生物群落结构多样性之间的相关性，运行条件对微生物群落的影响，微生物群落结构时空变化规律并取得了一些成果。分析研究掌握生物滤器微生态学信息，可将其转化为调节反应器性能参数，方便高效的生物滤器控制设计，推动生物滤器在空气污染治理中得到广泛应用至关重要。
参考文献：
[1]刘超 廖雷 彭娟等.挥发性有机废气生物处理技术研究进展[J].环境工程，2016（04）
[2]胡玲.生物过滤技术在大气污染控制中的应用探讨[J].工程技术：引文版，2017（01）
论文作者:吕晓存
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/18
标签：微生物论文; 生物论文; 滤器论文; 群落论文; 废气论文; 挥发性论文; 污染物论文; 《防护工程》2018年第16期论文;