生物法處理VOCs的適用范圍及注意事項
發(fā)布時間：2023-04-10 人瀏覽
生物法處理廢氣是與物理吸收、吸附，化學燃燒法等并列的廢氣治理技術之一，生物法處理VOCs 的研究最早由美國開始，自20世紀70年代在國外大規(guī)模興起。在國內生物法通常用于廢氣除臭項目，而在國外則較多應用于生產(chǎn)工藝的工業(yè)生產(chǎn)廢氣環(huán)節(jié)，也進一步說明此技術有較大的應用領域待開發(fā)。生物法是利用微生物對于污染物的生化降解性能以實現(xiàn)在常溫常壓下的廢氣處理，達到凈化的目的。整個工藝運行安全和節(jié)能，不需要使用天然氣，二次污染產(chǎn)生極少，如果能夠針對污染物選擇合適的微生物菌種以及運行參數(shù)，可給生產(chǎn)企業(yè)的VOCs尾氣治理帶來一個優(yōu)化的工藝選擇，與現(xiàn)有的廢氣技術形式互補，在一定程度上可扭轉生產(chǎn)企業(yè)面臨的環(huán)保與安全相矛盾局面。
1、生物法處理VOCs適用范圍
以目前主流的RTO技術來講，其主要適用于燃燒值高或易燃的化合物，如苯系物（苯、甲苯、二甲苯）、醇類等，同時濃度達到一定數(shù)值后廢氣可直接進入RTO進行焚燒，效率高，無需額外補充天然氣；但若遇到VOCs濃度低的工況，特別是一些大風量低濃度的涂裝、包裝類廢氣，則前端需配置沸石轉輪進行吸附濃度，以達到凈化處理的目的。每種技術都有各自的優(yōu)缺點和適用范圍，仍有部分工況是不適宜用RTO或其它工藝處置的，舉例如低濃度廢氣且沸石吸附脫附效率不高的，如甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、環(huán)己烯、胺類等；在高溫易發(fā)生聚合反應或難以脫附的，如苯乙烯、苯酚、丙烯酸（酯）、丙烯腈、丁二烯等聚合單體。
一些中低濃度、難以被沸石轉輪吸附或高溫易發(fā)生聚合的VOCs廢氣工況，則可能適用于生物法。因生物法與燃燒法不同，需要一定的停留時間才能將污染物捕捉并降解，因此往往適合于中低濃度廢氣（通常進氣濃度＜1000 mg/m3），且前端無需濃縮，如苯酚、甲醇、乙醇、甲醛、胺類等物質均可進行處理。若選擇合適的微生物菌種和運行工藝，低濃度的疏水性物質，如苯乙烯、二甲苯、環(huán)己烯等物質，甚至低濃度鹵素、硅氧烷也可采用生物法進行有效處理，出氣達標。以下為不同VOCs處理工藝的適用范圍簡述：
工藝名稱 | 適用工況參考濃度（mg/m3） | 適宜的污染物種類 | 不建議進入的污染種類 |
RTO | 一般＞2000mg/m3 | 絕大多數(shù)易燃燒的有機化合物，如苯系物、醇類等，低濃度的也可進RTO焚燒，天然氣等燃料消耗會多些 | 胺類（三乙胺、二甲胺、苯胺等）、鹵素（二氯甲烷、二氯乙烷等）、硅烷類、硫化氫、環(huán)氧類（環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等） |
沸石-RTO | 一般100~800 mg/m3，且氣體中粉塵需控制、濕度＜80%RH | 易吸附、易脫附的氣體分子，如苯、甲苯、二甲苯等 | （1）不易吸附的氣體分子，沸點低于40℃、C4以下烷烴、烯烴、鹵代烴：甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、環(huán)己烷、二氯甲烷等；（2）高溫發(fā)生聚合或沸點高于260℃不易脫附的氣體分子：苯酚、苯乙烯、丙烯酸（酯）、丙烯腈、丁二烯等聚合單體、二乙二醇丁醚、三乙醇胺、鄰苯二甲酸酯類三甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇、乙二醇、癸烷、NMP、DMSO、DEF、丁內酯；（3）使吸附劑失活的分子：異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑等活性化合物 |
生物法 | 一般100~1000 mg/m3，對于濕度無要求，氣體溫度若高于37℃則增設降溫預處理 | 醇類（甲醇、乙醇、乙二醇等）、酮類（丙酮、丁酮等）、醛類（甲醛、乙醛、丁醛等）、酚類（苯酚、甲酚、腰果酚等）、羧酸類（甲酸、乙酸、丙烯酸等）、酯類（乙酸乙酯、乙酸甲酯等）、胺類（苯胺、三乙胺、二甲胺等）、低濃度氯代物和硅氧烷、硫化氫、氨氣等；低濃度苯系物（苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等，濃度＜100 mg/m3） | 溴化物、氟化物、高濃度苯系物 |
2、生物法處理VOCs廢氣注意事項
（1）微生物種類的選擇。影響生物法處理廢氣效果的最重要的因素是微生物的選擇是否合適，即微生物菌種對廢氣中的VOCs成分是否具有針對性、定制化的降解活性。例如，普通活性污泥的針對性和定制性就較差，僅能用于一般市政污水站廢氣除臭，而生產(chǎn)廢氣或者化工污水站廢氣則需要選擇更具針對性和定制性的微生物菌種，以便于達到預期的處理效果。
（2）填料選擇。填料是微生物的載體，需將微生物定植在填料上從而與氣體污染因子進行接觸、捕捉，完成生物降解。因此要求填料要有足夠大的比表面積，附著多的微生物，常規(guī)填料比表面積＞2800 m2/m3。
（3）運行參數(shù)控制。影響微生物活性的運行參數(shù)主要包括溫度和pH。一般情況下最適宜溫度應在25~37℃之間，若高于37℃需增設降溫裝置，如前置噴淋塔，若低于25℃則需考慮加熱，常規(guī)方式有電加熱、導熱油和蒸汽。最佳pH在5.5~8.0之間，可通過酸堿計量泵來實現(xiàn)自動控制。
浙江錦鵬生態(tài)環(huán)境科技再編輯。
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