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1 廢氣生物處理工藝－常見VOC處理工藝

　　1.1 生物處理原理（生物法VOC處理原理）

　　廢氣的生物處理技術首先應用于農業生產過程中異味氣體的處理，例如養殖業中動植物加工產生的臭氣、堆肥發酵和生物污泥廢氣處理等。隨著工業生產中產生的揮發性有機氣體的污染日益嚴重，這項技術逐步應用到工業廢氣凈化領域。其凈化的基本原理是：有機廢氣或異味氣體流經帶有液體吸收劑的處理器；在處理器中，由于廢氣中的污染物在氣、液相之間存在濃度梯度，濃度差使其從氣相轉移到液相，被生存其中的微生物吸附；通過微生物的代謝作用，有機物被分解、轉化為生物質和無機物。

　　1.2 反應處理工藝分類 

　　生物處理技術的基本工藝流程以生物過濾為例，如圖1所示，廢氣經過一定的除塵、溫度和濕度調節，進入生物處理單元，經過微生物的處理，氣體可以達標排放。

 圖1 有機廢氣的生物處理工藝流程圖

　　根據處理運行方式不同，處理工藝主要分為生物濾床工藝和生物洗提工藝兩種。

　　1.2.1 生物濾床

　　廢氣流經生物濾床（見圖2）中的活性濾層，有機物被濾料上的濕潤水膜吸收，通過濾料上生活的微生物的代謝作用而降解。

（a）生物濾床示意圖 （b）多層布置的生物濾床

　　圖2 生物濾床

　　生物濾床主要由進氣系統、布氣承托層、生物濾層和維護裝置組成。

　　在生物濾床處理廢氣過程中，微生物的活性和數量對處理效果具有決定意義，它們取決于如下因素：進氣流量、溫度和濕度；廢氣中物質組成；濃度的穩定性和水溶性；氧氣和營養物的供給；濾床的布置和溫度、濕度保持；濾料的選擇；濾床中的pH控制等。

　　濾料影響微生物的生長，從而直接影響凈化效果。濾料選擇必須考慮濾料的孔隙率、孔徑分布、比表面積、親水性、自身氣味、pH等參數。在工程實踐中，一般可選擇有機濾料或無機濾料。無機濾料選擇比表面積大，有一定強度的無機填料，如加氣混凝土、多孔陶粒、熔巖顆粒或礦渣等。有機濾料主要有腐殖樹皮、植物根須、枝杈、鋸末、泥炭等及其混合物。由于有機濾料廉價易得，獲得廣泛的應用。有機濾料濾層一般高度在0.5～1.2 m。運行3～5年后，由于密實度增大造成阻力增大，應進行更換；更換濾料時，宜分次進行，以保持濾料中微生物種群的穩定。

　　1.2.2 生物洗提工藝

　　生物洗提工藝采用了污染物的液體吸收和生物處理的聯合作用。廢氣首先被液體（吸收劑）有選擇地吸收形成混合污水，再通過微生物的作用將其中的污染物降解。根據污水處理的方式（吸收劑再生方式）不同，可分為活性污泥法和生物膜法（生物滴濾池），構筑物示意圖如圖3、圖4所示。 

圖3 生物洗提—活性污泥法示意圖 圖4 生物滴濾池示意圖

　　從圖3中可以看出，生物洗提-活性污泥法是將吸收劑（水和微生物的混合液）和廢氣在吸收塔內采用通過噴淋、填料填充或曝氣等方式進行混合，溶解于水的有機物被微生物吸附，排入活性污泥反應器后進一步被降解，吸收劑得到凈化再生和重復使用。因為吸收劑的再生速度不受處理負荷和吸收速度的影響，所以這種方法適用于處理生物降解速度較慢的有機物。

　　圖4所示滴濾池中的填料上生長有大量生物膜，當廢氣通過其間，有機物被生物膜表面的水層吸收后被微生物吸附和降解，得到凈化再生的水被重復使用。

　　在生物洗濾過程中，吸收劑的再生效率影響廢氣的吸收、凈化效果和系統的能耗高低，

　　這主要取決于污水處理效率的高低。而影響生物洗提工藝處理效果的因素有：廢氣中有機物水溶性和生物降解難易程度；進氣溫度、粉塵和有毒物質含量；對微生物的曝氣和營養物質供給（如N、P等）；水的溫度、pH、含鹽量和新鮮淡水的補充情況。