福建高科生物法凈化揮發性有機廢氣
來(lai)源：福建(jian)高科環保研(yan)究(jiu)院有限公司 閱讀：3270 更新時間：2008-05-22 09:49揮發(fa)(fa)性(xing)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)化合物(wu)（Volatile Organic Compounds，以下簡(jian)稱VOCs）是指在常(chang)溫下飽和(he)蒸氣壓(ya)大于70Pa，常(chang)壓(ya)下沸點小于260℃的(de)液體(ti)或固體(ti)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)化合物(wu)，該定義表明(ming)大多(duo)數的(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)均為(wei)揮發(fa)(fa)性(xing)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)化合物(wu)，如常(chang)見的(de)醛類(lei)、醇類(lei)、醚(mi)類(lei)、烷烴(jing)和(he)芳香烴(jing)等均屬于揮發(fa)(fa)性(xing)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)化合物(wu)。揮發(fa)(fa)性(xing)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)廢(fei)(fei)氣通常(chang)被簡(jian)稱為(wei)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)廢(fei)(fei)氣。
VOCs對環境和人體健康有非(fei)常嚴(yan)重的危害。大(da)多數(shu)VOCs有毒、有惡臭、部分VOCs胡(hu)致(zhi)癌作用，如長期(qi)吸入(ru)含有苯(ben)的氣(qi)體可以(yi)導致(zhi)再生(sheng)障礙性貧血，并最(zui)終(zhong)導致(zhi)白血病。為此，我國大(da)氣(qi)污染(ran)物綜合排(pai)(pai)放(fang)(fang)標準（GB16297-1996）中(zhong)對14類(lei)VOCs規(gui)定(ding)了最(zui)高(gao)允許(xu)排(pai)(pai)放(fang)(fang)濃度、最(zui)高(gao)允許(xu)排(pai)(pai)放(fang)(fang)速(su)率(lv)和無組(zu)織排(pai)(pai)放(fang)(fang)限值。
VOCs廢氣的凈化(hua)(hua)(hua)方(fang)(fang)法有(you)很多種，主要包(bao)括常規的物理化(hua)(hua)(hua)學方(fang)(fang)法；燃燒法、吸收(shou)法、冷凝法、吸附法等。這些方(fang)(fang)法不同速度地存在(zai)投(tou)資和運(yun)行費用高(gao)，存在(zai)二次污(wu)染等不足之處，尤其對(dui)于低(di)濃度有(you)機廢氣的凈化(hua)(hua)(hua)。
生物法凈化揮發性有機廢氣是近20年來興起的一種方法，該法是利用微生物對污染物有較強、較快的適應能力的特點，對其進行馴化，使其能夠以污染物（通常是有機物）為碳源和能源，并將污染物轉化為無害的、簡單的物質（如CO2、H2O等）。因此，該法具有對污染物氧化徹底，無二次污染的優點。同時，生物法凈化有機廢氣具有設備簡單、易于操作和管理，投資和運行費用比較如表1所示。
表1生物法與傳統方法費用的比較。
| 方法 | 投資費用 | 燃料和藥劑消耗 | 能耗（W/ft3·min-1） |
| （美元106ft3） | （美元/ft3·min-1） | ||
| 燃燒法 | 130 | 15 | 0 |
| 化學吸收法 | 60 | 8 | 1 |
| 活性炭吸附法 | 20 | — | — |
| 生物法 | 8 | 0 | 0.6 |
最早，生(sheng)物(wu)法在氣(qi)(qi)體(ti)凈化(hua)方(fang)面的(de)(de)應用主(zhu)要在于(yu)氣(qi)(qi)體(ti)除臭(chou)(chou)(chou)。最近(jin)，由于(yu)技術的(de)(de)發(fa)展，該方(fang)法已(yi)(yi)逐漸應用于(yu)有(you)機廢氣(qi)(qi)的(de)(de)凈化(hua)。在國(guo)外，養雞(ji)場、屠(tu)宰場、污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)廠(chang)等的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)凈化(hua)已(yi)(yi)經有(you)生(sheng)物(wu)法的(de)(de)工業裝(zhuang)置(zhi)(zhi)運行(xing)(xing)(xing)。例如日(ri)本(ben)一家污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)廠(chang)用含有(you)臭(chou)(chou)(chou)氣(qi)(qi)的(de)(de)空氣(qi)(qi)，作為曝氣(qi)(qi)空氣(qi)(qi)送入曝氣(qi)(qi)池，同時進行(xing)(xing)(xing)廢水(shui)(shui)和廢氣(qi)(qi)的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)，取(qu)得脫(tuo)臭(chou)(chou)(chou)效(xiao)率達99%的(de)(de)效(xiao)果。日(ri)本(ben)一鑄(zhu)造廠(chang)采用此法處(chu)(chu)理(li)含胺(an)、酚和乙醛等污(wu)染氣(qi)(qi)體(ti)時，設備(bei)采用二級脫(tuo)臭(chou)(chou)(chou)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，裝(zhuang)置(zhi)(zhi)運行(xing)(xing)(xing)十多年來(lai)一直保持較高的(de)(de)去除率。德國(guo)開發(fa)的(de)(de)二級脫(tuo)臭(chou)(chou)(chou)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，臭(chou)(chou)(chou)氣(qi)(qi)自下(xia)而(er)以經二級脫(tuo)臭(chou)(chou)(chou)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)后，濃度從(cong)2100mg/L降至50mg/L，且運行(xing)(xing)(xing)費(fei)用極低。
生物法的凈化揮發性有機廢氣包括以下過程,VOCs從氣相傳遞到液相;VOCs從液相擴散到生物膜表面; VOCs在生物膜內部的擴散;生物膜內的降解反應;代謝產物排出生物膜。在上述的五個過程中，前四個過程對于污染物的去除都很重要，最后一個過程則對污染物的去除影響較小，一般可以忽略。生物膜內的降解反應是最為重要的，因為它是氣液相傳質及液膜和生物膜內擴散的源動力。因此，微生物對污染物降解的難易程度對生活法的凈化效果有很大的影響。一般而言，微生物對于甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丁醇、四氫呋喃、甲醛、乙醛、丁酸、三甲胺等的降解最為容易，因此，凈化效率也較高；對于苯、苯乙烯、丙酮、乙酸乙脂、苯酚、二甲基硫、噻吩、甲基硫醇、二硫化碳、酰胺類、吡啶、乙腈、異腈類、氯酚等的降解也較為容易，因此采用生物法凈化含有上述污染物的廢氣也能獲得較為理想的凈化效率；而對于甲烷、戊烷、環已烷、乙醚、二 烷、二氯甲烷及1，1，1一三氯甲烷等物質，其可生物降解性較差，則不宜采用生物法。目前，該技術的發展趨勢就是對于特定的污染物，篩選和馴化出高效的降解菌種，從而提高凈化效率，減小設備體積。到目前為止，我們已經進行了甲苯、苯；二甲苯和氯苯廢氣的生物凈化的研究。已通過實驗研究篩選選出幾種高效的生物濾塔填料，并篩選出一株二甲苯的高效降解菌。實驗取得了較好的結果，當氣體停留時間在17.0s～97.5s的范圍內，氣體入口中污染物的濃度低于3000mg/m3的情況下，凈化效率可達80%～99.9%。甲苯、苯、二甲苯和氯苯均為水溶性較差的化合物，因此對于易溶于水的污染物，凈化效果會更好。如果用于氣體除臭，則氣體停留時間可以進一步降低。
