[科普中国]-VOCs生物法

简介

VOCs的主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括：苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。而具致畸致癌性的多环芳烃是人体健康的重要杀手之一。

涂料及相关涂层中挥发性有机化合物含量测定的标准实施规范ASTMD3960--2005将挥发性有机物(VOC)界定为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环保署(EPA)的定义：挥发性有机化合物是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。世界卫生组织(WHO，1989年)对总挥发性有机化合物(TVOC)的定义为：熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称。2

基本原理VOCs生物净化过程的实质是附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的有机成分作为碳源和能源，维持其生命活动，并将有机物分解成CO2、H2O的过程。气相主体中VOCs首先经历由气相到固相或液相的传质过程，然后才在固相或液相中被微生物分解。3

分类常见的处理VOCs的生物法有生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法。

生物涤法生物洗涤法是利用微生物、营养物和水组成的微生物吸收液处理废气．适合于吸收可溶性气态污染物。

生物洗涤法中气、液相接触方法，除采用液相喷淋外．还可以采用气相鼓泡。一般，若气相阻力较大时，可采用喷淋法；反之，液相阻力较大时则采用鼓泡法，由于生物洗涤法的循环洗涤液需采用活性污泥法来再生。所以在通常情况下，循环洗涤液主要是水，因此，该方法只适用于水溶性较好的VOCs，如乙醇、乙醚等，而对于难溶的VOCs，该方法则不适用。4

生物滴滤法VOCs气体由塔底进入，在流动过程中与生物膜接触而被净化，净化后的气体由塔顶排出。循环喷淋液从填料层上方进入滤床，流经生物膜表面后在滤塔底部沉淀，上清液加入N、P、pH调节剂等循环使用，沉淀物排出系统。

生物过滤法生物过滤法净化系统由增湿塔和生物过滤塔组成。挥发性有机气体在增湿塔增湿后进入过滤塔，与已经接种挂膜的生物滤料接触而被降解，最终生成CO2、H2O和微生物基质，净化气体由顶部排出。定期在塔顶喷淋营养液，为滤料上的微生物提供养分、水分和维持恒定的pH值。

设备生物洗涤塔主要由活性污泥池和洗涤塔组成。洗涤塔包括吸收和生物降解两部分。经有机物驯化的循环液由洗涤塔顶部布液装置喷淋而下，与沿塔而上的气相主体逆流接触，使气相中的有机物和氧气转入液相，进入活性污泥池，被微生物氧化分解，得以降解。

生物滴滤塔与生物过滤塔之间的最大区别是循环液从填料上方喷淋，设备中除产生传质过程外还存在着很强的生物降解作用。VOCs气体由塔底进入，在流动过程中与已接种挂膜的生物滤料接触而被净化，净化后的气体由塔顶排出。滴滤塔集废气的吸收与液相再生于一体，塔内增设了附着微生物的填料，为微生物的生长、有机物的降解提供了条件。

生物过滤塔净化VOCs的工作原理为：VOCs气体由塔顶进入过滤塔，在流动过程中与已接种挂膜的生物滤料接触而被净化，净化后的气体由塔底排出。

优缺点优点：去除率高，设备简单、运行费用低，较少形成二次污染，尤其是在处理低浓度、生物降解性好的气态污染物时更显经济性。

缺点：压力损失大，抗冲击负荷能力差，微生物对生长环境要求高，对温度和湿度变化敏感，体积大，不适用于高卤素化合物。

适用范围生物法可处理的有机化合物种类包括：

烃类：苯、甲苯、二甲苯、乙烷、石脑油、环己烷等；

卤烃：三氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、三氯苯、三氯甲烷、四氯化碳等；

酮类：丙酮、环己酮等；

酯类：醋酸乙酯、酷酸丁酯、甲基环己烷等；

乙醚类：乙酸乙酯、二氧杂环己烷、糠醛、甲基溶纤剂等；

醇类：甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等；

重合用单分子物体：氯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯等。

该技术适应的行业有：汽车、造船、摩托车、自行车、家用电器、钢琴、集装箱生产厂的喷漆、涂装车间或生产线产生的有机废气；印铁制罐、化式塑料、印刷油墨、电缆、漆包线等流水线产生的有机废气；制鞋粘胶、制革揉革过程中产生的有机废气；污水处理厂、垃圾处理厂、屠宰厂产生的臭气；化学品生产、储藏过程中产生的有机废气；胶卷生产和制药过程中产生的有机废气。