福建高科生物法凈化揮發(fā)性有機廢氣
來源：福建高科環(huán)保研究院有限公司 閱讀：3050 更新時間：2008-05-22 09:49揮發(fā)性有機化合物（Volatile Organic Compounds，以下簡稱VOCs）是指在常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa，常壓下沸點小于260℃的液體或固體有機化合物，該定義表明大多數(shù)的有機物均為揮發(fā)性有機化合物，如常見的醛類、醇類、醚類、烷烴和芳香烴等均屬于揮發(fā)性有機化合物。揮發(fā)性有機廢氣通常被簡稱為有機廢氣。
VOCs對環(huán)境和人體健康有非常嚴(yán)重的危害。大多數(shù)VOCs有毒、有惡臭、部分VOCs胡致癌作用，如長期吸入含有苯的氣體可以導(dǎo)致再生障礙性貧血，并最終導(dǎo)致白血病。為此，我國大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996）中對14類VOCs規(guī)定了最高允許排放濃度、最高允許排放速率和無組織排放限值。
VOCs廢氣的凈化方法有很多種，主要包括常規(guī)的物理化學(xué)方法；燃燒法、吸收法、冷凝法、吸附法等。這些方法不同速度地存在投資和運行費用高，存在二次污染等不足之處，尤其對于低濃度有機廢氣的凈化。
生物法凈化揮發(fā)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(yīng)能力的特點，對其進(jìn)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(zhuǎn)化為無害的、簡單的物質(zhì)（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(yōu)點。同時，生物法凈化有機廢氣具有設(shè)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(tǒng)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(xué)吸收法 | 60 | 8 | 1 |
| 活性炭吸附法 | 20 | — | — |
| 生物法 | 8 | 0 | 0.6 |
最早，生物法在氣體凈化方面的應(yīng)用主要在于氣體除臭。最近，由于技術(shù)的發(fā)展，該方法已逐漸應(yīng)用于有機廢氣的凈化。在國外，養(yǎng)雞場、屠宰場、污水處理廠等的氣體凈化已經(jīng)有生物法的工業(yè)裝置運行。例如日本一家污水處理廠用含有臭氣的空氣，作為曝氣空氣送入曝氣池，同時進(jìn)行廢水和廢氣的處理，取得脫臭效率達(dá)99%的效果。日本一鑄造廠采用此法處理含胺、酚和乙醛等污染氣體時，設(shè)備采用二級脫臭裝置，裝置運行十多年來一直保持較高的去除率。德國開發(fā)的二級脫臭裝置，臭氣自下而以經(jīng)二級脫臭裝置后，濃度從2100mg/L降至50mg/L，且運行費用極低。
生物法的凈化揮發(fā)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(nèi)部的擴散;生物膜內(nèi)的降解反應(yīng);代謝產(chǎn)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(nèi)的降解反應(yīng)是最為重要的，因為它是氣液相傳質(zhì)及液膜和生物膜內(nèi)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(huán)已烷、乙醚、二 烷、二氯甲烷及1，1，1一三氯甲烷等物質(zhì)，其可生物降解性較差，則不宜采用生物法。目前，該技術(shù)的發(fā)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(shè)備體積。到目前為止，我們已經(jīng)進(jìn)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(jié)果，當(dāng)氣體停留時間在17.0s～97.5s的范圍內(nèi)，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(dá)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(jìn)一步降低。
