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生物法处理VOCs有机废气的适用范围及注意事项

2022-03-29 14:30:57 东莞市中仁环保科技有限公司 阅读

生物法处理废气是与物理吸收、吸附,化学燃烧法等并列的废气治理技术之一,生物法处理VOCs 的研究最早由美国开始,自20世纪70年代在国外大规模兴起。在国内生物法通常用于废气除臭项目,而在国外则较多应用于生产工艺的工业生产废气环节,也进一步说明此技术有较大的应用领域待开发。生物法是利用微生物对于污染物的生化降解性能以实现在常温常压下的废气处理,达到净化的目的。整个工艺运行安全和节能,不需要使用天然气,二次污染产生极少,如果能够针对污染物选择合适的微生物菌种以及运行参数,可给生产企业的VOCs尾气治理带来一个优化的工艺选择,与现有的废气技术形式互补,在一定程度上可扭转生产企业面临的环保与安全相矛盾局面。

1、生物法处理VOCs适用范围

以目前主流的RTO技术来讲,其主要适用于燃烧值高或易燃的化合物,如苯系物(苯、甲苯、二甲苯)、醇类等,同时浓度达到一定数值后废气可直接进入RTO进行焚烧,效率高,无需额外补充天然气;但若遇到VOCs浓度低的工况,特别是一些大风量低浓度的涂装、包装类废气,则前端需配置沸石转轮进行吸附浓度,以达到净化处理的目的。每种技术都有各自的优缺点和适用范围,仍有部分工况是不适宜用RTO或其它工艺处置的,举例如低浓度废气且沸石吸附脱附效率不高的,如甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、环己烯、胺类等;在高温易发生聚合反应或难以脱附的,如苯乙烯、苯酚、丙烯酸(酯)、丙烯腈、丁二烯等聚合单体。

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一些中低浓度、难以被沸石转轮吸附或高温易发生聚合的VOCs废气工况,则可能适用于生物法。因生物法与燃烧法不同,需要一定的停留时间才能将污染物捕捉并降解,因此往往适合于中低浓度废气(通常进气浓度<1000 mg/m3),且前端无需浓缩,如苯酚、甲醇、乙醇、甲醛、胺类等物质均可进行处理。若选择合适的微生物菌种和运行工艺,低浓度的疏水性物质,如苯乙烯、二甲苯、环己烯等物质,甚至低浓度卤素、硅氧烷也可采用生物法进行有效处理,出气达标。以下为不同VOCs处理工艺的适用范围简述:

工艺名称

适用工况参考浓度(mg/m3

适宜的污染物种类

不建议进入的污染种类

RTO

一般>2000mg/m3

绝大多数易燃烧的有机化合物,如苯系物、醇类等,低浓度的也可进RTO焚烧,天然气等燃料消耗会多些

胺类(三乙胺、二甲胺、苯胺等)、卤素(二氯甲烷、二氯乙烷等)、硅烷类、硫化氢、环氧类(环氧乙烷、环氧丙烷等)

沸石-RTO

一般100~800 mg/m3,且气体中粉尘需控制、湿度<80%RH

易吸附、易脱附的气体分子,如苯、甲苯、二甲苯等

1)不易吸附的气体分子,沸点低于40℃、C4以下烷烃、烯烃、卤代烃:甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、环己烷、二氯甲烷等;(2)高温发生聚合或沸点高于260℃不易脱附的气体分子:苯酚、苯乙烯、丙烯酸(酯)、丙烯腈、丁二烯等聚合单体、二乙二醇丁醚、三乙醇胺、邻苯二甲酸酯类三甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇、乙二醇、癸烷、NMPDMSODEF、丁内酯;(3)使吸附剂失活的分子:异氰酸酯、硅烷偶联剂等活性化合物

生物法

一般100~1000 mg/m3,对于湿度无要求,气体温度若高于37℃则增设降温预处理

醇类(甲醇、乙醇、乙二醇等)、酮类(丙酮、丁酮等)、醛类(甲醛、乙醛、丁醛等)、酚类(苯酚、甲酚、腰果酚等)、羧酸类(甲酸、乙酸、丙烯酸等)、酯类(乙酸乙酯、乙酸甲酯等)、胺类(苯胺、三乙胺、二甲胺等)、低浓度氯代物和硅氧烷、硫化氢、氨气等;低浓度苯系物(苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等,浓度<100 mg/m3

溴化物、氟化物、高浓度苯系物

2、生物法处理VOCs废气注意事项

(1)微生物种类的选择。影响生物法处理废气效果的最重要的因素是微生物的选择是否合适,即微生物菌种对废气中的VOCs成分是否具有针对性、定制化的降解活性。例如,普通活性污泥的针对性和定制性就较差,仅能用于一般市政污水站废气除臭,而生产废气或者化工污水站废气则需要选择更具针对性和定制性的微生物菌种,以便于达到预期的处理效果。

(2)填料选择。填料是微生物的载体,需将微生物定植在填料上从而与气体污染因子进行接触、捕捉,完成生物降解。因此要求填料要有足够大的比表面积,附着多的微生物,常规填料比表面积>2800 m2/m3。

(3)运行参数控制。影响微生物活性的运行参数主要包括温度和pH。一般情况下最适宜温度应在25~37℃之间,若高于37℃需增设降温装置,如前置喷淋塔,若低于25℃则需考虑加热,常规方式有电加热、导热油和蒸汽。最佳pH在5.5~8.0之间,可通过酸碱计量泵来实现自动控制。

来源:VOCs减排工作站



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