大气污染的生物治理技术省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1第四章第四章 大气污染大气污染生物治理技术生物治理技术v第1页主要内容主要内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 生物吸收法生物吸收法第三节第三节 生物过滤法生物过滤法2v第2页3第一节第一节 概述概述v第3页4废气生物处理废气生物处理 利用微生物以废气中有机组分作为其生利用微生物以废气中有机组分作为其生命活动能源或其它养分，经代谢降解，转化命活动能源或其它养分，经代谢降解，转化为简单无机物（二氧化碳、水等）及细胞组为简单无机物（二氧化碳、水等）及细胞组成物质。成物质。v第4页5u废气微生物处理于废气微生物处理于19571957年在美国取得专利，年在美国取得专利，但到但到19701970年代才开始引发重视，直到年代才开始引发重视，直到19801980年年代才在德国、日本、荷兰等国家有相当数量代才在德国、日本、荷兰等国家有相当数量工业规模各类生物净化装置投入运行。工业规模各类生物净化装置投入运行。u废气生物处理对许多普通性空气污染物去除废气生物处理对许多普通性空气污染物去除率可到达率可到达9595以上。以上。废气生物处理废气生物处理 v第5页6废气主要起源废气主要起源u人类生产及生活中燃料燃烧。人类生产及生活中燃料燃烧。u生产活动，比如化工、冶金、屠宰、污水处生产活动，比如化工、冶金、屠宰、污水处理及垃圾处理等工厂所产生废气。理及垃圾处理等工厂所产生废气。v第6页7废气处理方法废气处理方法u理化法理化法当前主要采取方法，如燃烧、吸附、吸收和还原当前主要采取方法，如燃烧、吸附、吸收和还原等。工艺或设备较复杂，运行费用较高；用于处等。工艺或设备较复杂，运行费用较高；用于处理一些恶臭废气时，效果不甚理想。理一些恶臭废气时，效果不甚理想。u生物法生物法含有处理效率较高、适应性较广、工艺较简单以含有处理效率较高、适应性较广、工艺较简单以及费用较省等优点。及费用较省等优点。v第7页生物法处理废气原理生物法处理废气原理u与废水生物处理过程最大区分在于：废气中有机物与废水生物处理过程最大区分在于：废气中有机物质首先要经历由气相转移到液相质首先要经历由气相转移到液相(或固体表面液膜或固体表面液膜)中传质过程，然后由液相中传质过程，然后由液相(或固体表面液膜或固体表面液膜)被微生被微生物吸附降解。物吸附降解。u荷兰科学家荷兰科学家Ottengraf提出生物膜理论解释废气净化提出生物膜理论解释废气净化原理。原理。8v第8页9生物法处理废气原理生物法处理废气原理溶剂溶剂吸收吸收吸附吸附降解降解废气废气净化气体净化气体1 1、溶解过程、溶解过程 废气与水或固相表面废气与水或固相表面水膜接触，污染物水膜接触，污染物溶于水中成为液相中溶于水中成为液相中分子或离子，这一分子或离子，这一过程是物理过程。过程是物理过程。2 2、吸附过程、吸附过程溶于水中污染物被溶于水中污染物被微生物吸附、转入微生物吸附、转入微生物体内。微生物体内。3 3、生物降解过程、生物降解过程进入微生物细胞进入微生物细胞污染物作为微生物污染物作为微生物生命活动能源或生命活动能源或养分被分解和利用，养分被分解和利用，从而使污染物得以从而使污染物得以去除。去除。有机成份有机成份无机物无机物v第9页10废气生物处理特点废气生物处理特点u适宜处理挥发性有机化合物适宜处理挥发性有机化合物 (volatile organic(volatile organic compoundscompounds，VOCs)VOCs)以及其它有毒或有臭味气体，以及其它有毒或有臭味气体，如如NHNH3 3和和H H2 2S S等。等。u适宜处理水溶性强、易生物降解气体。适宜处理水溶性强、易生物降解气体。v第10页11废气生物处理特点废气生物处理特点u去除效率高去除效率高普通空气污染物去除效率超出普通空气污染物去除效率超出9595。u投资少，运行费用低投资少，运行费用低不需要投入额外化学品不需要投入额外化学品;化学法则需加催化剂和氧化剂等，如次氯酸盐、化学法则需加催化剂和氧化剂等，如次氯酸盐、过氧化氢、二氧化氯等。过氧化氢、二氧化氯等。v第11页12废气生物处理类型废气生物处理类型u依据微生物在有机废气处理过程中存在形式依据微生物在有机废气处理过程中存在形式不一样分类不一样分类生物吸收法生物吸收法(bioscrubbing)(bioscrubbing)（生物洗涤法）；（生物洗涤法）；生物过滤法生物过滤法(biofiltration)(biofiltration)，经典形式有：生，经典形式有：生物滤池物滤池(biofilters)(biofilters)、生物滴滤池、生物滴滤池(biotrickling filters)(biotrickling filters)。v第12页13第二节第二节 生物吸收法生物吸收法v第13页14生物吸收法生物吸收法 利用由利用由微生物、营养物和水微生物、营养物和水组成微生物吸组成微生物吸收液处理废气，适合于吸收可溶性气态有机收液处理废气，适合于吸收可溶性气态有机物。吸收了废气吸收液再进行好氧处理。物。吸收了废气吸收液再进行好氧处理。v第14页15生物吸收法生物吸收法u生物吸收法装置普通由生物吸收法装置普通由吸收室吸收室和和再生池再生池两两部分组成，吸收室和再生池分开设置。部分组成，吸收室和再生池分开设置。u吸收主要是物理溶解过程，采取吸收设备吸收主要是物理溶解过程，采取吸收设备有喷淋塔、筛板塔、鼓泡塔等。有喷淋塔、筛板塔、鼓泡塔等。v第15页16再生池再生池v第16页v第17页18u吸收液从吸收室顶部喷淋而下，使废气中吸收液从吸收室顶部喷淋而下，使废气中污染物和氧转入液相，实现物质转移；污染物和氧转入液相，实现物质转移；u吸收废气吸收液流入再生池中，通入空气，吸收废气吸收液流入再生池中，通入空气，有机物被活性污泥氧化除去。有机物被活性污泥氧化除去。生物吸收法生物吸收法v第18页19生物吸收法生物吸收法u吸收液组成吸收液组成微生物、营养物和水：微生物、营养物和水：适合处理水溶性强气态污适合处理水溶性强气态污染物，如醇类、酯类、醛类和酮类等。染物，如醇类、酯类、醛类和酮类等。污水处理厂剩下活性污泥污水处理厂剩下活性污泥配制混合液作为吸收剂配制混合液作为吸收剂可用于处理复合型臭气。可用于处理复合型臭气。v第19页20生生物物吸吸收收装装置置 v第20页21第三节第三节 生物过滤法生物过滤法v第21页22生物过滤法生物过滤法 利用附着有微生物利用附着有微生物固体颗粒固体颗粒吸收废气中吸收废气中污染物，然后微生物再将其转化为无害物质。污染物，然后微生物再将其转化为无害物质。u分类分类生物滤池生物滤池(biofilters)(biofilters)生物滴滤池生物滴滤池(biotrickling filters)(biotrickling filters)v第22页23生物滤池生物滤池 微生物附着生长于固体填料上，废气经微生物附着生长于固体填料上，废气经过由填料组成固定床时被吸附或吸收，最终过由填料组成固定床时被吸附或吸收，最终被微生物降解。被微生物降解。v第23页24生物滤池工艺流程图生物滤池工艺流程图v第24页25生物滤池生物滤池v第25页生物滤池生物滤池u杭州七格污水处理厂土壤除臭26v第26页27生物滤池生物滤池u生物滤池内填料是一些含有生物滤池内填料是一些含有吸附性吸附性填料，惯填料，惯用填料有用填料有土壤和堆肥土壤和堆肥。这些材料为微生物附。这些材料为微生物附着和生长提供表面。着和生长提供表面。v第27页28滤料选择滤料选择u土壤土壤腐殖土为好，其它土质需要改良，有效厚度不应腐殖土为好，其它土质需要改良，有效厚度不应小于小于50cm50cm，土壤水分，土壤水分40407070，u堆肥堆肥原料惯用污水处理厂污泥、有机垃圾和畜粪以及原料惯用污水处理厂污泥、有机垃圾和畜粪以及植物凋谢物。须筛选，滤层要均匀、疏松，空隙植物凋谢物。须筛选，滤层要均匀、疏松，空隙率率4040，滤料须保持湿润，滤层含水量不低于，滤料须保持湿润，滤层含水量不低于4040，但不能有积水。滤层保持适当温度。，但不能有积水。滤层保持适当温度。v第28页29u生物滤池适合用于生物滤池适合用于处理肉类加工厂、动物处理肉类加工厂、动物喂养场、污水处理厂和堆肥厂喂养场、污水处理厂和堆肥厂等产生废气。等产生废气。u这类废气主要特点是浓度不高，但带有强这类废气主要特点是浓度不高，但带有强烈臭味。烈臭味。生物滤池生物滤池v第29页30生物滴滤池生物滴滤池u生物滴滤池主要由箱体、生物活性床层、生物滴滤池主要由箱体、生物活性床层、喷水器等组成。喷水器等组成。u循环液从生物滴滤池上方喷淋而下。循环液从生物滴滤池上方喷淋而下。u废气经过预处理室去除颗粒物和增湿后进废气经过预处理室去除颗粒物和增湿后进入滤床底部。入滤床底部。u填料表面微生物吸附降解废气中有机物。填料表面微生物吸附降解废气中有机物。v第30页31v第31页32v第32页33生物滴滤池生物滴滤池u滤料使用人工材料，如碎石、陶瓷、塑料或滤料使用人工材料，如碎石、陶瓷、塑料或金属等，使用颗粒状或有空隙材料，床层厚金属等，使用颗粒状或有空隙材料，床层厚度普通在度普通在0.50.51.0m1.0m。v第33页34生物滤池与生物滴滤池区分生物滤池与生物滴滤池区分u填料不一样填料不一样生物滴滤池使用如生物滴滤池使用如碎石、陶瓷、塑料等填料，不碎石、陶瓷、塑料等填料，不含有吸附性，填料之间空隙很大，含有吸附性，填料之间空隙很大，u有没有循环液有没有循环液生物滴滤池有循环液，循环液流过填料床层，能生物滴滤池有循环液，循环液流过填料床层，能够控制滴滤池水相够控制滴滤池水相pHpH，也可补充营养物质。，也可补充营养物质。v第34页35应用应用u生物过滤法已成功地用于化工厂、食品厂、生物过滤法已成功地用于化工厂、食品厂、污水泵站等方面废气净化和脱臭。污水泵站等方面废气净化和脱臭。u污染物包含硫化氢、二硫化碳、苯乙烯、甲污染物包含硫化氢、二硫化碳、苯乙烯、甲苯、丙烷、异丁烷、苯酚、乙醇、四氢呋喃、苯、丙烷、异丁烷、苯酚、乙醇、四氢呋喃、环已酮、甲基乙基甲酮等。环已酮、甲基乙基甲酮等。v第35页36三种生物处理工艺应用三种生物处理工艺应用u生物吸收法：生物吸收法：适宜处理废气量较小、浓度大、适宜处理废气量较小、浓度大、易溶且生物代谢速率较低废气。易溶且生物代谢速率较低废气。u生物滤池：生物滤池：适宜处理废气量大、浓度低废气。适宜处理废气量大、浓度低废气。u生物滴滤池：生物滴滤池：适宜处理负荷较高以及污染物适宜处理负荷较高以及污染物降解后生成酸性物质废气。降解后生成酸性物质废气。u当前，在废气处理实践中，生物滤池系统使当前，在废气处理实践中，生物滤池系统使用最多。用最多。v第36页37展展 望望u反应动力学模型研究；反应动力学模型研究；u填料特征研究；填料特征研究；u动态负荷研究；动态负荷研究；u设备研究开发。设备研究开发。v第37页38作业作业u微生物脱氮除磷原理是什么？微生物脱氮除磷原理是什么？v第38页