生物法處理印刷廠印刷廢氣

 

印刷廠排放的有機(jī)廢氣具有風(fēng)量***、濃度低的***點(diǎn)。目前，處理技術(shù)主要包括催化燃燒、吸附-催化燃燒，吸附回收技術(shù)也用于相對(duì)集中的工業(yè)園區(qū)。與其他有機(jī)廢氣處理工藝相比，生物法具有處理效率更高、處理成本更低、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無二次污染、安全性更***等***點(diǎn)，***別是對(duì)于生物降解性***的有機(jī)物。印刷廠廢氣的***性正***與生物法處理廢氣的***性相匹配，因此生物氧化法可能成為印刷廠有機(jī)廢氣的有效處理技術(shù)，當(dāng)然需要***量的實(shí)驗(yàn)和理論研究。

 

1.印刷廠有機(jī)廢氣的主要成分及生物處理的基本原理

 

甲苯和乙酸乙酯是廣泛使用的有機(jī)溶劑，存在于許多染料或其他溶劑中，是印刷廠的主要成分。此外，還有苯、二甲苯、異丙醇或正丙醇、丙酮、丁醇、乙醇、乙酸丁酯等。這些成分所占的比例相對(duì)較小，但其長(zhǎng)期排放造成的危害不容忽視。

 

生物凈化是存在于微生物中的氧化分解過程。生長(zhǎng)在填料層中的微生物以廢氣中的有機(jī)成分為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過自身的生長(zhǎng)和代謝，轉(zhuǎn)化為無用的有機(jī)物質(zhì)如CO:和H: 0或細(xì)胞的組成物質(zhì)。根據(jù)***多數(shù)人公認(rèn)的生物膜理論，有機(jī)廢氣的分解要經(jīng)過以下三個(gè)步驟:

 

(1)有機(jī)廢氣***先進(jìn)入填料層與水接觸，并不斷溶解在水中；

 

(2)溶解在水膜中的有機(jī)廢氣在濃度差的推動(dòng)下擴(kuò)散到帶有微生物的生物膜中，被微生物捕獲；

 

(3)微生物利用擴(kuò)散的有機(jī)物作為自身生長(zhǎng)代謝的碳源，通過氧化將其分解為CO2和H2O。

 

2.生物法工藝及設(shè)備

 

目前，有機(jī)廢氣的生物處理主要有三種工藝:生物過濾、生物滴濾和生物洗滌。近年來，生物滴濾技術(shù)在有機(jī)廢氣處理方面贏得了各個(gè)研究者的心，具有系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。

 

2.1生物過濾過程

 

廢氣從塔底進(jìn)入，通過填料層，在填料層被萬芳數(shù)據(jù)中的微生物捕獲、消化、分解為CO2和H2O，從而達(dá)到凈化的目的。該裝置的填料層主要由土壤、鋸末、堆肥等組成，塔***噴灑循環(huán)水，為微生物的生長(zhǎng)提供水分。填料層為微生物提供各種營(yíng)養(yǎng)。

 

2.2生物滴濾工藝

 

這種處理裝置的結(jié)構(gòu)與過濾裝置相似，區(qū)別在于填料層的組成和微生物代謝所需的營(yíng)養(yǎng)液。它的填料層***多由惰性材料組成，如萊西環(huán)、礫石、陶瓷等。塔***的噴淋裝置噴淋營(yíng)養(yǎng)液，先在填料層上形成生物膜，然后不斷為膜內(nèi)微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。有機(jī)廢氣從塔底接觸并擴(kuò)散到生物膜中，被微生物捕獲并分解。

 

3.印刷廠有機(jī)廢氣生物處理的***進(jìn)展

 

甲苯和乙酸乙酯是印刷廠的兩種主要有機(jī)廢氣。當(dāng)甲苯和乙酸乙酯的混合氣體在濾床中停留1分鐘時(shí)，濾床的去除效率達(dá)到90%。

 

利用生物滴濾法可以有效降解印刷廠的有機(jī)廢氣如甲苯、乙酸乙酯等。待處理污染負(fù)荷每天連續(xù)供應(yīng)8 ~ 12小時(shí)，廢氣流量為8400L/h，總VOC維持在550 ~ 750mg/m3的質(zhì)量濃度，每周7天，總?cè)コ蕿?5% ~ 90%。

 

利用生物濾塔對(duì)三苯基混合氣體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，隨著入口濃度的增加，滴濾塔的凈化效率降低，反之亦然。當(dāng)氣體停留時(shí)間為84.8s，苯入口濃度低于132.2mg/m3，甲苯群體濃度為418.2mg/m3時(shí)，不規(guī)則陶粒填料過濾塔對(duì)苯和甲苯的凈化效率也達(dá)到100%。

 

通過生物過濾裝置處理氣態(tài)甲苯和乙酸乙酯混合氣體的研究表明，高濃度的乙酸乙酯和異丙醇會(huì)明顯抑制甲苯的去除效率；異丙醇濃度過高會(huì)明顯抑制生物濾池對(duì)乙酸乙酯的去除效率。

 

生物滴濾塔處理含甲苯廢氣的研究表明，當(dāng)?shù)枯^低時(shí)，生物滴濾塔的性能******降低，但過多的氮源并不能明顯提高去除能力。碳氮比低于17.5的微生物對(duì)甲苯的去除率基本穩(wěn)定在90%以上。

 

4.印刷廠有機(jī)廢氣生物處理的影響因素

 

對(duì)于印刷廠的有機(jī)廢氣，目前生物處理主要有兩種工藝:過濾和滴濾，但沒有對(duì)洗滌工藝處理相關(guān)廢氣的研究。

 

4.1混合有機(jī)廢氣的類型

 

印染廠的有機(jī)廢氣采用生物法處理時(shí)，有機(jī)廢氣中不僅含有甲苯和乙酸乙酯，還含有其他成分的氣體，因此這些氣體的組成和濃度會(huì)對(duì)微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的影響，有些會(huì)促進(jìn)微生物的降解，有些則會(huì)抑制微生物的降解。采用生物過濾處理乙酸乙酯和甲苯混合廢氣，發(fā)現(xiàn)高負(fù)荷乙酸乙酯的存在抑制了甲苯的去除。

 

4.2填料

 

4.2.1填料的類型

 

濾池和滴濾池的填料組成差別很***。過濾器使用有機(jī)填料，如鋸末、堆肥等，因?yàn)樘盍媳旧頌槲⑸锏纳L(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。滴濾塔采用無機(jī)填料，如陶瓷、礫石、拉西環(huán)等。金成功采用聚丙烯網(wǎng)狀纖維為骨架，填充低水溶性有機(jī)礦粉組成的生物填料去除甲苯氣體，取得顯著效果。廖強(qiáng)、田心、朱瑤等。使用陶瓷球填料進(jìn)行生物。

 

滴濾塔可以降解甲苯廢氣，處理效果***。以堆肥和珍珠巖為填料，采用生物濾池去除乙酸乙酯，去除率達(dá)99%以上。

 

4.2.2填料溫度和濕度

 

在微生物的生長(zhǎng)過程中，溫度對(duì)微生物中酶的活性有很***的影響。因此，填料層的溫度應(yīng)保持在微生物生長(zhǎng)的***溫度。嗜溫微生物的***適生長(zhǎng)溫度一般為25℃ ~ 43℃。廖強(qiáng)、田鑫、朱瑤等人利用嗜熱菌去除滴濾床中的甲苯，填充床的***溫度為30 ~ 40℃。

 

就填料的組成而言，填料的濕度僅用于過濾過程。如果濕度過高，引入的氧氣很難進(jìn)入生物膜，使微生物得不到足夠的氧氣，降解效率降低。也可能造成填料和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被沖下，破壞整個(gè)填料層。如果濕度太低，填料層會(huì)開裂，降解菌得不到足夠的水，效率也會(huì)降低。因此，有必要從填料層上方間歇地噴射循環(huán)液體，以保持填料層中足夠的濕度。McNevinD等人研究表明，48印刷質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化2015.2填料的濕度應(yīng)保持在30% ~ 80%(重量)，適宜范圍為40% ~ 60%。

 

4.2.3填充營(yíng)養(yǎng)液和酸堿度

 

微生物所需的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是水、碳源、氮源、無機(jī)鹽和生長(zhǎng)生長(zhǎng)素。在生物滴濾塔中，填料層的pH值可以通過加入營(yíng)養(yǎng)液來調(diào)節(jié)，而濾塔中微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要由填料提供，因此其pH值難以控制。***多數(shù)微生物適宜的生長(zhǎng)環(huán)境是中性pH，因此應(yīng)盡可能避免填料層酸化。黃永冰生物濾池處理低濃度甲苯有機(jī)廢氣的研究中，***pH值為7 ~ 8，處于弱堿性環(huán)境。4.3可降解菌可降解菌是整個(gè)治療中***關(guān)鍵的部分。如果降解菌的選擇不夠準(zhǔn)確，就不會(huì)獲得更***的處理效果。一般廢氣中有機(jī)成分較多，所以基本沒有單一菌株，但***多是復(fù)合菌株。王平宇等人通過正交試驗(yàn)對(duì)影響假單胞菌屬甲苯降解菌生長(zhǎng)的因素進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，甲苯用量>溫度>酸堿度>接種量。

 

5.總結(jié)

 

目前，對(duì)印染廠廢氣中的兩種主要廢氣甲苯和乙酸乙酯的研究已經(jīng)相當(dāng)多，尤其是滴濾工藝和過濾工藝，但***多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，尚未投入實(shí)際應(yīng)用。與其他有機(jī)廢氣處理方法相比，生物法具有投資少、效率高、能耗低等***點(diǎn)，成為研究熱點(diǎn)。

 

目前印刷廠有機(jī)廢氣種類繁多，但研究?jī)H限于一種或一種有機(jī)物，單一降解菌無法處理成分復(fù)雜的有機(jī)廢氣。因此，有必要研究多組分氣體的降解條件，以及各組分之間的相互影響。