生物濾池處理苯系有機廢氣的探究

朱良超

摘 ? 要：在處理有機氣體方面，生物法較之傳統的處理方式處理效率更高，處理成本較低，同時也更加安全，對于環境也不會產生二次污染。本文運用生物濾池法進行苯系有機廢氣的處理研究，選取城市污水處理場的活性污泥作為主要的菌源，運用二甲苯作為底物，利用好氧條件進行可以有效去除苯系化合物的菌種的馴化與培養，并對二甲苯的凈化效果及影響其處理效果的主要因素展開探析。

關鍵詞：生物濾池 ?苯系有機廢氣 ?處理

中圖分類號：X701 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）04（c）-0114-02

在環境治理過程中，人們對揮發性有機物的處理關注度不斷提升。在環境保護法規的約束下，化工企業不斷進行生產工藝與管理方式的完善與優化，揮發性有機廢氣的排放量明顯減少，然而在治理過程中仍存在問題，難以實現惡臭氣體的有效處理。基于此，本文采用生物濾池法進行苯系有機廢氣的處理分析，希望可以凈化環境，減少大氣中有毒有害氣體的含量，保障人們的健康安全。

1 ?治理有機廢氣

1.1 治理有機廢氣的目的

在大氣污染物中，氣態污染物的排放量居于首位，并且種類繁多。據統計，氣態污染物中具有毒性的氣體多達25種，其中，有機物的數據就占據了18種之多，且多來源于工業領域排放的廢氣。這些有機廢氣氣味惡臭，對人體感官的刺激作用極強，部分有機廢氣還具有毒性，對人體的健康有一定的威脅，同時，其也是環境污染的重要危害物質。因此，治理大氣污染的重要工作是有效進行有機廢氣的處理。生物濾池法對有機廢氣具有一定的降解作用，本文將針對苯系有機廢氣的處理方式展開研究。

1.2 有機廢氣治理方法的發展狀況分析

針對有機廢氣的研究較早，眾多處理方式不斷研制出來，也取得了一定的治理成效。其中，針對吸附法、冷凝法以及熱破壞法等方法的研究較為深入。在科技不斷發展的當下，新型有機廢氣處理方法逐漸誕生，除了生物膜法、電暈法、光分解法以外，還有臭氧分解法與離子體分解法。在這些方法當中，生物處理法的應用最為廣泛，此方法主要是利用微生物的降解作用而進行有機廢氣的處理。對于各種污染物，微生物的適應性較強，其可以對污染物進行快速的降解與轉化，與傳統處理方式相比，生物處理技術不僅處理效果較為理想，同時可以有效節約處理成本，對環境的污染也相對較小，管理過程也較為簡捷，其在低濃度揮發性有機物以及可降解性有機廢氣處理過程中發揮出了明顯的優勢。

迄今為止，運用生物處理法進行污水處理已歷經百年，最近幾年才開始運用此方式進行工業廢氣的處理與凈化，20世紀80年代初期，主要是采用堆肥場進行惡臭處理，動物脂肪加工場也是處理惡臭氣體的主要方式之一，這兩種方式對乙醇、丙醇、硫醇等臭味物質具有良好的處理效果，同時也可以用于丁二酮、硫化氫以及氨氣等臭味物質的處理。

2 ?生物濾池處理苯系有機廢氣的實驗

多年來，相關專家不斷進行苯系氣體治理方式的研究，也研究出了眾多有效的處理與控制方法。在工業生產過程中，其所排放的甲苯、二甲苯以及多環芳徑類污染物都屬于低濃度的揮發性有機廢氣，這些氣體對人的健康具有極大的危害，嚴重污染了生態環境。國內外專家主要是采用生物化學法進行苯系揮發性有機廢氣的處理與凈化。實踐分析發現，生物法對此類廢氣具有良好的處理效果。基于此，本文以二甲苯為實驗對象，采用生物濾池法進行苯系揮發性有機廢氣處理的分析。

2.1 實驗裝置

實驗所用裝置為有機玻璃柱，其中填充了相應的填料，通過掛膜以后，實驗所培養的菌種可以附著在實驗裝置中的填料之上。此實驗需在常溫條件下進行，實驗中運用的溶液的pH范圍為4-6，屬于酸性條件，較為適宜真菌的培養。實驗過程中，采用逆流操作的方式使廢氣由下方被水淋濕后進入反應塔內，之后再從上面的排氣孔當中排放出來。同時，還應在上部定期進行淋洗液的噴灑，進而使反應塔中的微生物有充足的營養物質供其生長。

2.2 實驗內容

（1）微生物培養。

首先要培養出可以降低二甲苯的菌種，本實驗以搖床進行菌種培養，其中，二甲苯是唯一的碳源。在實驗過程中，要對溫度、pH值、濃度進行調整，進而探索出最為適宜的菌種培養條件。首先，應準備多個三角型瓶，將適量營養液倒入其中，在各個三角瓶中加入含量不同的二甲苯，確保二甲苯為唯一碳源，將這些三角瓶置于搖床當中，以25℃的溫度進行培養，以每分鐘70左右的搖速培養7d左右。實驗過程中可觀察到瓶中的二甲苯含量明顯增加，其中，pH值較高的三角瓶中溶液最渾濁，通過生物觀察發現，其中含有大量菌膠團，還出現了部分原生動物，此時將溶液傾倒至反應柱當中，并保證設備的通氣性良好，此時可開始進行掛膜實驗。

（2）生物降解。

在設備通氣良好的狀態下，嘗試進行生物降解，明確具體的流量計工作曲線，每天進行不同流量的測量，測量時選用L2B-6以及701-HB2兩種不同的氣體流量計進行，明確標準流量與實際流量的具體關系，進而對氣體流量進行有效控制，調整進氣口加入的二甲苯的濃度而實現生物降解。

（3）分析方法。

明確具體的采樣時間，多次采樣，并進行實驗溫濕度以及pH值的測定，分析實驗變化情況，進而總結出最為適合的溫濕度以及PH值條件。

3 ?實驗結果討論

3.1 實驗條件

反應器中的溫度、濕度以及PH值的改變都會對微生物的繁殖情況產生影響，進而會影響二甲苯氣體的降解效率。

（1）濕度測定：通過分析濕度變化情況可以發現，在變化天數內前幾天的濕度變化較為明顯，后期變化不大，通常所設置的出口比進口更大，因此表明，氣體在填料過程中已被淋濕。

（2）溫度測定：實驗過程中，進氣與出氣的溫度為同步變化。

（3）pH值測定：實驗開始之初溶液的pH值相對較低，實驗初期pH值不斷提升，升至5左右不再發生明顯變化，此時，反應器中數量最多的微生物是豆行蟲，還出現了其他原生動物。在這些微生物的調節作用下，溶液的pH值逐漸趨于平衡，不再隨環境的變化而改變。

3.2 去除效果分析

在測定二甲苯的去除效果時，主要采用氣相色譜儀進行測定，并測算出具體的二甲苯去除率。測定時，先采集氣體樣品，再將之置于氣相色譜儀上進行測定，測定結果表明，二甲苯的去除率超過了86%。二甲苯濃度與去除效率呈負相關，在二甲苯濃度增高的情況下，去除效率會明顯降低。

4 ?實驗結論

在實驗過程中，培養出的微生物種類較多，有鐘蟲、線蟲與輪蟲，還有一定量的絲狀菌以及密度較大的菌膠團，經過7d的培養之后，生物膜生長呈正常狀態，此時可將苯系有機廢氣加入其中而進行生物降解處理。空氣的溫度、濕度以及pH值是影響去除率的主要因素，酸性條件是降解二甲苯的主要條件因素。pH值為5，溫度25℃，二甲苯進氣濃度為800mg/m3時，二甲苯的去除效果最佳，可以達到70%，甚至可以完全去除。因此，實驗結果表明，采用生物濾池法可以用于苯系揮發性有機物的處理，且效果較為理想。

參考文獻

[1] 李大梅，趙李李.生物法處理揮發性有機廢氣的研究概況[J].江西化工，2018（3）：37-39.

[2] 楊斌，蔡建華，戚韓英.生物技術在有機廢氣處理中的應用[J].環境與發展，2019，31（3）：60-61.

[3] 門慧蘋，王爽，李欣，等.生物法凈化揮發性有機氣體的技術研究[J].黑龍江科技信息，2016（16）：44.

[4] 常虹，陶紅.生物濾池處理苯系有機廢氣的研究[J].江蘇環境科技，2007（6）：26-28，31.

[5] 劉超，廖雷，彭娟，等.揮發性有機廢氣生物處理技術研究進展[J].環境工程，2016，34（4）：95-99.