生物法在大氣污染治理中的應用

吳淑珠，肖 遙

（珠海市南方人力資源服務有限公司，廣東珠海 519000）

在社會經濟發展的過程中，大氣污染問題越來越嚴重。在大氣污染治理中，應用生物法可以起到較好的效果，這對于大氣污染治理整體質量水平的提升是非常有幫助的。生物法治理大氣污染的工藝主要有生物滴濾法、生物過濾法、生物吸收法、生物洗滌工藝、電暈法等。

1 大氣污染治理概述

1.1 大氣污染特點

隨著大氣污染的增加，其對社會環境和經濟發展都會產生較大的危害。目前，我國的大氣污染的主要特征表現為以下三點。①總懸浮顆粒物（TSP）在污染指標中的總量最高，這使空氣質量受到較大的影響；②中國每年使用大量的煤炭等燃料，這類燃料燃燒會導致較為嚴重的大氣污染；③我國機動車保有量由2014年的2.64億輛增長到2020年的3.72億輛，隨著機動車數量的增長，在大氣中，汽車尾氣排放對于大氣污染產生較大的影響，這也是不容忽視的。

1.2 大氣污染分類

有關研究表明，在大氣污染物中，顆粒物對于大氣的危害性較大。大氣的污染源要么是大自然改變得到的污染物，要么是生產活動中產生的污染物。在社會生產的過程中，通過一次污染，可以將物質結合，從而發生化學反應，進而導致二次污染的發生，這對于生態環境的影響是極大的。通過對大氣污染的現狀進行分析，非常細小的顆粒物或者液態形式的顆粒物在大氣中存在，導致氣態物質的化學毒性增強。在大氣中，碳氫化合物等物質能夠對人類的呼吸道進行刺激，甚至會引發死亡事件。

1.3 大氣污染治理現狀

在社會經濟快速發展的時代，環境污染與破壞問題逐漸凸顯。主要表現為三個方面。①問題嚴重。盡管工業污染排放由于行政控制而呈現下降趨勢，但是PM 10和PM 2.5污染在我國重點城市依然十分嚴峻；②少數地方政府不作為問題。在行政控制處于下降趨勢的情況下，污染問題在我國重點城市非常突出；③能源結構短期難以改善問題。目前我國的能源結構存在缺陷，導致出現較為嚴重霧霾現象的城市越來越多。

2 生物法簡述

2.1 生物法的基本概念

生物法的本質是氧化分解的過程，通過生物法凈化廢氣，活性微生物以廢氣中的能源或養分作為生命活動所需要的成分，并對其進行轉換，從而得到一些簡單無機物。可以通過人為的創造適于微生物生存和繁殖的環境，這樣可以使氧化分解有機物的效率極大提升。針對微生物的分類，可以將其主要分為好氧法、厭氧法和生物酶法三種。

2.2 生物法處理廢氣

生化法處理廢氣的機理研究已經有很多，但是統一的理論沒有形成。其中，影響較大的有生物膜理論、吸附-生物膜理論。生物膜是一種性膜結構，通過微生物群體在固體載體表面形成。當微生物處于濕潤環境下的時候，使用廢氣中的有機物為原材料，并將其分解轉化為一定厚度的膜，這種膜能夠起到對微生物的生長和繁殖作用。特別是在處理低濃度或生物可降解性強廢氣的時候，其優點較為突出。

2.3 生物法凈化廢氣的基本原理

生物法，就是采用活性的微生物，將廢氣中的有毒物質及有機組分進行分解。然后，在進行氧化分解的過程中，可以使有毒物質分解為無毒無害的物質。根據生物學知識可知，微生物凈化廢氣的過程中，需要注意三個方面。第一就是要使廢氣中的有毒物質可溶于水。第二是提高污染物的濃度，將污染物進行擴散，從而使污染物到達生物膜上，使生物凈化效率更高。第三是加強微生物新陳代謝方式的實施。生物法凈化的效率提高，主要與污染物的兩個過程有緊密的聯系，一個是污染物的性質，另一個是降解的過程。這兩個過程對于廢氣中污染物的降低非常有幫助。比如，在空氣中，比較多的是甲苯污染物，其水溶性較強，也是微生物碳的來源之一。通過微生物可以對其進行吸收，并氧化分解為無機物等。圖1為生物法凈化廢氣流程圖。

圖1 生物法凈化廢氣流程圖

3 生物法凈化效率的影響因素

3.1 微生物法

在生物法凈化的過程中，微生物是其中最為關鍵的部分。通過微生物，可以加速生物凈化過程的催化。注重微生物的馴化掛膜非常重要，掛膜過程使用的方法一般有直接掛膜法和間接掛膜法兩種。在對微生物種類進行選擇的時候，要依據污染物成分是否單一化來確定。在污染物組成成分單一的情況下，只需要選擇一種微生物就可以了。如果污染物組成成分多樣化，那么就要綜合考慮多個方面的因素。

3.2 填料

填料的質量會影響到生物法廢氣凈化的效果，這是因為，在生物凈化過程中，填料的作用非常大。所以，在制作填料時，務必注意兩個非常關鍵的細節。①填料的理學性質，比如需要控制適當的表面積和密度、孔隙率等，因為這些因素對于生物法的凈化效率的提升是非常有幫助的；②控制好調料的成本，要選擇性價比最高的物質，確保其功能完善。

3.3 壓降

床層降壓在生物法凈化中十分重要，因為這道工序如果沒有處理好，那么廢氣凈化的成本會增加很多。以生物滴濾法中的降壓工序為例，尤其需要注意控制好其中的兩個環節，一個是微生物膜，另外一個是填料。當選用的填料是有機填料時，可以使微生物能夠供應所需物質。在經歷一段時間之后，調料可能會礦化。基于此，可以使降壓工序的次數增加，使廢氣處理的成本增加。在科學技術不斷升級與優化的過程中，現在生物法廢氣凈化中的填料也在逐漸升級，目前用得比較多一點的是無機惰性填料。這種填料的一個好處是可以規避上述現象的出現，從而使污染物中氣體分布均勻度更高，使微生物的接觸更好。

4 生物法凈化廢氣的處理工藝

4.1 生物滴濾法

生物滴濾法就是生物過濾與吸收的集合處理。對于廢氣，一般是將其置于反應容器中進行處理。因而在廢氣的處理中，不僅包括污染物的降解過程，也包括污染物的吸收過程。

生物滴濾法處理工藝需要一個特殊的填料作為基礎，其材質有多種選擇，比如陶瓷和小碎石就是不錯的選擇。這樣處理的目的是為了使微生物的生長環境更好。還需要進行的工序有：對填料表面進行營養化處理、通過替換回流液，從而去除微生物新陳代謝產物。圖2為某工廠所使用的生物滴濾塔圖。

圖2 生物滴濾塔圖

4.2 生物過濾法

生物過濾法在生物法凈化處理工藝中使用年限最長，這些工藝可以對硫化氫等臭味氣體進行處理。在科學技術不斷改進與創新的過程中，生物過濾法所適應的范圍越來越大。目前，在揮發性廢氣的微生物處理中應用較多。通過該項技術的應用，能夠使廢氣中的有機氣體被揮發。另外，該技術對于生物過濾裝置吸附性要求較高，需要使用活性炭等吸附性物質。在這個裝置中，其中的濾料可以附生微生物，通過微生物的吸收轉換，使揮發性廢氣被氧化分解為H2O和CO2等無機物。

4.3 生物洗滌工藝

采用生物洗滌法來凈化廢氣，需要構建一個生物洗滌塔，且生物洗滌塔需要具備一套完整的污泥處理機制，因此洗滌塔的組成部分包括再生池與洗滌塔兩個部分。圖3為生物洗滌器流程圖。

圖3 生物洗滌器流程圖

4.4 電暈法

電暈法逐漸應用至廢氣的處理中，在廢氣處理中，電暈法對于揮發性有機氣體的處理效果較好。電暈法對廢氣處理的原理是在高電壓的反應中，使用高壓脈沖放電，得到OH、O等活性基。通過活性基，可以使有機氣體進行氧化和分解，最終得到無毒無害的物質。

5 結束語

生物法凈化處理工業廢氣的應用前景是非常可觀的，在時代發展與進步的過程中，工業工廠所產生的廢氣在增加。如何對這些廢氣進行高效處理，這需要使用到先進的科學技術以及創新的生物法凈化工序。對生物法凈化效率影響因素，即微生物法、填料、壓降進行合理控制。生物法凈化經濟、節能，且不會產生二次污染，這是其優勢。但是實際操作的過程中，還存在一些問題需要處理，所以，必須就生物法在大氣污染治理中的應用進行進一步探究。