淺析節能環保的廢氣處理系統

文 然

（郎溪經濟開發區管委會，安徽 宣城 242000）

近年來，國家在處理環境問題上取得了較好的成績，許多城市的環境污染問題都得到了較好的控制，但是在治理環境的過程中還是有許多值得注意和優化的環節。環境治理最關鍵的就是要處理好廢氣的達標排放問題，要采取更加環保、更加經濟的方式來處理廢氣。廢氣的排放如果不加以控制，會引發酸雨、光化學煙霧等環境問題，尤其是廢氣中的惡臭氣體，不僅會造成大氣污染，破壞生態環境，還會對人體的呼吸系統、循環系統、內分泌系統以及神經系統產生嚴重危害。而我國在高度發展的工業化進程中，有一些企業的污染排放尤為嚴重，所以會導致大氣污染問題愈來越突出。因此，加強對廢氣的處理迫在眉睫，本文論述的廢氣處理系統，主要是基于微生物降解的處理方式，較為節能環保，能夠有效處理廢氣中的惡臭物質。

1 導致大氣污染的主要原因

一是無視資源的節約，沒有形成全民節約、全民愛護環境的意識。二是很多生產方式較為落后，未形成完善的環境保護措施。所以應該建立有償使用的辦法，完善并開發保護機制。由于當前的生態資源市場化機制不健全，使得自然資源的資產價值被低估，因而進一步造成資源被粗獷式開發，環境被破壞，導致可持續發展困難。三是資源節約的法規、標準不完善，專業性人才儲備不足，行政執法不力。資源的開發利用需要有政策方面的研究、技術研發的支持、數據統計的支撐、先進制度的保障和推進改革的決心，這些工作都需要相應的專業人才去操作。然而我國生態保護工作起步較晚，缺少專業性人才，現有人才不了解相關的法律法規，無法適應當前生態文明建設的需要。我國雖然出臺了一系列的法規政策，但是實操性不強，與實際工作存在出入，再加上相配套的法規、政策不完善，相關標準化制度落后，缺乏有效的資源節約和環境保護激勵機制，導致執法人員有法難依，執法不嚴，從而影響了生態文明經濟建設。四是技術裝備落后。數字化、信息化作為未來市場的兩大重要手段，同樣適用于生態保護。為了有效開展生態文明經濟建設，就需要科技手段的支撐。信息化平臺的建設對自然資源的開發、利用、管理、監督和資源的循環利用都具有促進作用，要通過大數據采集信息，因地制宜地制定相關措施和法規。但目前信息化平臺的建設不足，缺乏所需要的基礎數據，無法匹配資源的市場化數據，這些導致資源產出率計算困難，難以評估資源利用水平和變化趨勢等一系列因素，造成相關制度無法落實，政府調節和市場機制無法發揮有效作用。五是缺乏適應的市場經濟體制，無法調動市場的積極性，而單純依靠政府宣傳和執法，沒有調動群眾和企業的積極性，因此，加大了工作難度。

2 廢氣處理的重要性

企業生產過程所排放的廢氣大多會對環境造成危害，這些有毒物質一旦排放到空氣中，將會對人的身體造成極大地影響和危害，同時還會對生態環境造成巨大的破壞。其實，在最近幾年，隨著溫室效應現象越來越嚴重，在一些常年冰凍的地區，如北極、南極也都出現了氣溫升高，冰雪融化的現象[1]，對當地動物的生存環境造成了嚴重威脅。在我國西藏地區，有大片凍土，這些凍土在受到氣候變暖的影響下逐漸出現了融化，導致凍土地區的地基下沉，極大地影響了當地的基礎設施建設，對于國家的經濟發展也造成了嚴重的影響。因此，處理好工業廢氣對于生態平衡和環境保護具有非常重要的作用和意義。

3 常用的廢氣處理技術

3.1 熱力焚燒法

熱力焚燒法的本質是以高溫的方式，持續對廢氣進行灼燒以分解廢氣中的惡臭物質。但是采用這種方式的經濟成本較高，并且采用熱力焚燒法時需要明火，存在安全隱患，雖然這種方法具有一定的作用和效果，但是目前使用得并不多。

3.2 吸附法

吸附法是通過使用一些比表面積大的物質來吸附廢氣中的惡臭物質。常用的吸附劑有活性炭、活性氧化硅和硅膠等，這些物質都具有極好的耐受能力，能夠在較為極端的環境下完成吸附工作。這種吸附法當前較為常見，因為其性價比高，使用范圍廣，具有較高的環保價值。需要注意的是，當吸附劑達到吸附飽和后要定期更換，否則處理效果會大幅降低，甚至完全失去吸附能力。此外，使用后的吸附劑屬于危險廢物，要交給有處置資質的單位進行處理。

3.3 催化氧化法

催化氧化法是在一定的壓力和溫度條件下，通過專門的催化劑來降低有機物氧化分解的溫度，從而讓廢氣在不消耗燃料的情況下，發生氧化反應。該方法的原理是在反應塔內裝填固態填料，填料內部復配多介質催化劑，當惡臭氣體在引風機的作用下穿過填料層，與通過噴嘴噴出的液相復配氧化劑在固相填料表面充分接觸，并在多介質催化劑的催化作用下，充分分解惡臭氣體中的污染因子，使分解后的氣體能夠滿足環保的排放要求。

4 環保廢氣處理技術與工藝流程分析

4.1 環保廢氣處理技術

目前常用的廢氣處理技術主要有兩種，第一種是分解技術，在分解技術中主要是通過化學或生物的方式來處理廢氣；第二種技術是回收技術，主要是通過一些物理的處理方式對廢氣進行處理。無論采用哪一種方法，都具有其自身的的特點和適用范圍[2]，詳見表1。

表1 廢氣處理技術的分類

在選擇具體的工藝方法時，首先應當考慮污染源的特性，如氣體的流量、污染物的濃度等，其次，還要考慮不同技術的處理效果，以及所涉及到的投資成本等各種因素。采用微生物處理方法，其工藝流程與設備都極為可靠，整體管理難度較低，使用范圍較廣。生物處理法的本質就是選取合適的微生物來吸收、分解惡臭物質，這些微生物會把惡臭物質作為養分，通過自身的新陳代謝將有害物質轉化成無害物質，該工藝過程主要分為三個階段：第一階段：將廢氣中的惡臭物質與水接觸，并溶于水；第二階段：當惡臭物質溶于水后，水中的微生物開始吸收這些惡臭氣體，并把氣體吸附于體內；第三階段：生物體內的惡臭物質開始被分解、轉化并應用，成為無臭物質。

利用微生物法處理廢氣的系統主要有：生物濾池、生物滴濾池、生物洗滌池等，其具體優缺點見表2。

表2 三種生物處理工藝優缺點的比較

4.2 廢氣生物處理系統的工藝流程

當前，污水處理廠實際作業時所排放的廢氣中含有多種惡臭污染物，這些污染物對環境的破壞極大。基于此，本次設計的環保廢氣處理系統主要采用生物滴濾池和生物濾池組合的方式，以有效處理廢氣中的惡臭氣體。這種組合式的除臭工藝，具有較高的環保性能。具體的設置方式如下[3]：

（1）在設計本次裝置系統時，最主要同時也是最重要的就是要設計出專門用來過濾廢氣的濾室，為了能夠有效確保過濾掉廢氣當中的惡臭物質，濾室的設計應采取兩層濾室的設計方式，兩層濾室都分別裝了生物填料，通過生物填料來過濾這些惡臭物質。在設計時還需要考慮通風的效果，因此，還設計了專門的進、出氣口，以確保濾室內部的氣流暢通。

（2）針對兩層濾室的設計，前一級濾室中的生物滴濾池填料主要是以惰性填料為主，這種填料的特點為表面積足夠大，且具有較高的孔隙率，單個的質量較低，因此風阻較小，在實際投入使用時不容易出現堵塞的情況。

（3）后一級濾室的濾池采用的是一種天然有機填料，這種填料本身帶有微生物菌，因此不需要在這種填料中再放入其他的營養物質，通過這種有機填料能夠高效分解吸入的廢氣，氧化降解掉廢氣中的惡臭物質。

（4）填料之間的配比要適當，能夠讓生物填料具有較強的強度，可以承受一定的壓強而不會出現變形，且兩層濾室之間具有較好的通氣能力，從而較好地構成適合微生物生長的環境，搭建出能夠有效處理廢氣的一個多單元的組合式生物處理系統。

（5）廢氣在經過封閉的收集系統后，其濕度會因此增加，在抽風機的作用下，會被帶入到生物滴濾池內，然后再受到填料中硫氧化菌等細菌的影響和作用，使廢氣中的惡臭氣體硫化氫經過微生物降解成硫酸。隨后，廢氣再進入第二層濾室，剩余的惡臭有機物會在這一層被降解為水和二氧化碳等產物。

（6）廢氣通過兩層濾室之后，所排放出來的凈化氣體符合國家標準，能夠直接排入到大氣中，具體的工藝流程如圖1所示。

圖1 廢氣生物處理系統工藝流程圖

4.3 系統運行的控制

在本次設計中，廢氣處理系統的正常運行需要注意填料層的微生物供氧、填料層的壓強、濕度和內部的溫度等環境因素。因為這些環境因素的變化，比如進口處的廢氣流量等會對實際的廢氣降解效率帶來影響，因此需要關注這些變量，尤其是生物滴濾池填料中pH值的變化以及其內部溫度的變化等對于填料層的降解能力具有極為重要的影響。

4.3.1 填料濕度的控制

為了確保填料中的微生物具有一定的活力，能夠持續對廢氣進行降解，需要注意微生物所處環境的濕度。只有當環境達到一定濕度時，微生物才能較好地發揮出自身的降解能力。對此，在濾室中可以設計專門用于噴灑的工具，采取循環水的形式不斷對填料進行噴灑，但是需要合理控制生物滴濾池底部循環儲水槽的液位，確保水液的位置保持在合理范圍內，防止濕度過高。

4.3.2 溫度的控制

溫度的控制與選擇會極大地影響生物滴濾池的處理效果。首先，溫度的高低會影響細菌的實際生長和繁殖能力，目前，適合微生物生長的溫度一般控制在25 ℃左右，也有的學者認為35 ℃是生物反應的最合適溫度，因為溫度會對生化反應速率有所影響，生化反應速率會隨著溫度的升高而升高。然而，當溫度升高的時候，雖然能夠加快微生物的代謝速率，但是會導致微生物整體附著性的降低，使其吸附能力減弱，最終會導致整體處理效果的下降，不利于實際的處理過程。因此，在控制溫度的方式上，可以結合循環水的方式來進行預處理，合理地控制溫度的高低。

4.3.3 pH值的控制

在設計本系統時，主要是通過中性細菌來對廢氣進行降解，由于在降解H2S的過程當中，會產生H2SO4等物質，這些產物不斷積累會出現酸化現象，導致填料的pH值呈強酸性。為了能夠確保微生物可以在這種環境中正常生長，同時減少對生物濾池裝置的腐蝕性，可以在循環水中適當地加入一些堿液來調節生物濾池pH值，也可在生物濾池的填料中事先加入一些石灰石等物質，從而使整個系統保持在一個比較穩定的pH值范圍內。

5 結論

根據專業的數據調查報告顯示，在全世界范圍內，每年所排放的大量廢氣中含有上百種有害物質，這些物質嚴重地影響著地球的空氣質量。而這些危害物中的硫化氫氣體，是污水處理廠排放廢氣中主要的惡臭物質，給人們的生活帶來十分嚴重的危害。因此，相關部門需要高度重視惡臭氣體的處理，需采用合理的措施治理廢氣。本文所提出的一種基于微生物降解的廢氣處理系統，其整體造價不高，且具有一定的實用性。在該系統中，共設計了兩個濾室，通過這兩個濾室可有效分解廢氣中的有害氣體，從而實現廢氣的有效處理。在設計該系統時，需要考慮濾室中微生物的生存環境問題。首先要考慮到濕度的問題，可通過循環水的方式確保微生物能夠獲得一定的水分，保持在一定的濕度，其次，還要考慮到微生物所處環境的pH值，最后，還要考慮微生物所處環境的溫度。