生物膜法处理有机废气的研究

    【摘 要】有机废气的危害已为当今共识，治理有机废气污染也成为目前环保工作的重点之
一。本文阐述了有机废气处理技术的发展概况，分析了生物膜法处理有机废气的优势和应用
前景，剖析了其工作机理和两种工艺型式的特点，并对影响其设计和工艺的主要参数进行
了探讨。
　　【关键词】生物膜法；有机废气；处理
　　有机废气是石油化工、橡胶、塑料、涂料、印刷、制药、电缆等众多行业生产加工过程中所
产生的废气。有机废气的组成随行业不同有很大的变化，通常含有烃类、醛类、醇类、酸类、酮
类、胺类等，此外还有含氮、硫、磷及卤素的有机化合物。有机废气中多含有毒性污染物质，
很大一部分是挥发性有机物（

VOCs），具有恶臭和对人体健康有害，一些成分如苯并芘、

多环芳烃等能直接致癌

[1]。治理有机废气已受到许多国家的重视并将其列入环保法规，联

合国也早在

1991 年通过了《有关 VOCs 跨国大气污染议定书》。我国也在最近颁布的一些国

家标准中对

VOCs 排放或含量作出了限制，如 GB 21902-2008《合成革与人造革工业污染物

排放标准》、

GB 24409-2009《汽车涂料中有害物质限量》等。可见，治理有机废气已成为继治

理粉尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物之后又一项环保治理工作的重点，研究有机废气
的治理技术有迫切的现实需求。
　　

1.有机废气处理技术发展概况

　　目前，有机废气的处理技术大致发展为两类：分解消除和浓缩回收。分解消除是利用光、
电、热、等离子以及微生物等作用将有机物转化为二氧化碳和水。浓缩回收则是采用吸收、吸
附、冷凝及膜分离等方式将有机物浓缩回收后再利用。
　　分解消除主要处理没有回收利用价值的有机废气，其技术包括直接燃烧法、催化燃烧法、
电晕法、等离子法和生物法等。浓缩回收用于处理浓度较高且有回收利用价值的有机废气，
其技术有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法等。
　　处理没有回收价值的有机废气，如恶臭气体，采用催化燃烧法虽然净化比较彻底，但
成本比较高，同时也存在二次污染的问题；电晕法、等离子法等技术有比较好的应用前景，
但是实用方面还有一些距离；生物法节能、运行费用低、很少形成二次污染，处理低浓度有
机废气（

<3g/m-3）效果较好，在欧美、日本等国已投入工业化运营。我国应用生物法处理有

机废气虽然起步较晚，但前景广阔，因为在低浓度工业有机废气治理方面缺乏既经济又有
实效的措施，生物法可以发挥十分重要的作用

[2]。

　　生物法主要包括生物过滤法、生物洗涤法和生物滴滤法三种型式，其中生物过滤法与生
物滴滤法主要通过填料表面生物膜中的微生物净化有机废气，所以这两种方法被合称为生
物膜法

[3]。

　　

2.生物膜法处理有机废气的机理和工艺型式特点

　　

2.1 处理机理

　　生物膜法处理有机废气的机理最早是荷兰人

Ottengraf 提出的吸收-生物膜理论，该理

论将有机废气的处理过程分成

3 个步骤：⑴有机废气中的污染物通过扩散由气膜进入液膜；

⑵溶解于液膜中的有机物利用浓度差扩散到生物膜，并被微生物捕获和吸收；⑶微生物通
过代谢作用将有机污染物分解并转化为无害的二氧化碳和水。
　　后来孙珮石等人注意到一些不溶于水或微溶于水的有机物，如甲苯等很难用液膜扩散