有機(jī)溶劑廢氣處理設(shè)備三、用處理于廢氣的微生物種類

人們發(fā)現(xiàn)，多種微生物有著相同的繁殖環(huán)境，因此，同一裝置內(nèi)可繁殖多種微生物，可以顯著地降低成本。為了獲得更好的降解效果，應(yīng)詳細(xì)了解各類微生物的特性，優(yōu)選菌種，完善培養(yǎng)環(huán)境，以獲得優(yōu)良菌群。按照微生物獲取營養(yǎng)的方式，用于治理含有機(jī)廢氣的菌類一般分為2種：

1. 自養(yǎng)菌

自養(yǎng)菌可以在沒有氧氣和有機(jī)碳的條件下，通過光和氨、硫化氫、硫、鐵離子等的氧化獲得能量，又通過卡爾文循環(huán)從二氧化碳中獲得生長所需的碳，這一類微生物很適合于無機(jī)物的轉(zhuǎn)化。自養(yǎng)菌的能量轉(zhuǎn)換和生長過程比較緩慢，其生物負(fù)荷相對(duì)較低，對(duì)處理無機(jī)污染物而言比較困難，適配菌種比較少。

2. 異養(yǎng)菌

異養(yǎng)菌是通過有機(jī)物和氧來獲取營養(yǎng)及能量的，適合于處理有機(jī)污染物，當(dāng)配以適當(dāng)?shù)臏囟?、酸堿度及氧，能較快地完成對(duì)污染物的降解，因此異養(yǎng)菌獲得了廣泛的使用，被用于包括乙醇、硫醇、甲酚、吲哚、脂肪酸、乙醛等有機(jī)物的降解。

1. 填料

對(duì)填料的要求應(yīng)該具備良好的傳質(zhì)能力，有利于化學(xué)轉(zhuǎn)化的效率，應(yīng)具備以下特性：

a. 良好的微生物生長環(huán)境，適宜的營養(yǎng)物、溫度、濕度、pH、充足的碳源供給。

b. 較大的比表面積。

c. 足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，填料應(yīng)有足夠間隙，防止溫度過高，利于氣體排放。

d. 保有足夠水分，保證微生物的活性。

e. 高孔隙率，增加氣體滯留時(shí)間。

f. 填料體密度低。

2. 溫度

適宜的溫度是微生物生存繁殖的必要條件，要保證菌群的大量存在，必須根據(jù)微生物的適宜溫度維持相應(yīng)的環(huán)境，按照不同種類的菌群的適宜溫度，一般分為3類：

a. 低溫性（<25℃）

b. 中溫性（25—40℃）

c. 高溫性（≧40℃）

通常，利于有機(jī)物和無機(jī)物降解的微生物以中、高溫菌群為主，一般情況下，大多在25—35℃下進(jìn)行，而35℃是大多數(shù)好氧菌群的溫度。溫度還會(huì)對(duì)污染物造成某些影響，例如，溫度會(huì)使有機(jī)物在氣固液各相間發(fā)生轉(zhuǎn)移，溫度過高會(huì)降低有機(jī)物在液相和填料上的吸附。

3. pH值

pH會(huì)極大地影響生命的新陳代謝水平，只有適宜的pH才能保證微生物有的新陳代謝水平，大多數(shù)微生物的適宜pH在4—10，pH在6.5—7.5

4. 溶解氧

根據(jù)微生物新陳代謝與氧的關(guān)系，一般把微生物分為：

a. 好氧微生物

氧的供應(yīng)量與微生物的增長呈正相關(guān)，氧對(duì)好氧微生物的作用有2個(gè)：氧充當(dāng)電子受體；在硫醇類、不飽和脂肪酸合成中提供氧。

b. 兼性厭氧（或兼性好氧）微生物

該類微生物具有脫氫酶和氧化酶，在無氧和有氧環(huán)境中均能生存。在有氧環(huán)境下，氧化酶活性強(qiáng)，細(xì)胞色素及電子傳遞體系的其他組分均正常存在；無氧環(huán)境中，氧化酶不活動(dòng)，細(xì)胞色素及電子傳遞體系的其他組分會(huì)減少甚至全部喪失，通入足夠氧氣后，這些組分的合成會(huì)恢復(fù)。

c. 厭氧微生物

僅生存于無氧條件，只有在無氧條件下才能進(jìn)行發(fā)酵或無氧呼吸。在降解過程中，應(yīng)注意保持無氧狀態(tài)。

5. 濕度

濕度對(duì)降解的過程非常重要：

a. 決定供養(yǎng)水平，如果填料的微孔中80—90%充滿水，則可能是無氧條件；

b. 為微生物活動(dòng)提供水分，足夠的水量能保證污染物*進(jìn)入液相，提高污染物降解率。

c. 填料濕度過低會(huì)導(dǎo)致微生物失活，填料收縮、破裂導(dǎo)致氣流短流；濕度過高，會(huì)使氣流通過濾床壓降增大，停留時(shí)間降低，還會(huì)引起供養(yǎng)不足，形成厭氧區(qū)，產(chǎn)生臭味。實(shí)驗(yàn)表明：填料適宜濕度應(yīng)維持：40—60%；對(duì)于致密的填料和憎水的揮發(fā)性有機(jī)物，含水量維持40% ；而密度較小且多孔的填料和親水性有機(jī)物，含水率不應(yīng)低于60% 。

有機(jī)溶劑廢氣處理設(shè)備生物法處理有機(jī)廢氣是利用微生物的生理過程，把有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單的無害的無機(jī)物，比如CO2、H2O及其它簡單無機(jī)物等，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。自然界存在著各種微生物，能轉(zhuǎn)化大多數(shù)的無機(jī)物和有機(jī)物，針對(duì)廢氣中的有機(jī)物種類，選擇合適的微生物，在一個(gè)有利于微生物生長的環(huán)境中，促使微生物有效地吸收廢氣中的有機(jī)物，通過微生物自身的新陳代謝，把有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害或低毒的物質(zhì)。

利用生物法處理廢氣時(shí)，不需要考慮再生和其他的高級(jí)處理過程，設(shè)備簡單、能耗低、安全可靠、無二次污染，是一種無害的有機(jī)廢氣處理方式。

二、微生物降解過程

生物法處理廢氣需要在液相中進(jìn)行（也可以在固體表面的液膜中進(jìn)行），按照普遍采用的處理流程，一般有四個(gè)步驟：

（1）廢氣中的污染物首先進(jìn)入液相（由氣膜擴(kuò)散進(jìn)入液膜）

（2）液膜中的污染物在濃度差推動(dòng)下擴(kuò)散到生物膜，生物膜內(nèi)的微生物開始吸收并分解有機(jī)物。

（3）微生物將有機(jī)物分解為無害的CO2、H2O及其它簡單無機(jī)物。

（4）生化反應(yīng)產(chǎn)生的無害氣體從生物膜表面脫附進(jìn)入氣相，水保留于生物膜內(nèi)。

整個(gè)過程的速率取決于：

A. 氣相向固相的傳質(zhì)速率（與污染物性質(zhì)及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)有關(guān)）

B. 用于降解的活性生物的質(zhì)量。

C. 活性生物的降解速率（取決于污染物種類、微生物生長環(huán)境等因素）