朱良超

摘 ? 要：在處理有機氣體方面，生物法較之傳統(tǒng)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(huán)境也不會產(chǎn)生二次污染。本文運用生物濾池法進(jìn)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(jìn)行可以有效去除苯系化合物的菌種的馴化與培養(yǎng)，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(guān)鍵詞：生物濾池 ?苯系有機廢氣 ?處理

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

在環(huán)境治理過程中，人們對揮發(fā)性有機物的處理關(guān)注度不斷提升。在環(huán)境保護(hù)法規(guī)的約束下，化工企業(yè)不斷進(jìn)行生產(chǎn)工藝與管理方式的完善與優(yōu)化，揮發(fā)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(xiàn)惡臭氣體的有效處理?；诖?，本文采用生物濾池法進(jìn)行苯系有機廢氣的處理分析，希望可以凈化環(huán)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(tài)污染物的排放量居于首位，并且種類繁多。據(jù)統(tǒng)計，氣態(tài)污染物中具有毒性的氣體多達(dá)25種，其中，有機物的數(shù)據(jù)就占據(jù)了18種之多，且多來源于工業(yè)領(lǐng)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(huán)境污染的重要危害物質(zhì)。因此，治理大氣污染的重要工作是有效進(jìn)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(fā)展?fàn)顩r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(fā)展的當(dāng)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(dāng)中，生物處理法的應(yīng)用最為廣泛，此方法主要是利用微生物的降解作用而進(jìn)行有機廢氣的處理。對于各種污染物，微生物的適應(yīng)性較強，其可以對污染物進(jìn)行快速的降解與轉(zhuǎn)化，與傳統(tǒng)處理方式相比，生物處理技術(shù)不僅處理效果較為理想，同時可以有效節(jié)約處理成本，對環(huán)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(fā)性有機物以及可降解性有機廢氣處理過程中發(fā)揮出了明顯的優(yōu)勢。

迄今為止，運用生物處理法進(jìn)行污水處理已歷經(jīng)百年，最近幾年才開始運用此方式進(jìn)行工業(yè)廢氣的處理與凈化，20世紀(jì)80年代初期，主要是采用堆肥場進(jìn)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(zhì)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(zhì)的處理。

2 ?生物濾池處理苯系有機廢氣的實驗

多年來，相關(guān)專家不斷進(jìn)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(yè)生產(chǎn)過程中，其所排放的甲苯、二甲苯以及多環(huán)芳徑類污染物都屬于低濃度的揮發(fā)性有機廢氣，這些氣體對人的健康具有極大的危害，嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境。國內(nèi)外專家主要是采用生物化學(xué)法進(jìn)行苯系揮發(fā)性有機廢氣的處理與凈化。實踐分析發(fā)現(xiàn)，生物法對此類廢氣具有良好的處理效果?；诖?，本文以二甲苯為實驗對象，采用生物濾池法進(jìn)行苯系揮發(fā)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(yīng)的填料，通過掛膜以后，實驗所培養(yǎng)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(jìn)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(yǎng)。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(jìn)入反應(yīng)塔內(nèi)，之后再從上面的排氣孔當(dāng)中排放出來。同時，還應(yīng)在上部定期進(jìn)行淋洗液的噴灑，進(jìn)而使反應(yīng)塔中的微生物有充足的營養(yǎng)物質(zhì)供其生長。

2.2 實驗內(nèi)容

（1）微生物培養(yǎng)。

首先要培養(yǎng)出可以降低二甲苯的菌種，本實驗以搖床進(jìn)行菌種培養(yǎng)，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(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而探索出最為適宜的菌種培養(yǎng)條件。首先，應(yīng)準(zhǔn)備多個三角型瓶，將適量營養(yǎng)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(dāng)中，以25℃的溫度進(jìn)行培養(yǎng)，以每分鐘70左右的搖速培養(yǎng)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(fā)現(xiàn)，其中含有大量菌膠團(tuán)，還出現(xiàn)了部分原生動物，此時將溶液傾倒至反應(yīng)柱當(dāng)中，并保證設(shè)備的通氣性良好，此時可開始進(jìn)行掛膜實驗。

（2）生物降解。

在設(shè)備通氣良好的狀態(tài)下，嘗試進(jìn)行生物降解，明確具體的流量計工作曲線，每天進(jìn)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(jìn)行，明確標(biāo)準(zhǔn)流量與實際流量的具體關(guān)系，進(jìn)而對氣體流量進(jìn)行有效控制，調(diào)整進(jìn)氣口加入的二甲苯的濃度而實現(xiàn)生物降解。

（3）分析方法。

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

3 ?實驗結(jié)果討論

3.1 實驗條件

反應(yīng)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(chǎn)生影響，進(jìn)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(fā)現(xiàn)，在變化天數(shù)內(nèi)前幾天的濕度變化較為明顯，后期變化不大，通常所設(shè)置的出口比進(jìn)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(jìn)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(fā)生明顯變化，此時，反應(yīng)器中數(shù)量最多的微生物是豆行蟲，還出現(xiàn)了其他原生動物。在這些微生物的調(diào)節(jié)作用下，溶液的pH值逐漸趨于平衡，不再隨環(huán)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(jìn)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(jìn)行測定，測定結(jié)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(fù)相關(guān)，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(jié)論

在實驗過程中，培養(yǎng)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(tuán)，經(jīng)過7d的培養(yǎng)之后，生物膜生長呈正常狀態(tài)，此時可將苯系有機廢氣加入其中而進(jìn)行生物降解處理?？諝獾臏囟?、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(jìn)氣濃度為800mg/m3時，二甲苯的去除效果最佳，可以達(dá)到70%，甚至可以完全去除。因此，實驗結(jié)果表明，采用生物濾池法可以用于苯系揮發(fā)性有機物的處理，且效果較為理想。

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