渗滤液处理技术扫盲贴

3种主要净化装置简介
2.1 技术概况
气态污染物的生物净化过程实质实质是利用有孔的、潮湿的介质上聚集的活性微生物的生命活动，将废气中的有害物质转变为简单的无机物（如CO2和H2O）或细胞自身物质。所利用气态污染物的生物净化设施可按为微生物的存在方式和水分、营养的添加方式的差异，可分为3类典型的净化技术：生物滤池、生物滴滤塔和生物洗涤器。
图1、图2、图3分别为生物滤池、生物滴滤塔和生物洗涤器的装置示意图。
图1 生物滤池工艺流程图
21.1生物滤池
生物滤池是由敞开或封闭的容器中一层层的多孔填料床组成。填料可以是堆肥、泥炭块、土壤、塑料滤料、粒状活性炭、陶瓷滤料或者其他适宜的东西，在填料的表面覆盖微生物膜和水。生物滤器的厚度一般为1m，面积视处理气体量和处理效果而定。生物滤池的工艺流程

如图1所示，除尘后的废气经过增湿器润湿后，通过附有生物膜的填料层时，有机污染物就被微生物所降解。在生物滤池中，液相是静止的或者很小的速度流动。生物滤池中的容器可以根据工艺的需要来补充水分，但是要保证连贯的气体通过生物滤池。生物滤池也可以串联运行。
2.1.2 生物滴滤塔
生物滴滤塔的结构同生物滤池的结构类似，它们之间唯一的区别是生物滴滤塔中的水分是从滴滤塔填料的顶部喷淋下来，并逐步地流过滴滤塔的填料，因此，滴滤塔填料的孔隙比生物滤床的多。在多孔的填料床内液相和气相可以以逆流或顺流的方式流动。在净化过程中，气态污染物要经过由气态到固体颗粒表面液膜的传质过程，然后被固体表面生物膜内的微生物降解，生成的二氧化碳气体又沿反方向通过扩散和对流传至气相区，最终排出生物滴滤塔外。生物滴滤塔比生物滤池结构复杂，但对于处理生成酸性副产物的废气（如H2S）时效果比生物滤池好。生物滴滤塔同样可以串联运行。
图2 生物滴滤塔流程图




图2 生物滴滤塔流程图



图3 生物洗涤器流程图

2.1.3 生物洗涤器
生物洗涤器实际上是一个悬浮活性污泥处理系统，它是一个具有三态的流化床，因此，他完全不同与生物滤池和生物滴滤塔。它通常由1个装有填料的洗涤器和1个具有活性污泥的生物反应器构成。第1个反应器是接触式单元，污染物就是在这个单元从气态转移到液态的。污染物与这个单元内的惰性材料进行传质吸附和吸收，同时也与从第2个单元，即生物降解单元过来的活性污泥进行传质吸附和吸收，有少部分污染物是在第1个单元内降解的，其余大部分的污染物都在第2个单元内通过活性污泥的代谢作用被降解。
2.2 3种生物反应器的比较
3种生物反应器的有切点如表1所示
种类 优点 缺点
生物滤池 操作简单，低投资成本，低运行费用。能降解少量的溶于水中的污染物，适合于减少污染物中的恶臭气体。 废弃的体积流量很低，智能处理浓度很低的污染物。过程不能控制，空气流的沟槽要求十分规则。过滤床的使用时间有限，不能任意使用过多的生物量。
生物滴滤塔 操作简单，低投资成本，低运行费用，有能力调节pH值，可以增加营养物质。 过程的控制十分有限，过滤床的使用时间有限。要求中间的空隙要大，不能任意使用过多的生物量。
生物洗涤器 能较好地控制其中的过程，污染物高集中的转移，过程适合于建模，有很高的操作稳定性，可以增加营养物。 高投资成本，高运行费用，能产生过多的生物量，水的处理是一个难题，在吸附阶段可能会堵塞。
2.3 影响反应器性能的因素
2.3.1支撑材料
支撑材料有许多功能。对于这三种类型的反应器来说，这一材料给微生物提供了吸附的地方，伴随着材料吸附力的增加，生物降解的微生物的数目也同时增加。支撑材料的另一种功能是吸附挥发性有机废气，同样的材料吸附力的增加可能会增加生物量利用挥发性有机废气的浓度，因而去除率也相应的增加。
对于生物滤池和生物滴滤塔而言，支撑材料空间的矩阵排列可以提供一些小的沟槽来使空气流和水通过这个反应器。这一支撑材料也可用于提供营养物和缓冲量。然而，材料中间的空隙很可能由于生物量过多的增长或者是反应器中间的支撑材料压实而被堵塞，堵塞材料级可以引起操作压力增加，也可以造成气体断流，因此，对于一个生物滤池和生物滴滤塔来说，正确的设计和操作是十分重要的。对这一问题我们可以采用适当的流态化和逆流，并定期除去过多的生物量来解决。而生物洗涤器就不存在像生物滤池和生物滴滤塔那样堵塞的问题，因为他的床一直是流动的。
对于支撑材料的选择一般基于以下几个原则：最佳的微生物生长环境、较大的比表面积、一定的结构强度、高水分持留能力、高孔隙率和较低的体密度。表2是对各种支撑材料优缺点的比较。
材料 优点 缺点
土壤 一项成熟的技术，适合于处理有恶臭或低浓度的气体，花费较低。 低的缓冲量，低吸附能力，低生物降解率，营养物的供应有限
泥炭和堆肥 一种可用于商业的技术，适合于处理低浓度的有机废气 低的缓冲量，低的生物降解率，营养物的工艺有限
粒状活性炭 高的吸附能力，好的生物量附着力，可以处理高浓度的有机废气，高的生物降解能力 成本高，因为吸附能力高所以很难清洗
粒状陶瓷 易清洗，比活性炭的成本低，高生物降解率 比土壤和泥潭堆肥都要贵
塑料 易清洗，材料易得，价格便宜 无吸附能力，比焦炭贵，生物降解率地
焦炭 价格便宜，材料易得，吸水性好，吸附力强 生物降解率较低
2.3.2 营养物
微生物利用有机化合物的同时需要足够的无机化合物作为营养物，因此，增加一些无机化合物是有必要的，如氮、磷和微量元素（钾、钠、钙、镁和铁），一般它们的比例是BOD：N：P=100：5：1。通常这些矿物质在瑞士的水里或在支撑材料里为细菌提供所需的微量元素。
2.3.3 温度和pH值
气态污染物的去除是一个扩散和生化反应的综合过程，温度的升高有利于气体的传质，但如果温度升高得太快，不仅会使气体污染物在液相中的溶解度降低，而且容易使微生物的酶失活，从而影响整个反应速度。一般的生物反应器可以在25~35℃下运行，很多研究表明，35℃是好氧微生物生长的最佳生长温度。
目前有待研究解决的问题
目前有待研究解决的问题如下：
1、生物技术用于处理低浓度的有机物的技术较为成熟，但对于处理高浓度的有机物来说还有待进一步的研究。
2、对于生物滤池和生物滴滤塔来说，在运行过程中很容易堵塞，所以填料的选择、填料表面性质的提高及其使用寿命还有待研究。
3、筛选并鉴定出适合与特定有机物降解的细菌种类、接种方法和保存方法。
4、建立微生物降解动力学模型，选择适当的运行参数及控制参数，建立系统完整的运行模式等。