废气生物净化技术简介

废气生物净化技术简介卢自金博士废气生物净化是采用微生物降解废气中的污染物质.固定在生物净化器填料上的生物膜能使废气中的有机物质(VOC等)降解,生物膜中的微生物一方面以废气中的污染物为养料,进行生长繁殖；另一方面将废气中污染物降解为CO2和H2O，达到净化废气的目的。生物膜中的微生物自身生长繁殖能力强,长时间不需要更换,不需要添加任何化学物质,不存在二次污染,投资及运转成本低。因此，本产品市场潜力巨大，市场前景广阔。1.技术负责人及技术骨干基本情况技术负责人：卢自金，德国柏林工业大学,环境与生物工程,博士,加拿大多伦多大学博士后卢自金：男，出生于1962年，德国柏林工业大学环境工程博士,加拿大多伦多大学博士后，加拿大政府认可的注册高级环境工程师。技术专长：环境与生物工程，用生物法处理废气与废水项目的研究、开发、工程应用与管理。本人具有丰富的国际,国内环境与生物工程的经验.从事过德国,加拿大,美国及我国的环境工程项目的研究、开发、工程应用与管理达20多年。.2.废气生物处理技术发展现状本项目国内外发展现状、存在的主要问题及近期发展趋势简述：早在1920年，在德国，人们就对废水处理厂的废气进行过一些处理，当时将恶臭气体通过装有泥土的过滤器，发现气体经过泥土过滤器后，臭气的臭味可以得到降低。当时，人们认为是泥土吸附了气体中的臭味。60年代，在欧美的一些研究表明废气中臭味的物质主要是由于微生物降解气体中的污染物，而泥土吸附作用并非主导作用，后来泥土过滤器成功用于清洁一些废气。如今对挥发性有机物质(VOC)气体，泥土过滤器的效率很低，容易形成较大的压差。在708 年代后，废气生物过滤在欧洲，特别是德国，开始比较广泛地应用于一些低浓度的工业废气，特别是有机废气。目前国内对有机废气的研究主要集中在对于一些单一化合物的处理，受研究设备和实验手段的限制，这些研究还有局限。而对有机废气排放的治理，还没有一种有效的处理方法。现有的方法中，多数只是采用抽风机将废气抽排到室外，有少数采用活性炭物理吸附过滤，但都存在成本高、使用寿命短、不可再生且设备操作费用高等缺点,无法推广普及。所以在工业有机废气的控制方面，我国尚处于起步阶段。随着我国政府部门对大气污染现象的重视及执法力度的加大，需要开发和引用各种高新技术加强对废气污染的治理。本项目所提供的生物净化技术，可以用于处理污水处理厂废气,垃圾场废气,喷漆废气,以及工业生产加工过程中，如：化工、橡胶,塑料,造纸、食品、喷漆等行业所排放出的有毒有臭废气的处理，同时，也能对各种有机废气进行处理，其市场非常广阔。本产品的产业化必将引导生物过滤技术应用领域的新趋势。3.项目总体技术概述3.1.基本原理采用生物工程,基因工程培育各种特殊的复合微生物,将其固定到生物填料上形成高效生物膜.当有机废气通过专管集中导入本产品的高效生物膜填料时,生物膜能极快地扑捉及降解废气中有机恶臭物质.生物净化器内的生物膜一方面以废气中的污染物为养料,进行生长繁殖，另一方面将废气中的有味的挥发性有机物质(VOC)作生物分解及脱臭处理，降解成为无毒无味的二氧化碳(CO2)和水（H2O）后再排出，达到净化废气的目的。3.2.项目主要研究开发内容本技术产品---有机废气的高效生物净化器，就是针对工业生产中产生的有毒有害气体，特别是各行各业在生产过程中产生的有机废气进行处理的技术及产品。8 本项目现到目前为止，技术稳定成熟，具体完成的研究工作如下：1、完成了多种复合菌种的选育与培养工作，针对不同种类的废气将采用不同的复合菌种;2、完成了不同复合菌种的固定化以及填料生物膜的制备的研究,已经掌握了复合菌种填料生物膜的制备工艺及技术;3.对不同填料进行了比较,同时对填料的使用寿命,处理效率,气流阻力进行了研究;4.完成了生物净化过程中各参数的优化以及各参数对处理效率的试验.这些工作包括:lpH对苯类化合物生物净化效率的影响l停留时间对废气净化效率的影响l废气中疏水性有机物质如芳环,油漆溶剂中多环芳烴浓度对处理效果的影响l不同温度对处理效果影响l高温处理有机气体(温度可达700C)的研究l挥发性有机化合物的动力学和模拟l接种作用与技术的发展5、完成对混合气体进行处理的研究，目前国内尚无先例；6、完成了生物净化器连续工作状态的研究；7、完成了净化器间隙性工作状态的研究。3.3.关键技术：1、复合生物菌种的培养与选育技术，因为废气是由多种有机污染物组成,所以需要多种复合菌种来完成其降解,将其分解转变为无毒无臭的物质（如水、二氧化碳）；2、生物净化技术；3、细胞接种技术；4、高效生物膜的研制技术；8 1、微生物菌种培养技术;2、高温菌种的筛选与培养技术:因为很多废气的温度较高,为了适应这一条件,本公司已试验筛选出高温菌种(温度高达600C),来处理一些高温有机废气.图1.产品结构功能图3.4.主要技术与性能指标技术原则1.严格执行环境保护的各项规定，确保废气经处理后排放能达到环保有关排放标准。2.选用投资省、成熟可靠、易于管理和运行费用低的工艺路线。8 3.选择防腐性能好的材料和高质量的设备，确保生产运行的可靠性、减少维修工作量。4.采用自动控制技术和安全保护措施，实现自动化控制操作和安全生产。项目实现的质量标准类型、标准名称喷漆废气排放的有关标准∶①《大气污染物综合排放标准》(GBl6297)第二时段；②广东省《大气污染物综合排放限值》(DB44／27—2001)--“工业废气大气污染物排放标准”第二时段；③《恶臭污染物排放标准》(GBl4554)。3.5.本项目在克服现存主要问题方面与国内、国外同类产品现行指标的比较：本项目产品经过多年的研究，现已技术成熟，其技术指标完全达到和高于国外产品同等水平。本项目产品的技术水平为国内首创，达到国际先进水平。技术成熟性：本项目产品是在广泛吸收国内外先进理论和技术的基础上，经过长时间反复试验和创新摸索，创建了该产品生产的工艺与技术，产品各项工艺与技术都已经成熟，确保产品效果稳定，技术指标优良，技术达到国际领先,国内首创。因此，该项目在技术上已非常成熟。表1:本项目主要技术与性能指标8 项目传统方法本项目主要技术与性能指标废气处理效率、VOCs去除率20～50%＞90%废气在过滤器中停留时间20～90秒5–10秒处理负荷，以总有机碳TOC计（g/(m³hr)）<10>60处理废气温度（°C）--<60气味，臭味有气味,臭味基本无臭,无味4.卢博士已发表的相关文献和专著(节选):(1).ZijinLu,andD.GrantAllen(2003):BookChapter:«TheFate,EffectsandMitigationofAtmosphericEmissionsFromtheForestProductsIndustry»,《TowardsSustainableManagementoftheBorealForest》,Ottawa,Ontario,NationalresearchCouncilResearchPress,2003。(2).ZijinLu(2000):BiofiltrationofTotalReducedSulfur(TRS)andVOCstoControlAirEmissionsfromthePulpandPaperIndustry.PresentationontheIndustryResearchConsortiumMeetingon“BiofiltrationofPulpandPaperAirEmissionsfortheControlofVOCsandAirToxins”.Pulp&PaperCentre,UniversityofToronto,October30,2000.(3).ZijinLu(2000):CharacterizationandEnhancementoftheBIOSCRUBProcessfortheTreatmentofTerpenes.ResearchProgressReports.SubmittedtoCMSGroupInc.,Concord,Ontario,Canada,andIRAPOntario,Canada.DepartmentofChemicalEngineering&AppliedChemistry,UniversityofToronto,October10,2000.5.技术负责人卢博士已参与和完成的相关工程举例如下∶1、CoretecInc.Toronto,Ontario,Canada(加拿大)废气种类∶清洗机械设备的有机溶剂废气,及喷漆有机溶剂废气废气量∶14000m3/h去除效率∶85–99%工程投入运行2004年8月，一直运行稳定良好.除臭效率非常明显。CoretecInc.有限公司有机溶剂恶臭废气治理工程检测结果监测项目∶废气中各种烃类处理前后的浓度检测结论∶废气中各种烃类处理后的去除效率为84%-99%,总挥发烃的平均净化效率为96.7%。监测部门∶多伦多大学监测时间:2004年10月8 2.PurinaMills,St.Joseph,Missouri,USA(美国)废气种类:家禽养殖臭气废气量:85000m3/h去除效率:90–98%工程投入运行2003年10月,一直运行稳定良好.除臭效率非常明显.3、UniroyalChemicalCorporation,Elmira,Ontario,Canada(加拿大)废气种类∶喷漆废气废气量∶28000m3/h去除效率∶88–99%工程投入运行2002年8月，一直运行稳定良好，除臭效率非常明显。4.德国柏林Schering生物制药公司废水处理厂废气生物净化工程总废气量:25600m3/h进气浓度:H2S26-40mg/m去除率>99%甲硫醇:15-30mg/m3>95%二甲基硫:10-25mg/m3>90%挥发性有机物:50–100mg/m3>90%工程完成于己于1997.多年来运行稳定良好.5、德国阿汉城市污水厂污泥除水干化场臭气废气量:11900m3/h进气:H2S:50mg/m3去除率:>99%甲硫醇:16mg/m3>95%挥发性有机物:50–100mg/m3>90%工程完成于己于1998.运行稳定良好.6.加拿大CanadaCompostingInc.Newmarket,Ontario处理垃圾回收及处理站臭气气量:61200m3/hH2S:25-100mg/m3去除率:>99%甲硫醇:25-40mg/m3>93%二甲基硫:10-25mg/m3>90%工程投入运行2001年8月,一直运行稳定良好.除臭效率非常明显.8 7、联邦制药（成都）有限公司污水处理站恶臭废气治理工程联邦制药（成都）有限公司污水处理站恶臭废气治理工程检测结果监测项目∶废气∶硫化氢、氨、甲硫醇、甲硫醚（排放浓度、速率）监测部门∶四川省环境监测中心站检测结论∶硫化氢、氨、甲硫醇和甲硫醚排放速率值均符合GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》表2的要求；硫化氢、氨、甲硫醇和甲硫醚的净化效率为98.6%、97.2%、92.0%和83.2%。检测日期∶2004年10月22日6.行业及市场概述本项目产品---有机废气的高效生物净化器，就是针对工业生产中产生的有毒有害气体，特别是各行各业在生产过程中产生的有机废气进行处理的技术及产品。环境保护行业是国家大力支持的行业,处于刚刚起步和发展阶段,市场容量巨大,前景非常好。8