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          技術原理

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          生物法處理廢氣技術原理


          生物法處理VOCS是利用專屬微生物的生物化學作用,使污染物分解,轉化為無害的無機物,專屬微生物利用有機物作為其生長繁殖所需的基質,通過物理、化學、生物過程將大分子或結構復雜的有機物最終氧化分解為簡單的水、二氧化碳等無機物,同時在此過程中產生的能量,使專屬微生物的生物體得到增長繁殖,進一步對有機物進行處理,形成周而復始的循環處理過程。

          污染物去除的實質是有機污染物作為營養物質被專屬微生物吸收、代謝及利用。這一過程由物理、化學及生物化學反應所組成??梢杂孟率奖磉_:

          VOCS+ O2→細胞代謝物+CO2+H2O




          A、VOCS的溶解過程。

          廢氣與水或固相表面的水膜接觸,污染物溶于水中成為液相中的分子或離子,即VOCS由氣相轉移到液相,這一過程是物理過程,遵循亨利定律:Pi=HXi式中Pi——可溶氣體在氣相中的平衡分壓,Mpa;H——亨利系數,MPa;Xi——可溶氣體在液相中的摩爾分數。





          B、VOCS的吸附、吸收過程。

          水溶液中VOCS成分被專屬微生物吸附、吸收,VOCS成分從水中轉移至微生物體內。作為吸收劑的水被再生復原,繼而再用以溶解新的廢氣成分。被吸附的有機物經過生物轉化,即通過微生物胞外酶對不溶性和膠體狀有機物的溶解作用后才能相繼地被微生物攝入體內。如淀粉、蛋白質等大分子有機物在微生物細胞外酶(水解酶)的作用下,被水解為小分子后再進入細胞體內。




          C、VOCS的生物降解過程。

          進入微生物細胞的VOCS成分作為微生物生命活動的能源或養分被分解和利用,從而使污染物得以去除。具體轉化過程如下。

          進入微生物細胞體內的有機物,在各種細胞內酶(如脫氫酶、氧化酶等)的催化作用下,微生物對其進行氧化分解,同時進行合成代謝產生新的微生物細胞。一部分有機物通過氧化分解最終轉化為H2O 

          和CO2 等穩定的無機物質,并從中獲取合成新細胞物質(原生質)所需要的能量。此過程可用下式表示。

          CxHyOz + (x + y/4 - z/2) O2 → xCO2 + (y/2)H2O + △H

          與此同時,微生物利用另一部分有機物及分解代謝過程中所產生的能量進行合成代謝以形成新的細胞物質。此過程可用下式表示:

          nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2 →(C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+(n/2)(y-4)H2O-△H

          上述轉化過程中,當有機底物的含量充足時,微生物處于快速增長階段,將有大量新的細胞合成,

          但隨著底物不斷氧化分解及微生物和細胞物質數量的不斷增長,微生物生長對有機底物的需求量逐漸得不到滿足,微生物將進入體內源呼吸階段。此時微生物對自身細胞物質進行氧化分解,并產生能量,成為維持其生長繁殖提供能量的主要方式,見下式:

          (C5H7NO2)n + 5nO2 → 5nCO2 + 2nH2O + nNH3 + △H

          處理不同VOCs成份的物質,需要不同的生物酶,而不同的生物酶需要不同種類的菌種產生。因此,處理不同成份的VOCs就必須使用不同菌種群處理。




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