高流量負荷（hé）下影響生物法處理低濃度（dù）VOCs廢氣的因（yīn）素分析

由於廢氣中VOCs汙染（rǎn）物往往濃度低（<3000mg/m3），氣量大、汙染麵廣，如熱力焚燒、催化燃燒、冷凝、吸收（shōu）和吸附等傳統的處理技術往往不適用（yòng），不是其處理效果達不到要求，就是投資（zī）或運（yùn）行成本太高，迫使人們尋求和開發新的（de）適用技術。生物法具（jù）有可（kě）在室溫（wēn）下操作，投資及運行費用低（dī）、效（xiào）果好（hǎo）、安（ān）全性高、無二次（cì）汙染且易於（yú）管理等優點（diǎn），尤其在處理氣量大、濃度低（小於3mg/L）、生物降解性好的（de）有機廢氣（qì）時更顯其優越性。

然而任何VOCs處理技術都有其優缺點和適用（yòng）範圍。在VOCs處理領（lǐng）域，由於氣體（tǐ）性（xìng）質千（qiān）差萬別，不存在某一類技術“包打（dǎ）天下”的情況。同樣，VOCs生物（wù）處理技（jì）術（shù）也並不是萬能的，雖然它適合於處理低濃度（dù）VOCs，但對高流量負荷下低濃度VOCs廢（fèi）氣的處理還是具有（yǒu）一定的局限性。

本文以低濃度甲苯廢氣(VOCs的代（dài）表物)為對象（xiàng），對（duì）生物膜填料塔淨化處（chù）理高流量負荷下（xià）低濃度（dù）VOCs廢（fèi）氣技術進行探討，從氣體流量、入口（kǒu）氣（qì）體甲苯濃度、溫度和營養物添加量等方麵對高流量負荷下低濃度甲苯廢氣去除效果的影響（xiǎng）因（yīn）素進行（háng）分（fèn）析，以期（qī）幫助（zhù）企業更好的利用生物淨化處理技術。

1氣體流量的影響

隨著氣體流（liú）量的（de）增（zēng）加，生物膜填料塔對甲苯廢氣的淨化效率會明顯下降。造成該現象的原因有二：

一是，由於氣體流量的增（zēng）加使甲苯廢氣在塔內停留時間減少，不能（néng）滿足生物膜中微生物菌種對廢氣（qì）中（zhōng）甲苯分（fèn）子的捕捉、吸收和生化降解的時間要求，許多甲（jiǎ）苯（běn）分子尚未與塔內（nèi）的生物膜接觸即（jí）被（bèi）排出塔外，從而導（dǎo）致（zhì）淨化效率下降（jiàng）。

二是，隨著氣體流（liú）量的增加，氣相主體對生物膜（mó）的切線（xiàn）衝刷力也（yě）相應增加，使部分已被（bèi）生物膜（mó）吸附但（dàn）結（jié）合力（lì）不是（shì）很牢的（de）甲苯分子重新從生物膜上脫附，進入氣相主（zhǔ）體。從而（ér）增加氣體（tǐ）流量會對生物膜填料塔（tǎ）的處理運行效（xiào）果產生不良影響。

因此，企業要以廢氣排放標準為目標，結合實際情（qíng）況及要求確定生物膜填料塔的適宜氣體流量。

2入口氣體甲苯濃度（dù）的影響

隨著入口氣體甲苯濃（nóng）度的增加（jiā），生物膜填料塔對甲苯廢氣的淨化效率下降。由於在氣體流量不變的情（qíng）況下，同一生物膜填料塔，其有效傳質麵積是（shì）一定的，生物膜對甲苯分子的捕捉吸附量(或生物化學去除量)是一定的。而生（shēng）物膜填料塔淨化甲苯廢氣（qì）是一個“吸附-生化降解”過（guò）程，其中的吸附是（shì）通過單分子層吸附進行的。當（dāng）入（rù）口甲苯濃度較低時，甲苯分子會以單分（fèn）子層狀態覆蓋在生物膜表麵，然後被微（wēi）生物（wù）捕獲並（bìng）降解。隨著（zhe）入口氣（qì）體甲苯濃度的增加，多（duō）餘的甲苯分子(即大於單分子層吸附量的甲苯分子)未（wèi）能被直（zhí）接吸附在生物膜表麵上，而是隨氣相主體排出塔外，從而就出（chū）現了在（zài）同一氣體流量下隨甲（jiǎ）苯濃度增加其淨化效率反而下降的現象。

因此，要想獲得較好的淨化效果，就必須適當降（jiàng）低入口氣體汙染物濃度和增加生物膜填（tián）料塔的體積，延長（zhǎng）停留時間。

3溫度的影響

當氣（qì）溫低於15℃時，微（wēi）生物的（de）活性受到影響（xiǎng），生物（wù）膜（mó）填料塔對甲苯廢氣的淨化處理能力相對較弱。但隨著溫度的升高，生物膜填料（liào）塔對甲苯廢氣的淨化效率呈上升趨勢。當氣溫升至20℃時，淨化效率趨於穩定（dìng），基本保持在50%左右。因此，在操作生物膜填料塔淨化（huà）低濃度甲苯廢氣時，應注意將操作溫（wēn）度控製在20~25℃範圍內。

4營養（yǎng）物（wù）的影響

碳、氮（dàn）、磷三者（zhě）保持適當的比例有利（lì）於微生物的生長，一般營養物的配比（bǐ）為C:N:P=200:5:1。由於甲苯本身可以為微（wēi）生物提供（gòng）足夠的（de）碳源，因此營（yíng）養液中隻需加入適當的氮、磷（lín）營養液即可。添加量以氣體中甲苯的含碳量作為參考。

實驗表明，在氮、磷補充過量時，生物膜上的微生物會過量地生長繁殖，並（bìng）增加運行阻力，堵塞填料塔。因此，要注意適當控製氮、磷（lín）的添加量（liàng），使微生物始終處於一個良好的分解代謝環境中，並保持較高的淨化效率。對於（yú）已因微生物的生長過量而造成生（shēng）物膜填料塔堵塞的情況，可減少氮、磷（lín）的添加量，使微生物處於一個內（nèi）源呼吸環境，來抑製其快速繁殖。對此可（kě）以增加（jiā）噴淋液衝洗的次數，促進生物膜表層的快速更（gèng）新，以緩解堵塞（sāi）問題（tí）。

針對以上四大影響因素，有研究表明（míng）：在高流量負荷條件下,氣體（tǐ）流量和入（rù）口氣體甲苯濃度對生物膜填料塔的（de）甲（jiǎ）苯淨化效率有較大的（de）影響。當氣體流量為0.8m3/h，入口氣體甲苯濃度為105mg/m3，停留時間為18.3s時，甲苯的淨化效率（lǜ）可達到（dào）61.9%，與國外同類應用（yòng）研究結果基本相當。使出口氣體甲苯濃度低於（yú）國家對現（xiàn）有企業的排放標準(≤60mg/m3)。同時，適宜地控製操作溫度(20~25℃)和氮、磷營養物添加配比(C:N:P=200:5:1)，有助於提高生物膜填料塔的淨化性能。