印刷廠有機(jī)廢氣的生物處理技術(shù)

 

印刷過(guò)程中有機(jī)廢氣的排放包括兩個(gè)部分，即印刷單元中油墨的揮發(fā)和干燥箱中油墨的排放。***量有機(jī)廢氣揮發(fā)，對(duì)工人健康和外部環(huán)境造成危害，***家一直不允許隨便排放。

印刷廠排放的有機(jī)廢氣具有風(fēng)量***、濃度低的***點(diǎn)。目前，處理技術(shù)主要包括催化燃燒、吸附-催化燃燒，吸附回收技術(shù)也用于相對(duì)集中的工業(yè)園區(qū)。與其他有機(jī)廢氣處理工藝相比，生物法具有處理效率更高、處理成本更低、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染、安全性更***的***點(diǎn)，***別是對(duì)于生物降解性***的有機(jī)物。印刷廠廢氣的***性正***與生物法處理廢氣的***性相匹配，因此生物氧化法可能成為印刷廠有機(jī)廢氣的有效處理技術(shù)，當(dāng)然需要***量的實(shí)驗(yàn)和理論研究。

1.印刷廠有機(jī)廢氣的主要成分及生物處理的基本原理

甲苯和乙酸乙酯是廣泛使用的有機(jī)溶劑，存在于許多染料或其他溶劑中，是印刷廠的主要成分。此外，還有苯、二甲苯、異丙醇或正丙醇、丙酮、丁醇、乙醇、乙酸丁酯等。這些成分所占的比例相對(duì)較小，但其長(zhǎng)期排放造成的危害不容忽視。

生物凈化是存在于微生物中的氧化分解過(guò)程。在填料層中生長(zhǎng)的微生物以廢氣中的有機(jī)成分為養(yǎng)分，通過(guò)自身的生長(zhǎng)和代謝，轉(zhuǎn)化為無(wú)用的有機(jī)物質(zhì)CO2和H2O或細(xì)胞成分。根據(jù)***多數(shù)人公認(rèn)的生物膜理論，有機(jī)廢氣的分解經(jīng)過(guò)以下三個(gè)步驟:

(1)有機(jī)廢氣進(jìn)入填料層，先與水接觸，然后不斷溶于水；

(2)溶解在水膜中的有機(jī)廢氣在濃度差的推動(dòng)下擴(kuò)散到帶有微生物的生物膜中，被微生物捕獲；

(3)微生物利用擴(kuò)散的有機(jī)物作為自身生長(zhǎng)代謝的碳源，通過(guò)氧化將其分解為CO2和H2O。

2.生物法工藝及設(shè)備

目前，有機(jī)廢氣的生物處理主要有三種工藝:生物濾池、生物滴濾和生物洗滌。近年來(lái)，生物滴濾技術(shù)在有機(jī)廢氣處理方面贏得了各個(gè)研究者的心，具有系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。

2.1生物濾池過(guò)程

廢氣從塔底進(jìn)入，通過(guò)填料層，在填料層被萬(wàn)芳數(shù)據(jù)中的微生物捕獲、消化、分解為CO2和H2O，從而達(dá)到凈化的目的。該裝置的填料層主要由土壤、鋸末、堆肥等組成，塔***噴灑循環(huán)水，為微生物的生長(zhǎng)提供水分。填料層為微生物提供各種營(yíng)養(yǎng)。

2.2生物滴濾工藝

這種處理裝置的結(jié)構(gòu)與過(guò)濾裝置相似，區(qū)別在于填料層的組成和微生物代謝所需的營(yíng)養(yǎng)液。它的填料層***多由惰性材料組成，如萊西環(huán)、礫石、陶瓷等。塔***的噴淋裝置噴淋營(yíng)養(yǎng)液，先在填料層上形成生物膜，然后不斷為膜內(nèi)微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。有機(jī)廢氣從塔底接觸并擴(kuò)散到生物膜中，被微生物捕獲并分解。

3.印刷廠有機(jī)廢氣的生物處理進(jìn)展

印刷廠***的有機(jī)廢氣是甲苯和乙酸乙酯。劉永輝和孫予妹的研究表明，當(dāng)甲苯和乙酸乙酯的混合氣體在濾床中停留1分鐘時(shí)，濾床的去除效率達(dá)到90%。

4.印刷廠有機(jī)廢氣生物處理的影響因素

對(duì)于印刷廠的有機(jī)廢氣，目前生物處理主要有兩種工藝:過(guò)濾和滴濾，但沒(méi)有對(duì)洗滌工藝處理相關(guān)廢氣的研究。

4.1混合有機(jī)廢氣的類型

印染廠的有機(jī)廢氣采用生物法處理時(shí)，有機(jī)廢氣中不僅含有甲苯和乙酸乙酯，還含有其他成分的氣體，因此這些氣體的組成和濃度會(huì)對(duì)微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的影響，有些會(huì)促進(jìn)微生物的降解，有些則會(huì)抑制微生物的降解。采用生物濾池處理乙酸乙酯和甲苯混合廢氣，發(fā)現(xiàn)高負(fù)荷乙酸乙酯的存在抑制了甲苯的去除。

4.2填料

4.2.1填料的類型

濾池和滴濾池的填料組成差別很***。過(guò)濾器使用有機(jī)填料，如鋸末、堆肥等。，因?yàn)樘盍媳旧頌槲⑸锏纳L(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。滴濾塔采用無(wú)機(jī)填料，如陶瓷、礫石、拉西環(huán)等。金成功采用聚丙烯網(wǎng)狀纖維為骨架，填充低水溶性有機(jī)礦粉組成的生物填料去除甲苯氣體，取得顯著效果。生物滴濾塔采用陶瓷球填料降解甲苯廢氣，處理效果較***。

4.2.2填料溫度和濕度

在微生物的生長(zhǎng)過(guò)程中，溫度對(duì)微生物中酶的活性有很***的影響。因此，填料層中的溫度應(yīng)保持在微生物能夠適應(yīng)生長(zhǎng)的溫度。嗜溫微生物***適生長(zhǎng)溫度一般為25℃ ~ 43℃。就填料的組成而言，填料的濕度僅用于過(guò)濾過(guò)程。如果濕度過(guò)高，引入的氧氣很難進(jìn)入生物膜，導(dǎo)致微生物氧氣不足，降低降解效率。也可能造成填料和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被沖下，破壞整個(gè)填料層。如果濕度太低，填料層會(huì)開(kāi)裂，降解菌得不到足夠的水，效率也會(huì)降低。因此，有必要從填料層上方間歇地噴射循環(huán)液體，以保持填料層中足夠的濕度。

4.2.3填充營(yíng)養(yǎng)液和酸堿度

微生物所需的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)生長(zhǎng)素。在生物滴濾塔中，填料層的pH值可以通過(guò)加入營(yíng)養(yǎng)液來(lái)調(diào)節(jié)，而濾塔中微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要由填料提供，因此其pH值難以控制。***多數(shù)微生物適宜的生長(zhǎng)環(huán)境是中性pH，因此應(yīng)盡可能避免填料層酸化。生物濾池處理低濃度甲苯有機(jī)廢氣的研究中，pH值為7 ~ 8，處于弱堿性環(huán)境。

4.3降解細(xì)菌

降解菌是整個(gè)處理的關(guān)鍵部分。如果降解菌的選擇不夠準(zhǔn)確，就不會(huì)獲得更***的處理效果。一般廢氣中有機(jī)成分較多，所以基本沒(méi)有單一菌株，但***多是復(fù)合菌株。通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)影響假單胞菌屬甲苯降解菌生長(zhǎng)的因素進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明，甲苯用量>溫度>酸堿度>接種量。

5.總結(jié)

目前，對(duì)印染廠廢氣中的兩種主要廢氣甲苯和乙酸乙酯的研究已經(jīng)相當(dāng)多，尤其是滴濾工藝和過(guò)濾工藝，但***多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，尚未投入實(shí)際應(yīng)用。與其他有機(jī)廢氣處理方法相比，生物法具有投資少、效率低、能耗低等***點(diǎn)，成為研究熱點(diǎn)。目前印刷廠有機(jī)廢氣種類繁多，但研究?jī)H限于一種或一種有機(jī)物，單一降解菌無(wú)法處理成分復(fù)雜的有機(jī)廢氣。因此，有必要研究多組分氣體的降解條件，以及各組分之間的相互影響。