生物發(fā)酵廢氣處理

生物發(fā)酵廢氣處理

生物發(fā)酵廢氣特點：

發(fā)酵廢氣比較復雜，主要為發(fā)酵罐廢氣、發(fā)酵菌渣干燥廢氣、提取儲罐廢氣、發(fā)酵液預處理廢氣和板框過濾的廢氣、有機溶劑廢氣、污水站廢氣發(fā)酵尾氣中最主要的是未被利用的空氣，還有生產菌在初級代謝和次級代謝中的各種中間物和產物，以及發(fā)酵過程中的酸堿廢氣。在發(fā)酵類抗生素生產過程中的廢氣主要為CO2、水蒸氣、及有機揮發(fā)物VOCs（Volatile Organic Compounds）污染源主要為有機溶媒廢氣，主要有氯化氫以及溶劑（丁酯、丁醇）、二氯甲烷、異丙醇等抗生素發(fā)酵廢氣排放的特點是：風量大、高溫高濕、含塵量，多組分、以混合物的形式排放，常含有酸性氣體、普通有機物和惡臭氣體。排放的VOCs一般都含有丙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、甲醇、正丙醇、二氯甲烷、四氫呋喃類、醚類等。

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生物發(fā)酵廢氣處理簡介：

吸收技術：

吸收技術是使用易揮發(fā)或不揮發(fā)的液體作為吸收劑，利用VOCs中不同氣體在吸收劑中的溶解度不同，使有害氣體被吸收，從而達到凈化廢氣的目的。常用于處理高濕度>(50%)VOCs氣流。該法的處理濃度范圍為500-5000ppm，效率高達95%~98%，但投資較大，設計困難，應用較少。

吸附技術：

利用吸附劑發(fā)達的多孔結構對有機廢氣中VOCs的吸附作用來達到分離有害污染物的一種技術。在目前應用的吸附劑中，活性炭性能最好，應用最廣，比其它商業(yè)可用的吸附劑，如：沸石、分子篩、活性氧化鋁、多孔黏土、吸附樹脂、礦石和硅膠等，有更大的吸/脫附容量和更快的吸附動力學性能?；钚蕴恐饕腥N類型即粉末狀活性炭（Powdered Activated Carbon，PAC）、顆粒狀活性炭（Granular Activated Carbon，GAC）和活性炭纖維（Activated Carbon Fiber，ACF）?；钚蕴课郊夹g主要分為變壓吸附（PSA）和變溫吸附（TSA）。變壓吸附可以實現循環(huán)操作，具有自動化程度高、能耗低、安全的優(yōu)點，但變壓吸附需要不斷加壓、減壓或抽真空，操作頻繁，對設備要求高，能耗巨大，多用于高檔的溶劑回收。固定床變溫吸附法，具有回收效率高，設備簡單，工藝相對成熟等優(yōu)點。吸附法的缺點是設備龐大，流程復雜，吸附劑需要再生。活性炭吸附法最適于處理VOCs濃度為300-5000ppm的有機廢氣，主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳氫化合物、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類等；活性炭纖維吸附低濃度以至痕量的吸附質時更有效，可用于回收苯乙烯和丙烯腈等，但費用較活性炭吸附法高。

催化燃燒技術：

催化燃燒技術指借助催化劑將 VOCs在低點燃溫度下（ 200－300℃）進行無焰燃燒，廢氣被氧化為 CO2和 H2O。該技術處理有機廢氣的效率能達到 90-99%，且能量消耗少、燃燒溫度低、不易帶來二次污染、運行周期長，可回收熱量，適合處理低濃度的和成分復雜的 VOCs。但使用的催化劑大多數是鉑、鈀等貴金屬，以三氧化二鋁作為載體，而貴金屬價格昂貴，易中毒，而且當凈化低濃度的有機廢氣時需要加入輔助燃料助燃，導致費用增加?，F在正在研究開發(fā)新型的稀土催化劑以節(jié)省貴金屬。

冷凝技術：

冷凝法是利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質，采用降低溫度、提高系統(tǒng)的壓力或者既降低溫度又提高壓力的方法，使處于蒸氣狀態(tài)的VOCs冷凝并從廢氣中分離出來的過程。特別適用于處理VOCs濃度在10000ppm以上的較高濃度的有機蒸氣，VOCs的去除率與其初始濃度和冷卻溫度有關。在給定的溫度下，VOCs的初始濃度越大，VOCs的去除率越高。冷凝法在理論上可達到很高的凈化程度，但是當濃度低于幾個ppm時，須采取進一步的冷凍措施，使運行成本大大提高，所以冷凝法不適宜處理低濃度的有機氣體，而常作為其他方法（如吸附法、焚燒法和使用溶劑吸收）凈化高濃度廢氣的前處理，以降低有機負荷，回收有機物。

膜分離技術：

利用有機氣體分子與空氣透過膜的能力不相同而將二者分開。該技術適合于流量小、濃度高和有較高回收價值的有機溶劑。對廢氣中有機物質的回收率較高，過程簡單，能耗低，不會帶來二次污染問題。但是該技術對膜材料的要求很高，用單級膜往往分離程度較低，無法滿足工程實際需要，用多級膜則會大大增加投資成本，限制了該技術的推廣。

生物降解技術：

生物降解技術最早應用于脫臭，近年來逐漸發(fā)展成為VOCs的新型污染控制技術。該技術中，含有VOCs的廢氣由濕度控制器進行加濕后通過生物濾床的布氣板，沿濾料均勻向上移動，在停留時間內，氣相物質通過平流效應、擴散效應、吸附等綜合作用，進入包圍在濾料表面的活性生物層，與生物層內的微生物發(fā)生好氧反應，進行生物降解，最終生成CO2和H2O。生物降解法設備簡單，運行維護費用低，無二次污染等優(yōu)點，尤其在處理低濃度、生物可降解性好的氣態(tài)污染物時更顯其經濟性。體積大和停留時間長是生物法的主要問題，同時該法對成分復雜的廢氣或難以降解的VOCs去除效果較差。

已被試驗證明此技術可去除的有機物包括：甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、2-乙基己醇、丙烷、異戊烷、己烷、丁醛、丙酮、甲基乙基酮、乙酸丁酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、甲硫醇、二甲硫、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。

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