生物滤池处理苯系有机废气的探究
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作者:朱良超
摘 要：在处理有机气体方面，生物法较之传统的处理方式处理效率更高，处理成本较低，同时也更加安全，对于环境也不会产生二次污染。本文运用生物滤池法进行苯系有机废气的处理研究，选取城市污水处理场的活性污泥作为主要的菌源，运用二甲苯作为底物，利用好氧条件进行可以有效去除苯系化合物的菌种的驯化与培养，并对二甲苯的净化效果及影响其处理效果的主要因素展开探析。
关键词：生物滤池 苯系有机废气 处理
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）04（c）-0114-02
在環境治理过程中，人们对挥发性有机物的处理关注度不断提升。在环境保护法规的约束下，化工企业不断进行生产工艺与管理方式的完善与优化，挥发性有机废气的排放量明显减少，然而在治理过程中仍存在问题，难以实现恶臭气体的有效处理。基于此，本文采用生物滤池法进行苯系有机废气的处理分析，希望可以净化环境，减少大气中有毒有害气体的含量，保障人们的健康安全。
1 治理有机废气
1.1 治理有机废气的目的
在大气污染物中，气态污染物的排放量居于首位，并且种类繁多。据统计，气态污染物中具有毒性的气体多达25种，其中，有机物的数据就占据了18种之多，且多来源于工业领域排放的废气。这些有机废气气味恶臭，对人体感官的刺激作用极强，部分有机废气还具有毒性，对人体的健康有一定的威胁，同时，其也是环境污染的重要危害物质。因此，治理大气污染的重要工作是有效进行有机废气的处理。生物滤池法对有机废气具有一定的降解作用，本文将针对苯系有机废气的处理方式展开研究。
1.2 有机废气治理方法的发展状况分析
针对有机废气的研究较早，众多处理方式不断研制出来，也取得了一定的治理成效。其中，针对吸附法、冷凝法以及热破坏法等方法的研究较为深入。在科技不断发展的当下，新型有机废气处理方法逐渐诞生，除了生物膜法、电晕法、光分解法以外，还有臭氧分解法与离子体分解法。在这些方法当中，生物处理法的应用最为广泛，此方法主要是利用微生物的降解作用而进行有机废气的处理。对于各种污染物，微生物的适应性较强，其可以对污染物进行快速的降解与转化，与传统处理方式相比，生物处理技术不仅处理效果较为理想，同时可以有效节约处理成本，对环境的污染也相对较小，管理过程也较为简捷，其在低浓度挥发性有机物以及可降解性有机废气处理过程中发挥出了明显的优势。
迄今为止，运用生物处理法进行污水处理已历经百年，最近几年才开始运用此方式进行工业废气的处理与净化，20世纪80年代初期，主要是采用堆肥场进行恶臭处理，动物脂肪加工场也是处理恶臭气体的主要方式之一，这两种方式对乙醇、丙醇、硫醇等臭味物质具有良好的处理效果，同时也可以用于丁二酮、硫化氢以及氨气等臭味物质的处理。
2 生物滤池处理苯系有机废气的实验
多年来，相关专家不断进行苯系气体治理方式的研究，也研究出了众多有效的处理与控制方法。在工业生产过程中，其所排放的甲苯、二甲苯以及多环芳径类污染物都属于低浓度的挥发性有机废气，这些气体对人的健康具有极大的危害，严重污染了生态环境。国内外专家主要是采用生物化学法进行苯系挥发性有机废气的处理与净化。实践分析发现，生物法对此类废气具有良好的处理效果。基于此，本文以二甲苯为实验对象，采用生物滤池法进行苯系挥发性有机废气处理的分析。
2.1 实验装置
实验所用装置为有机玻璃柱，其中填充了相应的填料，通过挂膜以后，实验所培养的菌种可以附着在实验装置中的填料之上。此实验需在常温条件下进行，实验中运用的溶液的pH范围为4-6，属于酸性条件，较为适宜真菌的培养。实验过程中，采用逆流操作的方式使废气由下方被水淋湿后进入反应塔内，之后再从上面的排气孔当中排放出来。同时，还应在上部定期进行淋洗液的喷洒，进而使反应塔中的微生物有充足的营养物质供其生长。
2.2 实验内容
（1）微生物培养。
首先要培养出可以降低二甲苯的菌种，本实验以摇床进行菌种培养，其中，二甲苯是唯一的碳源。在实验过程中，要对温度、pH值、浓度进行调整，进而探索出最为适宜的菌种培养条件。首先，应准备多个三角型瓶，将适量营养液倒入其中，在各个三角瓶中加入含量不同的二甲苯，确保二甲苯为唯一碳源，将这些三角瓶置于摇床当中，以25℃的温度进行培养，以每分钟70左右的摇速培养7d左右。实验过程中可观察到瓶中的二甲苯含量明显增加，其中，pH值较高的三角瓶中溶液最浑浊，通过生物观察发现，其中含有大量菌胶团，还出现了部分原生动物，此时将溶液倾倒至反应柱当中，并保证设备的通气性良好，此时可开始进行挂膜实验。
（2）生物降解。
在设备通气良好的状态下，尝试进行生物降解，明确具体的流量计工作曲线，每天进行不同流量的测量，测量时选用L2B-6以及701-HB2两种不同的气体流量计进行，明确标准流量与实际流量的具体关系，进而对气体流量进行有效控制，调整进气口加入的二甲苯的浓度而实现生物降解。
（3）分析方法。
明确具体的采样时间，多次采样，并进行实验温湿度以及pH值的测定，分析实验变化情况，进而总结出最为适合的温湿度以及PH值条件。
3 实验结果讨论 3.1 实验条件
反应器中的温度、湿度以及PH值的改变都会对微生物的繁殖情况产生影响，进而会影响二甲苯气体的降解效率。
（1）湿度测定：通过分析湿度变化情况可以发现，在变化天数内前几天的湿度变化较为明显，后期变化不大，通常所设置的出口比进口更大，因此表明，气体在填料过程中已被淋湿。
（2）温度测定：实验过程中，进气与出气的温度为同步变化。
（3）pH值測定：实验开始之初溶液的pH值相对较低，实验初期pH值不断提升，升至5左右不再发生明显变化，此时，反应器中数量最多的微生物是豆行虫，还出现了其他原生动物。在这些微生物的调节作用下，溶液的pH值逐渐趋于平衡，不再随环境的变化而改变。
3.2 去除效果分析
在测定二甲苯的去除效果时，主要采用气相色谱仪进行测定，并测算出具体的二甲苯去除率。测定时，先采集气体样品，再将之置于气相色谱仪上进行测定，测定结果表明，二甲苯的去除率超过了86%。二甲苯浓度与去除效率呈负相关，在二甲苯浓度增高的情况下，去除效率会明显降低。
4 实验结论
在实验过程中，培养出的微生物种类较多，有钟虫、线虫与轮虫，还有一定量的丝状菌以及密度较大的菌胶团，经过7d的培养之后，生物膜生长呈正常状态，此时可将苯系有机废气加入其中而进行生物降解处理。空气的温度、湿度以及pH值是影响去除率的主要因素，酸性条件是降解二甲苯的主要条件因素。pH值为5，温度25℃，二甲苯进气浓度为800mg/m3时，二甲苯的去除效果最佳，可以达到70%，甚至可以完全去除。因此，实验结果表明，采用生物滤池法可以用于苯系挥发性有机物的处理，且效果较为理想。
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