印刷厂有机废气的生物处理技术
2017-8-2
来源:《印刷质量与标准化》
点击数: 4270          作者:未知
  •       印刷厂在印刷过程有机废气的排放包括两部分,即油墨在印刷单元的挥发和在干燥箱的散发。有机废气大量挥发对工人身体和外界环境造成危害,国家已经不允许随便排放。随着近年来的雾霾危害,目前我国大气污染已经相当严重,所以这些废气要进行处理后再排放。

    印刷厂排放的有机废气特点是风量大、浓度小。目前所见到的处理技术主要有催化燃烧,吸附一催化燃烧,对于比较集中的工业园区也有采用吸附回收技术。与其他的有机废气处理工艺相比较而言,生物法具有较高处理效率、较低的处理费用、简单的设备构成、元二次污染、较好的安全性等特点,尤其对于微生物可降解性好的有机物显示出它自身的优越性。印刷厂废气的特点刚好和生物法处理废气的特点相匹配,所以生物氧化法有可能成为印刷厂有机废气的有效处理技术,当然还有待大量的实验与理论研究。

    1.印刷厂有机废气的主要组成和生物法处理的基本原理

    印刷厂覆膜机所挥发出来的废气主要有甲苯和乙酸乙酯,甲苯和乙酸乙酯是使用比较广泛的有机溶剂,存在于诸多染料或其他溶剂中,印刷厂中这两种气体占主要成分。此外还有苯、二甲苯、异丙醇或正丙醇、丙酮、丁醇、乙醇、乙酸丁酯等,这些成分所占的比例相对较小,但也不能忽视它们长期排放所造成的危害。

    生物净化是存在微生物体内的一种氧化分解过程,生长于填料层中的微生物以废气中的有机成分为养分,经过自身的生长代谢,将其转化为无用的元机物CO:和H:0或者细胞的构成物质。按照被大多数人所公认的生物膜理论,有机废气的分解要经历以下三个步骤:(1)有机废气进入填料层中先和水接触,不断地溶解于水中;(2)溶解入水膜的有机废气在浓度差的推动下扩散到生长有微生物的生物膜中,被微生物所捕获;(3)微生物以扩散进来的有机物作为碳源进行自身的生长代谢,将其氧化分解为CO2和H2O.

    2.生物法的工艺与设备

    目前生物法处理有机废气的主要工艺有生物过滤、生物滴滤和生物洗涤三种工艺。近年来生物滴滤工艺在处理有机废气方面更是深得各个研究者的芳心,有了比较系统的理论基础。

    2.1生物过滤工艺

    废气从塔底部进入,通过填料层,被填料层中万方数据的微生物捕捉消化分解为CO2和H2O,达到净化的目的。这种装置的填料层多由土壤、木屑、堆肥等混合而成,塔顶部喷洒循环水,为微生物提供生长所需的水分。填料层为微生物提供各种营养物质。

    2.2生物滴滤工艺

    这种处理装置和过滤装置结构类似,不同点在于填料层的组成和所喷淋的是微生物新陈代谢所需的营养液。它的填料层多由惰性材料组成,比如拉西环、碎石、陶瓷等。塔顶的喷淋装置将营养液喷下,先在填料层上形成生物膜,随后不断为膜中的微生物提供营养供其生长,有机废气从塔底进入接触并扩散到生物膜内,被微生物捕捉分解。

    3.印刷厂有机废气生物处理的最新进展

    印刷厂有机废气中最主要的两种有机废气是甲苯和乙酸乙酯,刘永慧、孙玉梅等人研究表明当甲苯和乙酸乙酯的混合气体在过滤床中停留时间为1min时,过滤床对它们的去除效率已经达到了90%。

    华素兰、王丽萍等人采用甲苯专性降解菌株接种,采用生物滴滤法能有效降解甲苯、乙酸乙酯等印刷厂中的有机废气。当每天需要处理的污染负荷连续供给8~12h时,按照废气流量为8400L/h,一周供给7d,总VOC保持550—750mg/m3的质量浓度时,总去除效率在85%~90%。

    吴卫军利用生物过滤塔对三苯混合气体进行实验研究表明,以三苯混合物驯化、筛选出来的优势降微生物作为降解菌,滴滤塔的净化效率随着入口浓度的增大而降低,反之亦然。在气体停留时间为84.8s,苯入口浓度低于132.2mg/m3,甲苯入口浓度为418.2mg/m3时,不规则形陶粒填料滤塔对苯、甲苯的净化效率也达到100%。

    孙玉梅利用生物过滤装置处理气态甲苯和乙酸乙酯混合气体的研究表明,乙酸乙酯和异丙醇的浓度过高会明显抑制甲苯的去除效率;异丙醇的浓度过高会明显抑制生物过滤器去除乙酸乙酯的效率。

    李云路用滴滤法处理含甲苯废气的研究表明,生物滴滤池在N含量较低时性能大幅下降,而N源过多没有明显的提高去除能力。C:N处于17.5以下微生物对甲苯的去除效率基本稳定在90%以上。

    4.影响生物法处理印刷厂有机废气的因素