生物法在大气污染治理中的应用

吴淑珠，肖 遥

（珠海市南方人力资源服务有限公司，广东珠海 519000）

在社会经济发展的过程中，大气污染问题越来越严重。在大气污染治理中，应用生物法可以起到较好的效果，这对于大气污染治理整体质量水平的提升是非常有帮助的。生物法治理大气污染的工艺主要有生物滴滤法、生物过滤法、生物吸收法、生物洗涤工艺、电晕法等。

1 大气污染治理概述

1.1 大气污染特点

随着大气污染的增加，其对社会环境和经济发展都会产生较大的危害。目前，我国的大气污染的主要特征表现为以下三点。①总悬浮颗粒物（TSP）在污染指标中的总量最高，这使空气质量受到较大的影响；②中国每年使用大量的煤炭等燃料，这类燃料燃烧会导致较为严重的大气污染；③我国机动车保有量由2014年的2.64亿辆增长到2020年的3.72亿辆，随着机动车数量的增长，在大气中，汽车尾气排放对于大气污染产生较大的影响，这也是不容忽视的。

1.2 大气污染分类

有关研究表明，在大气污染物中，颗粒物对于大气的危害性较大。大气的污染源要么是大自然改变得到的污染物，要么是生产活动中产生的污染物。在社会生产的过程中，通过一次污染，可以将物质结合，从而发生化学反应，进而导致二次污染的发生，这对于生态环境的影响是极大的。通过对大气污染的现状进行分析，非常细小的颗粒物或者液态形式的颗粒物在大气中存在，导致气态物质的化学毒性增强。在大气中，碳氢化合物等物质能够对人类的呼吸道进行刺激，甚至会引发死亡事件。

1.3 大气污染治理现状

在社会经济快速发展的时代，环境污染与破坏问题逐渐凸显。主要表现为三个方面。①问题严重。尽管工业污染排放由于行政控制而呈现下降趋势，但是PM 10和PM 2.5污染在我国重点城市依然十分严峻；②少数地方政府不作为问题。在行政控制处于下降趋势的情况下，污染问题在我国重点城市非常突出；③能源结构短期难以改善问题。目前我国的能源结构存在缺陷，导致出现较为严重雾霾现象的城市越来越多。

2 生物法简述

2.1 生物法的基本概念

生物法的本质是氧化分解的过程，通过生物法净化废气，活性微生物以废气中的能源或养分作为生命活动所需要的成分，并对其进行转换，从而得到一些简单无机物。可以通过人为的创造适于微生物生存和繁殖的环境，这样可以使氧化分解有机物的效率极大提升。针对微生物的分类，可以将其主要分为好氧法、厌氧法和生物酶法三种。

2.2 生物法处理废气

生化法处理废气的机理研究已经有很多，但是统一的理论没有形成。其中，影响较大的有生物膜理论、吸附-生物膜理论。生物膜是一种性膜结构，通过微生物群体在固体载体表面形成。当微生物处于湿润环境下的时候，使用废气中的有机物为原材料，并将其分解转化为一定厚度的膜，这种膜能够起到对微生物的生长和繁殖作用。特别是在处理低浓度或生物可降解性强废气的时候，其优点较为突出。

2.3 生物法净化废气的基本原理

生物法，就是采用活性的微生物，将废气中的有毒物质及有机组分进行分解。然后，在进行氧化分解的过程中，可以使有毒物质分解为无毒无害的物质。根据生物学知识可知，微生物净化废气的过程中，需要注意三个方面。第一就是要使废气中的有毒物质可溶于水。第二是提高污染物的浓度，将污染物进行扩散，从而使污染物到达生物膜上，使生物净化效率更高。第三是加强微生物新陈代谢方式的实施。生物法净化的效率提高，主要与污染物的两个过程有紧密的联系，一个是污染物的性质，另一个是降解的过程。这两个过程对于废气中污染物的降低非常有帮助。比如，在空气中，比较多的是甲苯污染物，其水溶性较强，也是微生物碳的来源之一。通过微生物可以对其进行吸收，并氧化分解为无机物等。图1为生物法净化废气流程图。

图1 生物法净化废气流程图

3 生物法净化效率的影响因素

3.1 微生物法

在生物法净化的过程中，微生物是其中最为关键的部分。通过微生物，可以加速生物净化过程的催化。注重微生物的驯化挂膜非常重要，挂膜过程使用的方法一般有直接挂膜法和间接挂膜法两种。在对微生物种类进行选择的时候，要依据污染物成分是否单一化来确定。在污染物组成成分单一的情况下，只需要选择一种微生物就可以了。如果污染物组成成分多样化，那么就要综合考虑多个方面的因素。

3.2 填料

填料的质量会影响到生物法废气净化的效果，这是因为，在生物净化过程中，填料的作用非常大。所以，在制作填料时，务必注意两个非常关键的细节。①填料的理学性质，比如需要控制适当的表面积和密度、孔隙率等，因为这些因素对于生物法的净化效率的提升是非常有帮助的；②控制好调料的成本，要选择性价比最高的物质，确保其功能完善。

3.3 压降

床层降压在生物法净化中十分重要，因为这道工序如果没有处理好，那么废气净化的成本会增加很多。以生物滴滤法中的降压工序为例，尤其需要注意控制好其中的两个环节，一个是微生物膜，另外一个是填料。当选用的填料是有机填料时，可以使微生物能够供应所需物质。在经历一段时间之后，调料可能会矿化。基于此，可以使降压工序的次数增加，使废气处理的成本增加。在科学技术不断升级与优化的过程中，现在生物法废气净化中的填料也在逐渐升级，目前用得比较多一点的是无机惰性填料。这种填料的一个好处是可以规避上述现象的出现，从而使污染物中气体分布均匀度更高，使微生物的接触更好。

4 生物法净化废气的处理工艺

4.1 生物滴滤法

生物滴滤法就是生物过滤与吸收的集合处理。对于废气，一般是将其置于反应容器中进行处理。因而在废气的处理中，不仅包括污染物的降解过程，也包括污染物的吸收过程。

生物滴滤法处理工艺需要一个特殊的填料作为基础，其材质有多种选择，比如陶瓷和小碎石就是不错的选择。这样处理的目的是为了使微生物的生长环境更好。还需要进行的工序有：对填料表面进行营养化处理、通过替换回流液，从而去除微生物新陈代谢产物。图2为某工厂所使用的生物滴滤塔图。

图2 生物滴滤塔图

4.2 生物过滤法

生物过滤法在生物法净化处理工艺中使用年限最长，这些工艺可以对硫化氢等臭味气体进行处理。在科学技术不断改进与创新的过程中，生物过滤法所适应的范围越来越大。目前，在挥发性废气的微生物处理中应用较多。通过该项技术的应用，能够使废气中的有机气体被挥发。另外，该技术对于生物过滤装置吸附性要求较高，需要使用活性炭等吸附性物质。在这个装置中，其中的滤料可以附生微生物，通过微生物的吸收转换，使挥发性废气被氧化分解为H2O和CO2等无机物。

4.3 生物洗涤工艺

采用生物洗涤法来净化废气，需要构建一个生物洗涤塔，且生物洗涤塔需要具备一套完整的污泥处理机制，因此洗涤塔的组成部分包括再生池与洗涤塔两个部分。图3为生物洗涤器流程图。

图3 生物洗涤器流程图

4.4 电晕法

电晕法逐渐应用至废气的处理中，在废气处理中，电晕法对于挥发性有机气体的处理效果较好。电晕法对废气处理的原理是在高电压的反应中，使用高压脉冲放电，得到OH、O等活性基。通过活性基，可以使有机气体进行氧化和分解，最终得到无毒无害的物质。

5 结束语

生物法净化处理工业废气的应用前景是非常可观的，在时代发展与进步的过程中，工业工厂所产生的废气在增加。如何对这些废气进行高效处理，这需要使用到先进的科学技术以及创新的生物法净化工序。对生物法净化效率影响因素，即微生物法、填料、压降进行合理控制。生物法净化经济、节能，且不会产生二次污染，这是其优势。但是实际操作的过程中，还存在一些问题需要处理，所以，必须就生物法在大气污染治理中的应用进行进一步探究。