简介： 介绍了含有挥发性有机化合物废气（VOC废气）的生物处理原理和技术应用。对在德国应用较广的生物滤池和生物洗提工艺的工作原理、适用范围、工艺设计的基本要求进行了说明。通过和其他VOC废气处理工艺进行的经济技术对比，表明了生物处理工艺在其适用范围内的优越性。
关键字：挥发性有机化合物 废气生物处理 生物滤床 生物洗提反应器

　　在塑料、橡胶加工、油漆生产、汽车喷漆和涂料生产等诸多工业领域中，工业品的生产和加工过程产生了大量含有挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）的废气（VOC废气）。这些废气未经处理排入大气，在一定条件下会形成光化学污染，影响大气质量，影响动植物生长和人类的健康。某些有毒VOC废气有致残、致畸、致癌作用，对长期暴露其中的人体造成严重伤害。为此，各国颁布了相应的法令，限制该类气体的排放，我国于1997年颁布并实施的《大气污染综合排放标准》，限定33种污染物的排放限值，其中包括苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物。

　　 对VOC废气的治理，有多种处理技术可供使用。但对于VOC浓度低、风量大的废气，传统工艺存在投资运行费用高、处理效率低和处理后存在二次污染等问题。近年来，逐渐发展的废气生物处理技术作为一种新型的空气污染控制技术，得到日益广泛的应用。该项技术与传统的燃烧法、催化氧化法、吸收法、吸附法相比，对VOC低含量废气的处理有明显的优势。本文主要介绍现行的德国废气生物处理技术，以期对我国相应技术的推广应用起到借鉴作用。

　　1 废气生物处理工艺

　　1.1 生物处理原理

　　废气的生物处理技术首先应用于农业生产过程中异味气体的处理，例如养殖业中动植物加工产生的臭气、堆肥发酵和生物污泥废气处理等。随着工业生产中产生的挥发性有机气体的污染日益严重，这项技术逐步应用到工业废气净化领域。其净化的基本原理是：有机废气或异味气体流经带有液体吸收剂的处理器；在处理器中，由于废气中的污染物在气、液相之间存在浓度梯度，浓度差使其从气相转移到液相，被生存其中的微生物吸附；通过微生物的代谢作用，有机物被分解、转化为生物质和无机物。

　　1.2 反应处理工艺分类

　　生物处理技术的基本工艺流程以生物过滤为例，如图1所示，废气经过一定的除尘、温度和湿度调节，进入生物处理单元，经过微生物的处理，气体可以达标排放。

　　

　　2.2 与其他工艺的经济技术比较

　　 在对含VOC废气处理工艺的选择中，在技术领域应考虑如下因素：VOC的去除效率；废气性质（废气中有机物的组成、VOC含量、废气流量、气味指标）；可用建设面积；技术经济使用期；必要的附属设施建设（如：水蒸气生产设施）；与原有治污设备的配套；有机溶剂的回收等。经济上主要考虑投资、运行费用和财务风险。各种工艺的初步选择依据如表4所示。

　　表4 VOC气体处理技术措施的适用范围及其经济指标

处理方法
浓度/（g TOC · mN－3）　　>10 5～1 1～5 <1
排气量/（1000mN 3·h-1）　　50～100 5～50 <5
投资费用?　　/（m3·h-1）
运行费用?　　/（1000m3·h-1）
吸附-溶剂回收
+ ++ ++ ++
++ ++ +
40～80
1.5～2.8
吸收-溶剂回收
++ + + 0
++ ++ +
30～45
0.85～1.50
预热式-热力焚烧
++ ++ + 0
+ ++ ++
15.0～17.5
1.5～2.6
预热式-催化焚烧
- 0 ++ 0
- ++ ++
15～20
0.75～2.60
蓄热式-热力焚烧
- + ++ 0
+ ++ +
16～35
0.4～2.4
蓄热式-催化焚烧
- 0 ++ +
+ ++ ++
14～30
0.5～2.8
生物滤床法
- - 0 ++
+ ++ ++
9.5～15.0
0.15～1.12
生物洗滤法
- - + ++
++ ++ +
9.5～20.0
0.30～0.88

　　备注：++，+，0，- 符号表示处理技术对应不同处理状况下的经济技术适用性

　　++ 很适用 ，+ 适用，0 不太适用，-不适用

　　3 结 语

　　随着国内对环境质量的要求不断提高，挥发性有机废气的治理工作正逐步开展。生物处理方法利用微生物的代谢作用，对中、低浓度有机废气进行处理，具有适应性强，投资、运行费用低，二次污染小等优点，是一种自然的污染治理技术。这种方法的不足主要有：对气体水溶性和生物降解性有要求，反应器启动、微生物驯化、处理过程持续时间较长，运行中必须提供足够的营养元素和氧气等。今后的研究工作应主要集中在填料选择、适宜菌种筛选和固定化、反应器优化设计及其组合应用等方面，为工艺的进一步推广应用提供技术参数。

　　参考文献

　　1 Dipl.-Ing. Renate Huebner．Funktionsprinzip von Biowaescher und Biofilter．Entsorgungs-

　　praxis，2000，(5)：35～38

　　2 DEIU-Karlsruhe．Prozessnachgeschaltete Massnahmen zur Minderung von fluechtigen organische Verbindungen．Umsetzung der IVU-Richtlinie：Lack-und Klebstoff-anwendung，2003

　　3 Thomas Meta．Entscheidungskriterien bei der Auswahl von Emissionsminderungsstrategien fuer fluechtige organische Verbindungen (VOC)．Diplomarbeit von FH Trier,1999

　　4 仉春华，王文君．生物脱臭技术的现状与展望．环境污染治理技术与设备，2003，4（１）：63～65

　　5 王宝庆，马广大，陈剑宁．挥发性有机废气净化技术研究进展．环境污染治理技术与设备，2003，4（5）：47～51

　　6 乔惠贤，尹维东，栾志强，等．大风量VOCs废气治理．环境工程，2003，22（１）：36～38

　　（收到修改稿日期：2005-03-16）

　　[1]第一作者：郑 兴，男，1973年生，硕士，现在柏林工业大学攻读博士学位，主要研究方向为水的深度处理。