空气处理技术：生物洗涤器和生物过滤器

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介绍

空气中被干扰人类福祉（如农业和健康）的异物污染的状况，也造成环境破坏，称为空气污染。

许多污染物对农业产生不利影响。这些包括：

• 二氧化碳

• 甲烷

• 氧化亚氮或氨

• 硫化氢

由于农业和一些工业以排放甲烷和二氧化碳等温室气体而闻名，因此这些地区通常配备空气处理技术系统。这些空气污染物也是农场动物消化过程的副产品。一些新兴的有助于空气处理的生物技术包括：

• 生物过滤器

• 生物洗涤器

• 生物滴滤系统。

生物过滤器

生物过滤是利用在生物过滤器系统中提供的营养介质上生长的生物膜中的微生物分解有害排放物的过程。因此，生物过滤器是一种用于消除空气中恶臭气体（如H2S、甲烷和一些低挥发性有机化合物（VOC））的污染控制技术。

结构

如果存在大量有机化合物的废气，也会产生恶臭，生物技术系统具有去除污染物和通过生物方式（使用微生物）处理生物废物从而去除气味的潜力。因此，这种气体恶臭排放会导致居民区健康问题严重。

生物过滤器系统是圆柱形系统，其中心部分具有介质，并在介质上通过微生物的生长形成生物膜层。此处，生物膜由一层过氧化氢降解微生物组成。这些系统可以是可逆的，其中无污染空气或处理后的空气从系统的顶部或底部排出。

设计主要取决于待处理的气体类型。此处，受污染的空气允许从顶部进入系统，然后向下通过微生物膜层。然后，这些生物体分解H₂S或其他污染物，允许处理后的空气与CO₂和H₂O一起通过底层。

这些生物过滤器系统技术对许多工业的烟囱很有帮助。

它是如何工作的？

生物过滤器系统利用微生物吸收和氧化挥发性有机化合物以及可氧化的无机气体和蒸汽，产生水、盐、生物质和二氧化碳。

生物过滤器中使用的介质可以包括泥炭、石楠、树皮和堆肥污泥、颗粒状碳或其他合适的物质。这种介质通常用于为微生物生长提供营养，并且应该能够最大限度地减少压降。

除了介质外，还必须保持系统中的水分含量，以支持微生物的生长。除了加湿气流外，喷水器也可用于频繁维护过滤器床水分。

生物过滤器的优点

管理良好的生物过滤器应该能够显示以下性能：

• 减少95%的异味

• 去除约40-70%的氨

• 可以减少空气中约60-80%的硫化氢。

生物过滤器是低运营成本的系统，它们使用较少的化学物质，不需要燃烧源。

生物过滤非常适合处理异味、有毒化合物和挥发性有机化合物。

缺点

生物过滤器系统无法成功处理一些吸收率或降解率低的化合物，例如挥发性有机化合物（VOC）。处理富含高化学排放的污染空气的生物系统更大。

微生物生长所需的初始驯化时间比其他生物系统更长。

生物洗涤器

生物洗涤器是另一种空气污染控制系统，主要用于在工业废气排放到环境中之前去除有害物质。该技术主要使用嗜酸性氧化硫杆菌，这是一种天然存在的细菌。

它们主要以两种方式清洗污染物：

湿式洗涤

在这里，通过喷洒液体物质穿过气体来去除液体或固体有害污染物颗粒。此处使用的液体主要是水，但是，如果也去除气态污染物，则它可能是含有可以与吸收的污染物反应的化学物质的水溶液。

大多数这些湿式洗涤系统的工作颗粒物收集效率超过95%。

干式洗涤

在这里，系统将粉末状固体物质引入气态污染物中，以去除废气中的有害成分。

生物洗涤器的设计和工作原理

这些生物洗涤器包括洗涤塔，其中循环流体对应于来自活性污泥生物处理厂或工业的混合液。

在此，首先由微生物降解的化合物被吸收在吸收塔的液相中。

该过程涉及气体流经液体，其中污染物和氧气被吸收。然后将液体随后送入装有惰性材料作为介质的反应器中，并覆盖有生物膜，生物膜主要负责污染物的降解。

此处，系统的选择取决于被处理的气流特性、预期的去除效率和所涉及的成本。

一般来说，较高的压降表示液体和气流之间的接触更剧烈，导致较小的颗粒以更高的效率被收集。压降小于约5英寸水的洗涤器能够有效去除直径大于约5-110微米的颗粒。这些被称为低能湿式洗涤器。

优点

• 这些生物系统最适合处理高度水溶性化合物。

• 与生物过滤器相比，这些生物洗涤器的优点是它们不会积累对微生物产生不利影响的有害产物。

• 在这里，这些系统通过液体介质的组成来促进生物过程的控制。

• 与生物过滤器相比，微生物的初始生长时间较短。

缺点

这些生物洗涤器是最昂贵的系统，因为它们必须维持两个系统，一个用于吸收，另一个用于降解污染物，这使得它们与生物过滤器相比经济性较差。

结论

生物过滤器主要用于处理空气传播的排放物或牲畜饲养作业。来自动物饲养作业的空气传播排放物包括异味、氨、硫化氢、挥发性有机化合物、颗粒物和生物气溶胶。

大多数极低浓度的化合物会排放出许多化学物质。生物过滤器用于污水处理厂和食品加工厂。生物洗涤器是另一种空气控制装置，用于处理工业中的废气以及去除气态环境中的颗粒物。

这里需要两个系统，一个用于吸收，另一个用于微生物对污染物的生物降解。与生物洗涤器相比，生物过滤器已被证明更经济。