浅析节能环保的废气处理系统

文 然

（郎溪经济开发区管委会，安徽 宣城 242000）

近年来，国家在处理环境问题上取得了较好的成绩，许多城市的环境污染问题都得到了较好的控制，但是在治理环境的过程中还是有许多值得注意和优化的环节。环境治理最关键的就是要处理好废气的达标排放问题，要采取更加环保、更加经济的方式来处理废气。废气的排放如果不加以控制，会引发酸雨、光化学烟雾等环境问题，尤其是废气中的恶臭气体，不仅会造成大气污染，破坏生态环境，还会对人体的呼吸系统、循环系统、内分泌系统以及神经系统产生严重危害。而我国在高度发展的工业化进程中，有一些企业的污染排放尤为严重，所以会导致大气污染问题愈来越突出。因此，加强对废气的处理迫在眉睫，本文论述的废气处理系统，主要是基于微生物降解的处理方式，较为节能环保，能够有效处理废气中的恶臭物质。

1 导致大气污染的主要原因

一是无视资源的节约，没有形成全民节约、全民爱护环境的意识。二是很多生产方式较为落后，未形成完善的环境保护措施。所以应该建立有偿使用的办法，完善并开发保护机制。由于当前的生态资源市场化机制不健全，使得自然资源的资产价值被低估，因而进一步造成资源被粗犷式开发，环境被破坏，导致可持续发展困难。三是资源节约的法规、标准不完善，专业性人才储备不足，行政执法不力。资源的开发利用需要有政策方面的研究、技术研发的支持、数据统计的支撑、先进制度的保障和推进改革的决心，这些工作都需要相应的专业人才去操作。然而我国生态保护工作起步较晚，缺少专业性人才，现有人才不了解相关的法律法规，无法适应当前生态文明建设的需要。我国虽然出台了一系列的法规政策，但是实操性不强，与实际工作存在出入，再加上相配套的法规、政策不完善，相关标准化制度落后，缺乏有效的资源节约和环境保护激励机制，导致执法人员有法难依，执法不严，从而影响了生态文明经济建设。四是技术装备落后。数字化、信息化作为未来市场的两大重要手段，同样适用于生态保护。为了有效开展生态文明经济建设，就需要科技手段的支撑。信息化平台的建设对自然资源的开发、利用、管理、监督和资源的循环利用都具有促进作用，要通过大数据采集信息，因地制宜地制定相关措施和法规。但目前信息化平台的建设不足，缺乏所需要的基础数据，无法匹配资源的市场化数据，这些导致资源产出率计算困难，难以评估资源利用水平和变化趋势等一系列因素，造成相关制度无法落实，政府调节和市场机制无法发挥有效作用。五是缺乏适应的市场经济体制，无法调动市场的积极性，而单纯依靠政府宣传和执法，没有调动群众和企业的积极性，因此，加大了工作难度。

2 废气处理的重要性

企业生产过程所排放的废气大多会对环境造成危害，这些有毒物质一旦排放到空气中，将会对人的身体造成极大地影响和危害，同时还会对生态环境造成巨大的破坏。其实，在最近几年，随着温室效应现象越来越严重，在一些常年冰冻的地区，如北极、南极也都出现了气温升高，冰雪融化的现象[1]，对当地动物的生存环境造成了严重威胁。在我国西藏地区，有大片冻土，这些冻土在受到气候变暖的影响下逐渐出现了融化，导致冻土地区的地基下沉，极大地影响了当地的基础设施建设，对于国家的经济发展也造成了严重的影响。因此，处理好工业废气对于生态平衡和环境保护具有非常重要的作用和意义。

3 常用的废气处理技术

3.1 热力焚烧法

热力焚烧法的本质是以高温的方式，持续对废气进行灼烧以分解废气中的恶臭物质。但是采用这种方式的经济成本较高，并且采用热力焚烧法时需要明火，存在安全隐患，虽然这种方法具有一定的作用和效果，但是目前使用得并不多。

3.2 吸附法

吸附法是通过使用一些比表面积大的物质来吸附废气中的恶臭物质。常用的吸附剂有活性炭、活性氧化硅和硅胶等，这些物质都具有极好的耐受能力，能够在较为极端的环境下完成吸附工作。这种吸附法当前较为常见，因为其性价比高，使用范围广，具有较高的环保价值。需要注意的是，当吸附剂达到吸附饱和后要定期更换，否则处理效果会大幅降低，甚至完全失去吸附能力。此外，使用后的吸附剂属于危险废物，要交给有处置资质的单位进行处理。

3.3 催化氧化法

催化氧化法是在一定的压力和温度条件下，通过专门的催化剂来降低有机物氧化分解的温度，从而让废气在不消耗燃料的情况下，发生氧化反应。该方法的原理是在反应塔内装填固态填料，填料内部复配多介质催化剂，当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层，与通过喷嘴喷出的液相复配氧化剂在固相填料表面充分接触，并在多介质催化剂的催化作用下，充分分解恶臭气体中的污染因子，使分解后的气体能够满足环保的排放要求。

4 环保废气处理技术与工艺流程分析

4.1 环保废气处理技术

目前常用的废气处理技术主要有两种，第一种是分解技术，在分解技术中主要是通过化学或生物的方式来处理废气；第二种技术是回收技术，主要是通过一些物理的处理方式对废气进行处理。无论采用哪一种方法，都具有其自身的的特点和适用范围[2]，详见表1。

表1 废气处理技术的分类

在选择具体的工艺方法时，首先应当考虑污染源的特性，如气体的流量、污染物的浓度等，其次，还要考虑不同技术的处理效果，以及所涉及到的投资成本等各种因素。采用微生物处理方法，其工艺流程与设备都极为可靠，整体管理难度较低，使用范围较广。生物处理法的本质就是选取合适的微生物来吸收、分解恶臭物质，这些微生物会把恶臭物质作为养分，通过自身的新陈代谢将有害物质转化成无害物质，该工艺过程主要分为三个阶段：第一阶段：将废气中的恶臭物质与水接触，并溶于水；第二阶段：当恶臭物质溶于水后，水中的微生物开始吸收这些恶臭气体，并把气体吸附于体内；第三阶段：生物体内的恶臭物质开始被分解、转化并应用，成为无臭物质。

利用微生物法处理废气的系统主要有：生物滤池、生物滴滤池、生物洗涤池等，其具体优缺点见表2。

表2 三种生物处理工艺优缺点的比较

4.2 废气生物处理系统的工艺流程

当前，污水处理厂实际作业时所排放的废气中含有多种恶臭污染物，这些污染物对环境的破坏极大。基于此，本次设计的环保废气处理系统主要采用生物滴滤池和生物滤池组合的方式，以有效处理废气中的恶臭气体。这种组合式的除臭工艺，具有较高的环保性能。具体的设置方式如下[3]：

（1）在设计本次装置系统时，最主要同时也是最重要的就是要设计出专门用来过滤废气的滤室，为了能够有效确保过滤掉废气当中的恶臭物质，滤室的设计应采取两层滤室的设计方式，两层滤室都分别装了生物填料，通过生物填料来过滤这些恶臭物质。在设计时还需要考虑通风的效果，因此，还设计了专门的进、出气口，以确保滤室内部的气流畅通。

（2）针对两层滤室的设计，前一级滤室中的生物滴滤池填料主要是以惰性填料为主，这种填料的特点为表面积足够大，且具有较高的孔隙率，单个的质量较低，因此风阻较小，在实际投入使用时不容易出现堵塞的情况。

（3）后一级滤室的滤池采用的是一种天然有机填料，这种填料本身带有微生物菌，因此不需要在这种填料中再放入其他的营养物质，通过这种有机填料能够高效分解吸入的废气，氧化降解掉废气中的恶臭物质。

（4）填料之间的配比要适当，能够让生物填料具有较强的强度，可以承受一定的压强而不会出现变形，且两层滤室之间具有较好的通气能力，从而较好地构成适合微生物生长的环境，搭建出能够有效处理废气的一个多单元的组合式生物处理系统。

（5）废气在经过封闭的收集系统后，其湿度会因此增加，在抽风机的作用下，会被带入到生物滴滤池内，然后再受到填料中硫氧化菌等细菌的影响和作用，使废气中的恶臭气体硫化氢经过微生物降解成硫酸。随后，废气再进入第二层滤室，剩余的恶臭有机物会在这一层被降解为水和二氧化碳等产物。

（6）废气通过两层滤室之后，所排放出来的净化气体符合国家标准，能够直接排入到大气中，具体的工艺流程如图1所示。

图1 废气生物处理系统工艺流程图

4.3 系统运行的控制

在本次设计中，废气处理系统的正常运行需要注意填料层的微生物供氧、填料层的压强、湿度和内部的温度等环境因素。因为这些环境因素的变化，比如进口处的废气流量等会对实际的废气降解效率带来影响，因此需要关注这些变量，尤其是生物滴滤池填料中pH值的变化以及其内部温度的变化等对于填料层的降解能力具有极为重要的影响。

4.3.1 填料湿度的控制

为了确保填料中的微生物具有一定的活力，能够持续对废气进行降解，需要注意微生物所处环境的湿度。只有当环境达到一定湿度时，微生物才能较好地发挥出自身的降解能力。对此，在滤室中可以设计专门用于喷洒的工具，采取循环水的形式不断对填料进行喷洒，但是需要合理控制生物滴滤池底部循环储水槽的液位，确保水液的位置保持在合理范围内，防止湿度过高。

4.3.2 温度的控制

温度的控制与选择会极大地影响生物滴滤池的处理效果。首先，温度的高低会影响细菌的实际生长和繁殖能力，目前，适合微生物生长的温度一般控制在25 ℃左右，也有的学者认为35 ℃是生物反应的最合适温度，因为温度会对生化反应速率有所影响，生化反应速率会随着温度的升高而升高。然而，当温度升高的时候，虽然能够加快微生物的代谢速率，但是会导致微生物整体附着性的降低，使其吸附能力减弱，最终会导致整体处理效果的下降，不利于实际的处理过程。因此，在控制温度的方式上，可以结合循环水的方式来进行预处理，合理地控制温度的高低。

4.3.3 pH值的控制

在设计本系统时，主要是通过中性细菌来对废气进行降解，由于在降解H2S的过程当中，会产生H2SO4等物质，这些产物不断积累会出现酸化现象，导致填料的pH值呈强酸性。为了能够确保微生物可以在这种环境中正常生长，同时减少对生物滤池装置的腐蚀性，可以在循环水中适当地加入一些碱液来调节生物滤池pH值，也可在生物滤池的填料中事先加入一些石灰石等物质，从而使整个系统保持在一个比较稳定的pH值范围内。

5 结论

根据专业的数据调查报告显示，在全世界范围内，每年所排放的大量废气中含有上百种有害物质，这些物质严重地影响着地球的空气质量。而这些危害物中的硫化氢气体，是污水处理厂排放废气中主要的恶臭物质，给人们的生活带来十分严重的危害。因此，相关部门需要高度重视恶臭气体的处理，需采用合理的措施治理废气。本文所提出的一种基于微生物降解的废气处理系统，其整体造价不高，且具有一定的实用性。在该系统中，共设计了两个滤室，通过这两个滤室可有效分解废气中的有害气体，从而实现废气的有效处理。在设计该系统时，需要考虑滤室中微生物的生存环境问题。首先要考虑到湿度的问题，可通过循环水的方式确保微生物能够获得一定的水分，保持在一定的湿度，其次，还要考虑到微生物所处环境的pH值，最后，还要考虑微生物所处环境的温度。