生物法控制VOCs污染的工藝流程計算案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u5013生物法控制VOCs污染的工藝流程計算案例綜述 146641.1生物法處理VOCs工藝 1214701.1.1生物滴濾塔 1304431.1.2生物洗滌塔 2132411.1.3生物過濾塔 31.1生物法處理VOCs工藝由生物處理過程中微生物的存在方式和系統(tǒng)運作情況，將其分為兩個系統(tǒng)。一是附著生長系統(tǒng)，廢氣在通過填料的過程中被生長在填料表面的微生物降解，以此達到凈化的目的；二是懸浮生長系統(tǒng)，微生物在液體中，廢氣再通過生長有微生物的液體的過程中被降解。生物滴濾塔具備兩種系統(tǒng)的特點。表4-1生物法系統(tǒng)分類微生物存在體系液相分布連續(xù)相非連續(xù)相懸浮生長生物洗滌塔附著生長生物滴濾塔生物過濾塔1.1.1生物滴濾塔生物滴濾塔流程如圖4?1圖4-1生物滴濾塔工藝流程微生物吸附在濾料上會形成一層微生物膜，這層微生物膜還包含著其它的生物群落。該微生物膜由好氧區(qū)（外部）和厭氧區(qū)（內(nèi)部）兩個區(qū)域組成。微生物凈化廢氣的過程也是微生物生長繁殖的過程，生物膜會隨著時間逐漸變厚，當生物膜較厚時，會出現(xiàn)一種情況，有機物未達到微生物膜的內(nèi)部（厭氧區(qū)）便被消耗完，厭氧區(qū)的微生物無法進行正常的代謝，因此生物膜會脫落，然后再長出新的生物膜。對生物滴濾塔凈化效率造成影響的因素有：=1\*GB3①進氣流量、反應器的體積及容積負荷。=2\*GB3②循環(huán)液噴淋量及濕度。=3\*GB3③營養(yǎng)液配比。=4\*GB3④系統(tǒng)pH。1.1.2生物洗滌塔生物洗滌塔的流程如圖4?1所示，洗滌塔由兩個部分組成：一是將有機物吸收在液體中的吸收部分；二是吸收進入液體的有機物被在液體中生存的微生物降解的部分。圖4-2生物洗滌塔工藝流程洗滌塔的作用便是為廢氣和循環(huán)液體中的微生物提供充分接觸的空間，二者接觸的面積和時間都會直接影響凈化的效率。鼓泡塔和多孔板式塔因結(jié)構(gòu)特點和處理效率高等優(yōu)點被廣泛應用。實踐中，提高氣液接觸面積、增加接觸時間以及在循環(huán)液中加入一些不會對微生物代謝造成影響的溶劑等方法來優(yōu)化處理效果。1.1.3生物過濾塔（1）生物過濾塔流程如圖4-3所示。首先廢氣從頂部進入過濾塔，然后廢氣在向下流動的過程中與填料進行接觸，填料表面吸附的微生物將廢氣中的有機物降解凈化，被凈化后的氣體最后從過濾塔的底部排除。生物過濾塔的運行過程中需要間歇性地噴灑營養(yǎng)液，為微生物正常生長提供良好的生長環(huán)境。生物過濾塔工藝與生物滴濾塔工藝最大的不同是生物過濾塔工藝的廢氣與營養(yǎng)液的流向一致，而生物滴濾塔工藝的廢氣與營養(yǎng)液的流向相反，其它結(jié)構(gòu)大致相似。生物過濾塔是典型的附著生長系統(tǒng)。在生物過濾塔內(nèi)，水不被看作有機物溶劑，故水、生物膜及填料被看作為一相：液/固相，因此在生物過濾塔內(nèi)僅存在兩相：氣相、液/固相。圖4-3生物過濾塔工藝流程（2）塔內(nèi)VOCs降解的模型：建立VOCs降解的整體模型需要建立氣相在填料上的傳質(zhì)模型和生物降解模型。反應式如下：VOCs可知生物過濾塔中生物降解VOCs的方程為： rads式中：rads——Vρadsn、m——反應級數(shù)；O2將O2的濃度看作恒定，故將式（4-1）改寫為： rads式中：b——生物的降解速率常數(shù)。過濾塔內(nèi)液/固相中VOCs、CO2的物料衡算方程： ?ρads?式中：ρads?——兩相處于平衡狀態(tài)時的液/固相污染物濃度，K——傳遞系數(shù)，傳遞模型：主體流入、擴散流入和相際傳遞是VOCs、CO2傳遞的主要流程，相際之間的傳遞量最后會被微生物分解利用，該模型選取氣流主體流向上的一各微小單元，其間隙速度為ν，高度為為?z，濾塔有效高度為L，孔隙率為θ，面積為S，VOCs在進出口的濃度則分別為ρi、ρo，然后流入量-流出量=相際傳遞量+累積量流出量：主體流出量=ρ擴散流出量=?流入量：主體流入量=ρ擴散流入量=?累積量：S相際傳遞量：K ?ρ?式中：θ——孔隙率；D——軸向擴散系數(shù)，υ——軸向間隙氣流速度，m/ρ——氣相主體中的污染物濃度，z——氣相主體在生物過濾塔中與軸的方向一致的式（4-4）表示的便是構(gòu)建的關于過濾塔中微生物降解污染物和生成CO2的傳遞模型，等式右邊的幾項分別為：1.擴散、2.對流項、3.液/固相和氣相間污染物的傳遞。污染物質(zhì)在生物過濾塔中被降解的模型可由式（