Методы микробиологической дезодорации газов

Методы микробиологической дезодорации газов подразделяются на методы с использованием твердой фазы – биофильтры и жидкой фазы – биосорберы (рис.2.2).

Рисунок 2.2. Классификация методов дезодорации отходящих газов с помощью микроорганизмов [2]

Наиболее простой вариант микробиологической очистки отходящего воздуха реализуется, если процессы абсорбции и регенерации связаны друг с другом по времени и месту. По этому принципу работают биофильтры.

В биофильтре загрязненные газы продуваются через слой биоактивной, сорбирующей, умеренно увлажненной насадки (носитель микроорганизмов). Материал насадки должен обеспечивать низкую потерю давления при высокой удельной поверхности контакта газ – жидкость - биопленка, удерживать большое число клеток живых микроорганизмов, быть устойчивым к механическим, химическим и биологическим воздействиям, не забиваться избытком биомассы в течение эксплуатационного срока работы, быть доступным и недорогим. В качестве материалов - носителей используются органические субстанции: торф, дерн, хворост, кора деревьев, древесная щепа, компост, активированный уголь. Преимущество таких носителей в том, что они содержат много необходимых для питания микроорганизмов веществ. Эти носители более пригодны для удаления органических загрязнений с помощью гетеротрофных микроорганизмов. Природный носитель служит им источником органического углерода и необходимых для роста веществ. В качестве носителя также могут быть использованы неорганические материалы: керамика, цеолит, гравий, крупнозернистый песок и другие, а также пластмассы. Они подходят для окисления загрязнений автотрофной микрофлорой: нитрификаторами, серо - и тиобактериями. Высота слоя носителя, форма и размер частиц должны быть такими, чтобы не допускать отложений частиц пыли и лишь небольшую потерю давления. В наиболее распространенных конструкциях биофильтров высота фильтрующего слоя не превышает 1 - 1,5 м. Избыток воды в биофильтре нежелателен. Материал - носитель должен быть только увлажненным.

Биофильтры применяются в основном при невысоких концентрациях за­грязняющих веществ в газовом потоке со станций очистки сточных вод, в газовоздушных выбросах пищевой, химической, фармацевтической промышленности, животноводческих комплексов и т. д. такие установки получили наибольшее распространение в странах Запалной Европы, США и Японии. [5]

По сравнению с биофильтрами биосорберы обеспечивают большие возможности контроля процесса и массопередачу, обработку потоков с высокими концентрациями загрязнений, стабильность в работе. Однако применение биосорберов требует больших капитальных затрат, текущих расходов, а также затрат на удаление избытка биомассы. Эффективность очистки биоскрубберов с распылением жидкой фазы уступает эффективности биофильтров. Последние отличаются конструкционной простотой, низкими капитальными и эксплуатационными затратами. Однако биофильтры традиционных конструкций обеспечивают очистку лишь при низких объемных скоростях потока газа (при использовании торфа и других природных носителей скорость набегающего потока не должна превышать 1,5—2 м/мин), при невысоких концентрациях устраняемых компонентов (в частности, содержание не более 15—20 мг/л). Контроль процесса очистки в них затруднен, возможно каналообразование в фильтрующем слое, резко снижающее эффективность очистки. Срок службы фильтрующего слоя ограниченный. [2]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Высокая эффективность – это самое важное преимущество применения метода биологической очистки сточных вод. Именно благодаря эффективности достигается максимально возможная очистка. К тому же, этот метод практически лишен любых недостатков (например, химической чистке свойственен неприятный запах), он является безопасным и полностью экологичным. При этом следует отметить, что в результате очистки отходы накапливаются отдельно, которые можно применять в сельском хозяйстве.

Применение микроорганизмов при очистке сточных вод предполагает соблюдение определенных требований. К примеру, следует учитывать, что аэробные микроорганизмы являются чувствительны к залповому потоку воды. Они также сильно реагируют на холод, следовательно, очистные сооружения должны оснащаться специальным корпусом, чувствительным к низким температурам. [6]

С помощью биологической дезодорации можно удалять неприятные запахи легче, эффективнее и с меньшими затратами, чем традиционными физическими и химическими методами дезодорации. Биологические методы отличают простота и надежность. Капитальные затраты на их сооружение составляют 12 - 30 долл. за 1 м³/ч реакторного пространства. Эксплуатационные затраты на очистку при ис­пользовании метода биодезодорации составляют 0,2 - 1,0 долл. за 1000 м³ газа, что ниже в 1,5 - 6 раз по сравнению с другими методами.

При биодезодорации не требуется повышенных температур и давлений, не образуются оксиды серы и азота, свободный хлор, отсутствует опасность образования диоксинов, в отличие, в частности, от термических и каталитических методов очистки. Единственными побочными продуктами являются избыточная биомасса и отработанный носитель, срок службы которого существенно выше, чем при адсорбционной очистке, благодаря протеканию биологических процессов, регенерирующих носитель. Однако биофильтры не удаляют биостойкие загрязнения, могут быть чувствительны к пиковым выбросам загрязнений и резким изменениям в их составе. В них не должны применяться материалы и режимы очистки, способные вызвать образование вторичных запахов.

Таким образом, метод биологической очистки гарантирует не только устранение всевозможных загрязнений и возможность повторного применения ресурса, но также позволяет фильтровать и накапливать отходы отдельно. В свою очередь, эти отходы находят эффективное применение в сельскохозяйственной промышленности, выполняя функции удобрений. На сегодняшний день это самый эффективный метод, активно развивающийся в нашем государстве. [6]