空氣處理技術：生物洗滌器和生物過濾器

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介紹

空氣中被幹擾人類福祉（如農業和健康）的異物汙染的狀況，也造成環境破壞，稱為空氣汙染。

許多汙染物對農業產生不利影響。這些包括：

• 二氧化碳

• 甲烷

• 氧化亞氮或氨

• 硫化氫

由於農業和一些工業以排放甲烷和二氧化碳等溫室氣體而聞名，因此這些地區通常配備空氣處理技術系統。這些空氣汙染物也是農場動物消化過程的副產品。一些新興的有助於空氣處理的生物技術包括：

• 生物過濾器

• 生物洗滌器

• 生物滴濾系統。

生物過濾器

生物過濾是利用在生物過濾器系統中提供的營養介質上生長的生物膜中的微生物分解有害排放物的過程。因此，生物過濾器是一種用於消除空氣中惡臭氣體（如H2S、甲烷和一些低揮發性有機化合物（VOC））的汙染控制技術。

結構

如果存在大量有機化合物的廢氣，也會產生惡臭，生物技術系統具有去除汙染物和透過生物方式（使用微生物）處理生物廢物從而去除氣味的潛力。因此，這種氣體惡臭排放會導致居民區健康問題嚴重。

生物過濾器系統是圓柱形系統，其中心部分具有介質，並在介質上透過微生物的生長形成生物膜層。此處，生物膜由一層過氧化氫降解微生物組成。這些系統可以是可逆的，其中無汙染空氣或處理後的空氣從系統的頂部或底部排出。

設計主要取決於待處理的氣體型別。此處，受汙染的空氣允許從頂部進入系統，然後向下透過微生物膜層。然後，這些生物體分解H₂S或其他汙染物，允許處理後的空氣與CO₂和H₂O一起透過底層。

這些生物過濾器系統技術對許多工業的煙囪很有幫助。

它是如何工作的？

生物過濾器系統利用微生物吸收和氧化揮發性有機化合物以及可氧化的無機氣體和蒸汽，產生水、鹽、生物質和二氧化碳。

生物過濾器中使用的介質可以包括泥炭、石楠、樹皮和堆肥汙泥、顆粒狀碳或其他合適的物質。這種介質通常用於為微生物生長提供營養，並且應該能夠最大限度地減少壓降。

除了介質外，還必須保持系統中的水分含量，以支援微生物的生長。除了加溼氣流外，噴水器也可用於頻繁維護過濾器床水分。

生物過濾器的優點

管理良好的生物過濾器應該能夠顯示以下效能：

• 減少95%的異味

• 去除約40-70%的氨

• 可以減少空氣中約60-80%的硫化氫。

生物過濾器是低運營成本的系統，它們使用較少的化學物質，不需要燃燒源。

生物過濾非常適合處理異味、有毒化合物和揮發性有機化合物。

缺點

生物過濾器系統無法成功處理一些吸收率或降解率低的化合物，例如揮發性有機化合物（VOC）。處理富含高化學排放的汙染空氣的生物系統更大。

微生物生長所需的初始馴化時間比其他生物系統更長。

生物洗滌器

生物洗滌器是另一種空氣汙染控制系統，主要用於在工業廢氣排放到環境中之前去除有害物質。該技術主要使用嗜酸性氧化硫桿菌，這是一種天然存在的細菌。

它們主要以兩種方式清洗汙染物：

溼式洗滌

在這裡，透過噴灑液體物質穿過氣體來去除液體或固體有害汙染物顆粒。此處使用的液體主要是水，但是，如果也去除氣態汙染物，則它可能是含有可以與吸收的汙染物反應的化學物質的水溶液。

大多數這些溼式洗滌系統的工作顆粒物收集效率超過95%。

乾式洗滌

在這裡，系統將粉末狀固體物質引入氣態汙染物中，以去除廢氣中的有害成分。

生物洗滌器的設計和工作原理

這些生物洗滌器包括洗滌塔，其中迴圈流體對應於來自活性汙泥生物處理廠或工業的混合液。

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。

該過程涉及氣體流經液體，其中汙染物和氧氣被吸收。然後將液體隨後送入裝有惰性材料作為介質的反應器中，並覆蓋有生物膜，生物膜主要負責汙染物的降解。

此處，系統的選擇取決於被處理的氣流特性、預期的去除效率和所涉及的成本。

一般來說，較高的壓降表示液體和氣流之間的接觸更劇烈，導致較小的顆粒以更高的效率被收集。壓降小於約5英寸水的洗滌器能夠有效去除直徑大於約5-110微米的顆粒。這些被稱為低能溼式洗滌器。

優點

• 這些生物系統最適合處理高度水溶性化合物。

• 與生物過濾器相比，這些生物洗滌器的優點是它們不會積累對微生物產生不利影響的有害產物。

• 在這裡，這些系統透過液體介質的組成來促進生物過程的控制。

• 與生物過濾器相比，微生物的初始生長時間較短。

缺點

這些生物洗滌器是最昂貴的系統，因為它們必須維持兩個系統，一個用於吸收，另一個用於降解汙染物，這使得它們與生物過濾器相比經濟性較差。

結論

生物過濾器主要用於處理空氣傳播的排放物或牲畜飼養作業。來自動物飼養作業的空氣傳播排放物包括異味、氨、硫化氫、揮發性有機化合物、顆粒物和生物氣溶膠。

大多數極低濃度的化合物會排放出許多化學物質。生物過濾器用於汙水處理廠和食品加工廠。生物洗滌器是另一種空氣控制裝置，用於處理工業中的廢氣以及去除氣態環境中的顆粒物。

這裡需要兩個系統，一個用於吸收，另一個用於微生物對汙染物的生物降解。與生物洗滌器相比，生物過濾器已被證明更經濟。