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揮發性有機物（ VOCs）及惡臭氣體生物處理技術

1 成果簡介近年來，揮發性有機物（ VOCs）與惡臭氣體污染越來越引起人們的重視。 VOCs 與惡臭氣體的處理技術包括催化燃燒、吸附、生物處理等。其中，廢氣生物處理的原理是利用微生物的代謝作用將廢氣中含有的烴類、硫化氫或氨等有毒有害物質轉化為無害的水、二氧化碳、硫酸鹽或硝酸鹽等物質，從而實現廢氣凈化的目的。廢氣生物處理技術在國外已經有50 多年的研究和應用歷史，尤其在德國、荷蘭等歐洲國家應用較為廣泛。國內從 20 世紀 90年代開始研究廢氣生物處理技術，目前已廣泛應用于各種惡臭和 VOCs 氣體處理。國內外的研究與應用成果表明：與其它技術相比，生物處理技術具有效率高、投資運行費用低、工藝運行維護方便、二次污染小等突出優點，尤其適用于低濃度 VOCs 和惡臭氣體處理。本研究所是國內較早開展廢氣生物控制技術研究的單位之一。多年來，針對廢氣生物處理技術領域的核心關鍵技術和科學問題，開展了系統的研究和開發，在工藝組合（紫外光氧化+生物過濾）和反應器結構設計、填料優選和構建、高效菌種篩選和培育、營養鹽配方開發和填料層堵塞控制等方面取得了大量創新性的研究成果，并已成功應用于污水廠惡臭氣體、噴涂廢氣和煉膠廢氣處理。目前，我們在該領域獲得省部級獎 2 項（華夏建設科學技術獎二等獎、三等獎），申請專利 5 項，發表論文 50 余篇。2 應用說明該技術適用于涂料與噴漆﹑有機原料及合成材料﹑農藥﹑染料﹑石油化工﹑煉焦﹑制藥﹑鞋廠﹑印刷廠﹑造紙廠﹑加油站﹑養殖廠﹑污水處理廠﹑堆肥廠等的廢氣與惡臭氣體的處理。該技術還適用于建材市場、家具城、批發城等大型公共場所的室內 VOCs 處理。可處理的揮發性有機物主要包括脂肪烴（低級脂肪烴（汽油）、氯乙烷、氯甲烷）﹑芳香烴（苯、甲苯、二甲苯、氯苯）﹑含氧有機物（醇、醚、酮、醛）﹑含氮有機物（胺）﹑含硫有機物（硫醇、硫醚）等。可處理的還原性無機化合物主要包括硫化氫、氨等。圖 1 生物過濾除臭工程圖 2 紫外-生物過濾廢氣處理工程目前本課題組成果已經在北京、江蘇、廣東、湖南、河北、河南等省市的廢氣治理工程當中得到了成功應用。3 效益分析在處理低濃度的有機氣體和臭氣時，生物法的一次性投資是燃燒法的 1/3、吸附法的1/8-1/5、化學吸收法 1/3 左右；運行費用是燃燒法的 1/20、吸附法的 1/10、化學吸收法的 1/15。

清華大學 2021-04-13

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