废气和废水中有害物质的生物降解

聚氨酯载体材料上的活性炭涂层上的细菌可以使廢氣和廢水流中的有害物質生態降解

溶剂被广泛应用于多个行业,如涂料和油漆的生产和加工、化学和制药行业、半导体行业以及合成材料的生产和加工。溶剂通常作为挥发性有机化合物(VOCs)和经过处理的废气进入环境。在许多公司,气体收集净化措施远远少于其他方面的投资,因为这些措施几乎不能直接创造价值。然而,政府方面不断提高环境保护要求,居民对难闻气味多有抱怨,导致企业备受压力,并在减少VOC排放或改进现有处理理念方面作出了更多规定。

这就是为什么Centrotherm clean solutions GmbH & Co. KG致力于产品系列扩展、引入设备,用于处理含有VOC的经收集气体或废水。基于CT-Eco方法,当使用特定微生物时,大多数有机化合物可生物降解,从而实现污染物的清除。模块化的设备概念可为具体应用定制流程。

Centrotherm clean solutions GmbH & Co. KG业务拓展主管Angela Bayler博士认为,在经收集气体净化概念成型的过程中,投资成本和遵守法定排放限制要求同样重要。此外还必须考虑到诸如运营和维护成本、能源成本以及适应不同工艺条件的流程灵活性等因素。有机污染物的生物降解将会是一个长期的过程。例如,污水处理厂内城市废水的处理系统,经收集气体和废水净化的生物作用过程还必须在行业中得以建立和规范。此外,传统生物过滤器需要有较大的空间,降解过程的长期稳定性较差。而生物作用过程也常常难以适应不同的操作条件,如污染物浓度和成分。

因此,在加工工业中,通常是通过利用热力过程,如热力后燃烧(TPC),处理含有VOCs的经收集气体。由于许多含有VOCs的经收集气体中污染物含量相对较低,这有时会成为一个高能耗和高运营成本的过程。

通过利用centrotherm clean solutions提供的解决方案,可以确保在众多应用方面实现废气和废水中有机污染物的全面生物降解,同时考虑到不同的系统要求。可能的应用实例包括:处理油漆车间、半导体或化学行业中含VOC的经收集气体,以及减少食品或纤维行业的有机废水化学需氧量(COD)。CT-Eco流程也可用于去除地表水或工艺用水处理过程中有恶味的物质。使用特定微生物时,大多数有机物质都是可生物降解的,所以这一过程的基本上不需要化学物质,尤其还具有应用广泛、低成本的优势。

CT-Eco过程使用一种由多孔聚氨酯泡沫制成的载体材料,并掺杂有活性炭,以进一步扩大表面积。载体上覆盖有一层细菌,它能够吸收污染物,其代谢产物为二氧化碳和水。其中,污染物可视为微生物的食物来源。此外,其他对细菌生长至关重要的营养物质也会被吸收。整个操作过程,就是一种特定条件下的细菌培养,并通过这种机制降解了大量的有机污染物。Bayler继续说道,聚氨酯载体材料上的活性炭涂层为细菌充分发挥其生物活性提供了最佳的生存条件。这种方法为小空间里的高效降解提供了可能。活性炭还具有缓冲作用:大部分污染物首先会被吸附在活性炭表面,且在很长一段时间内将由微生物在原位置降解。与此同时,这种缓冲也使得细菌存活下来,较长时间不受外部污染的影响。”CT-Eco方法解决了先前生物装置中微生物悬浮在溶液中或者粘附在非多孔载体材料表面的问题。其决定性优势是高时间空间产率,以及由此产生的紧凑式设备设计,以及设备对工艺变动和停机的较高耐受性。

该设备的模块化设计还可实现为特定应用定制流程。Bayler指出,“CT-Eco并非现成的,而是定制的产品。因此,我们的设备往往能够满足客户需要。通过结合不同的模块,该设备既可以作为经收集气体净化的生物式处理系统,也可以作为用于处理含有机物废水的生物过滤器。

通过利用尽可能广泛的循环,这些设备的媒介消耗被限制在少量的淡水中,这些淡水用来补偿蒸发损失,以及为抽风机或污水泵供电。通常情况下,添加细菌营养液只是为了停机时间的过渡。每个项目都始于客户需求的评估,从而制定相应的物料平衡;在必要情况下,还可通过进一步分析,对具体应用和当地条件加以讨论。通过这种方式,可以对设备进行规划和设计,选择合适的细菌培养,并对将要开展的结构措施进行规划和界定。最后,需要制定出一份需求报告,并在先前所述条件下,将移动测试设备投入运行几个星期,以确保该规划实施满足具体要求且可以在实际工艺条件下实现废水和经收集气体的净化。可以从工艺要求和客户需求方面考虑,将该等试运行用于后期大型设备的设计参数和操作参数调整。这一工作圆满完成后,就可以在客户现场针对CT-Eco设备的详细规划和建设进行协调。Centrotherm clean solutions的服务网络遍布全球,包括训练有素的服务人员、调试以及维修作业领域的工艺专家。

由于实施过程充分考虑了客户的现场工艺或工厂控制系统,不同设备之间的高度自动化和智能通信得以实现。这确保了工厂总是在其最优操作点上作业,并且将操作和维护工作的人力、物理成本降至最低。此外,能源效率方面的进一步改进,例如通过能源回收措施,以及从经收集气体和废水中回收有价值成分的流程,更是我们未来发展的重点。