生物法联合工艺治理VOCs的研究进展

2021-05-31 08:09:04杜佳辉刘佳杨菊平祁弘毅窦晓娜李坚
化工进展 2021年5期
关键词:臭氧废气光催化

杜佳辉,刘佳,杨菊平,祁弘毅,窦晓娜,李坚

(北京工业大学区域大气复合污染防治北京市重点实验室,北京100124)

中国作为增长最快的经济体之一,现在正面临严重的环境污染问题[1-2]。其中,大量的机动车以及化工、纺织、冶金等行业的存在,使得挥发性有机化合物(volatile organic compound,VOCs)成为常见的、典型的污染物[3-5]。环境中过量的VOCs会对人体产生严重危害,其中大部分会产生“三致效应”[6-8]。除此之外,VOCs也会对生态环境造成直接影响,诸如产生臭氧及PM2.5等污染[9]。因此,严格控制VOCs的排放已经成为环保管理部门的核心工作之一。

当前针对VOCs的治理技术主要包括吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法、光催化法、等离子体法和生物法等。物理化学技术虽然具有较高的去除效率,但是就其在能源、材料和试剂消耗等方面而言,它们在投资和运营方面的成本也更高[10],并可能产生有害的副产物[11]。生物技术是一种具有经济效益的环境友好性技术,在安装和运行时也具有较高的安全性。因此,生物法是目前公认的处理中低浓度恶臭污染物和VOCs废气的最佳方法之一[12]。

VOCs的生物净化技术是基于微生物的生命活动,如生长代谢作用,将废气中的目标污染物转化成小分子化合物(如CO2、H2O)及合成自身生长代谢所需的细胞质的过程[13]。传统的气相生物反应器类型主要包括生物洗涤器、生物过滤器、生物滴滤器。生物滴滤器和生物过滤器对于中低浓度污染物的去除效率较高,其中生物滴滤器可以调节pH、营养物质,反应器的运行性能更好。生物洗涤器仅适用于吸收可溶性的气态污染物。实验证明了生物滴滤、生物过滤技术可以有效地降低单一化合物(如苯乙烯、甲苯和二甲苯)的浓度。小试、中试规模的试验和工业实践也证明了这两种技术可以有效地降低不同VOCs的混合物浓度[14-16]。然而,每一种技术都有缺点,传质限制的存在使生物过滤器很难降解像烷烃这样的疏水性VOCs,并且对于流量大、浓度高或者难生化降解的有机废气处理效率较低[17-18]。在运行方面,生物法亦存在微生物难以控制、抗冲击负荷不强等缺点[19]。目前,多种技术联合处理VOCs废气已经成为一种研究趋势[20],相信在未来生物法联合处理技术在工程应用上会有很好的发展前景。

1 紫外光降解法和生物法联合处理技术

紫外光解法根据作用方式的不同可以分为直接光解法和间接光解法,其中间接光解又可分为光敏化氧化、光催化氧化和光激发氧化。目前,联合处理技术方面应用较多的主要是直接光解法和光催化氧化法。紫外光解法通常作为预处理技术与生物法相结合对废气进行处理。待处理废气首先进入紫外氧化系统被初步降解,接下来再进入生物处理系统被进一步降解,如图1所示。

图1 紫外-生物联合处理系统

1.1 直接光解法

直接光解法是指有机废气直接被紫外光照射而被分解,分解程度与光照波长、污染物特性以及环境条件有关[21-22]。该技术分解有机物的方式主要有两种:一种是有机废气在高能紫外线的照射下发生化学键断裂等多种光化学反应,从而转变为无害分子[23];第二种方式是高能紫外线照射空气中的氧气和水分子激发生成臭氧和羟基自由基等强氧化剂将VOCs氧化分解,使其彻底氧化为无机小分子物质[24]。但是,对于某些高浓度的污染物,若想通过单一的光降解技术使其完全矿化却需要较长的照射时间,在应用中受到了阻碍[23]。因此,将光降解技术与生物法相结合,可以发挥各自的优势从而有效提高污染物的降解效果。

李玉林等[25]将生物滴滤与生物氧化、紫外光解技术相结合针对污水处理中产生的废气进行治理。研究发现,紫外光解除了作为预处理技术,其产生的臭氧也会对剩余难降解物质进行深度处理。该系列技术可处理废气量达到了50000m3/h,且处理后的气体能够达到《恶臭污染物厂界标准值》二级排放标准。Yu等[26]设计紫外-生物滴滤(ultravioletbiotrickling filter,UV-BTF)联合技术以二氯甲烷为代表性污染物进行了研究,发现相比于单一生物反应器,复合生物滴滤塔内生物膜的形成更加迅速,优势菌种更加多样化。残留的臭氧将生物反应器内的生物量控制得更好、分布更均匀。紫外预处理的存在使生物反应器的去除能力从46g/(m3·h)提升至68g/(m3·h),CO2产生量也提升了1.5倍。Zhu等[27]利用UV-BTF联合技术以苯乙烯为目标污染物进行了实验。研究发现,紫外预处理将苯乙烯转化为更有利于生物降解的中间产物。在入口负荷为476g/(m3·h)时,UV-BTF的最大去除能力达到309g/(m3·h),而采用单一BTF技术处理仅为122g/(m3·h),并且复合反应器运行也更加稳定。

1.2 光催化氧化法

光催化技术在环境领域最先被用来处理废水[28],之后研究人员发现该技术在废气治理方面具有反应速率快、能量利用率高、净化效果好,较为环保等优点[29-30]。光催化氧化生物降解直接耦合技术(intimate coupling photocatalysis and biodegradation,ICPB)在2008年首次由Rittman教授提出[31]。该技术利用高能纳米紫外光照射催化剂生成的高能活性基团与废气发生分解氧化反应,将其转化为水溶性较好、可生化降解性较高的中间产物,使其更有利于接下来的生物降解。研究发现,这类复合型的治理工艺针对较高浓度难降解VOCs的处理具有一定的优势。因此,将光催化和生物滴滤技术耦合起来处理废气日益受到人们的重视。近些年来,也有国内外越来越多的学者专家投入到该研究中。

Hinojosa-Reyes等[32]在生物过滤器前添加了光催化氧化的预处理技术以弥补生物过滤技术运行的不稳定性,发现用1%TiO2催化剂浸渍珍珠岩,在365nm处进行光解是乙苯降解的最佳光催化工艺条件。在此预处理的条件下,相比于单一生物滤池,耦合后的降解效率提升高达36%。黄修行[33]采用光催化氧化+生物滴滤技术针对氯苯进行了治理,发现相比于氮气,以活性更高的空气作为反应介质其催化效果更好。该技术与生物滴滤器联合运行后在处理氯苯方面表现出了较高的处理能力,在进气负荷不大于9.01mg/(L·min)时,降解率均达到90%以上。但是,应用单一光催化技术在进气负荷为8.3mg/L时,其去除效率仅能达到83%。韩忠明等[34]将碱洗、光催化氧化与生物洗涤工艺相结合对废气进行了治理,实验中部分酸性气体通过碱洗初步去除,后进入光催化系统进行深度降解,通过生物洗涤塔后达标排放。

可以看出,紫外光与生物法的联合治理使废气的净化效果有了明显的提升。有部分研究者对其提高去除效率的机理进行了研究。在联合治理苯系物时,紫外线的光氧化作用将部分甲苯与间二甲苯氧化成了更易生物降解的中间产物,如乙醛、甲醛,使之在后续的工艺中更易被生物降解。Hager等[35]也发现某些含氯气态有机物在经过紫外催化系统时生成了更具有水溶性和生物降解性的中间产物,同时降低了含氯化合物对微生物的抑制作用。对于混合VOCs中某些污染物(如邻二甲苯与甲苯)之间存在代谢抑制的现象,光氧化预处理的存在也使之得到了改善[36]。除此之外,紫外预处理对后续生物反应器的运行也产生了积极影响,如紫外产生的臭氧有利于生物反应器内生物量的控制[37],但同时也会对微生物及其群落造成影响,如降低其丰度与多样性[38-39]。预处理阶段产生的中间产物可能会促进生物反应器内微生物的生长,使反应器内微生物分布的更加均匀,反应器后段也具有较高的活性[40]。对于工程应用上可能出现的饥饿或停滞期,该联合系统也能更好地处理波动工况,使得生物反应器可以更加稳定的运行,如Cheng等[41]注意到在切断碳源供应7天后,联合系统内的生物反应器仅需2天就可重新启动而单一反应器在7天后去除效率才仅有27%。

2 低温等离子体和生物法联合处理技术

低温等离子体技术是指废气受到反应器内含有巨大能量的电子、离子、自由基和激发态分子等高活性物种碰撞激发或离解,致使其被氧化分解[42-43]。该技术在处理难降解有机废气方面具有处理量大、适用面广、化学反应迅速、易于操作等优点。但是该技术目前也存在一些问题,例如对有机组分降解不够彻底、容易形成副产物等。生物降解技术对于亲水性较强的VOCs具有降解彻底、无其他副产物的优点[43-44]。因此,有研究者尝试将等离子体技术与生物技术联用(图2),在进一步提高净化效率的基础上解决二次污染等问题。将两种技术相结合可以在充分发挥各自技术特点的基础上形成协同优势,净化高浓度VOCs的同时又节约能源[45]。

图2 低温等离子体-生物联合处理系统

Wei等[46]将低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)与生物滴滤塔相结合对二甲基硫化物(dimethyl sulfide,DMS)进行去除。研究发现NTP可以将DMS氧化为更简单的化合物并提高其生物降解性与水溶性,预处理中产生的臭氧也有助于生物量的控制。最终,相比于单一NTP技术转化效率仅能达到16.1%~24.5%,联合处理系统对DMS的去除率可以达到96%。Zhu等[47]以等离子体催化系统为预处理技术与生物滴滤器相联合对难降解VOCs进行去除,发现预处理技术将难降解废气转化成了水溶性与生物降解性更高的中间产物使其更有利于接下来的生物降解。Schiavon等[48]在实验中模拟了炼油厂排出废气的成分与含量,以低温等离子体为预处理技术与生物滤池联合对其进行了降解,发现该系列技术可以应对工况的波动以及污染物疏水性过高的不利因素。实验确定了最适合生物反应器运行的NTP比能量密度为92~256J/L之间,这个范围可以在将VOCs浓度降到较低水平的同时增加废气的水溶性。

该系列处理技术首先使废气通过低温等离子体技术进行初步降解,此时复杂有机物部分转化为更有利于生物降解的中间产物后转至生物反应器进行深度降解[44],其具体反应历程还需要进一步研究。除此之外,该技术还对生物反应器的运行产生了积极影响。由于生物反应器主要依靠微生物进行生物降解,而微生物对于不稳定的负荷很敏感,该预处理技术可以提升生物反应器抗冲击负荷的能力[49],从而使其运行更加稳定。低温等离子体技术也同样会产生一定浓度的臭氧。虽然臭氧常被来灭菌,但是有研究表明该预处理中产生的臭氧浓度低于细菌的危险阙值,而一定浓度的臭氧有助于控制生物膜的过度生长和生物滴滤塔的压降[50-51]。对于多组分VOCs在生物反应器内的抑制作用,在应用预处理技术后也得到了改善[52]。该联合系统在提升处理效果的同时,一定程度上也能适应外界引起的冲击负荷。因而,在进行联合处理时是一个有前途的选择。

3 化学氧化法和生物法联合处理技术

化学氧化法是指具有强氧化性的物质在一定条件下通过化学反应将污染物氧化成无毒或低毒的物质,分为臭氧法和化学洗涤法。

3.1 臭氧法

臭氧对有机物具有强烈的氧化分解作用,对于没有回收利用价值的中低浓度VOCs有着良好的降解效果。臭氧分解出的具有极强化学活性的原子氧可以将有机物分子氧化降解为H2O和CO2[53]。但是该技术的净化效率会受到臭氧产生量、氧化停留时间等因素的影响[54]。由于该技术氧化速率较慢,在工程应用中通常与其他工艺相结合(图3)使废气可以达标排放[55]。

图3 臭氧-生物联合处理系统

兰善红等[18]将臭氧氧化法与生物法相结合,针对包括甲苯、二甲苯、乙酸丁酯等在内的废气进行处理,发现臭氧的存在可能将难降解的有机物分解为易降解的小分子或链状有机物,从而使生物联合反应器的去除效率有一个较大的提升。当仅应用单一生物反应器时,系统的去除效率仅能达到60%~75%,而联合系统对VOCs的去除率却可以超过90%。张超等[56]选择将臭氧直接通入生物滴滤器以此来达到提升净化效率的目的,发现臭氧的存在可以有效调节填料层的堵塞问题。实验注意到,当单一BTF运行130天后,反应器性能恶化去除效率仅能达到60%,而O3-BTF体系可以稳定运行超过180天去除效率也可以维持在80%。因而,O3-BTF可以维持反应器长期高效的运行。除此之外,其对甲苯的去除以及矿化也有一定的强化作用。

3.2 化学洗涤法

化学洗涤法是通过喷淋塔的形式对废气进行处理,该技术利用化学洗涤剂通过吸收、中和及氧化废气达到净化气体的目的[57-58]。该工艺具有应用范围广、处理流量大的优点,但是该技术可能会导致二次污染[59]。因此有研究者将化学洗涤工艺与生物法结合进行废气的治理,如图4所示。

李水林[60]采用生物滴滤与化学洗涤工艺相结合的方法,对工业污水处理厂中的废气进行了治理。废气首先通入生物滴滤器进行治理,后进入含有氢氧化钠和次氯酸钠溶剂的化学洗涤塔进一步氧化分解废气。实验发现,当仅用单一生物滴滤技术处理废气时,其非甲烷总烃的处理效率仅可以达到60%,而联合治理之后可以进一步提高处理效率,最终达标排放。郑启竹[61]设计将化学洗涤与生物滴滤技术联合针对印染污水处理厂排放的废气进行治理。化学洗涤作为一级反应器首先对酸性物质进行处理,同时对难以生物降解的有机大分子物质进行氧化分解以减轻后续生物处理的有机负荷。实验中生物反应器采用炭质生物媒填料,利用它的吸附作用保证生物反应器在挂膜阶段的去除效率。

采用化学法与生物技术相结合时,通常将其作为预处理技术对VOCs进行初步处理。当废气中含有酸性气体、水溶性气体或者颗粒物的时候,该预处理工艺可以大大提高复合体系的降解效率。当臭氧作为预处理技术时,通常是为了提升生物反应器的处理效果,如将大分子有机物分解成为小分子或者链状有机物以此提高生物反应器的降解效率。另外,微量臭氧可以有效控制生物量的过度生长并使生物量沿轴向程较均匀分布[62]。

4 热破坏法和生物法联合处理技术

热破坏法只能用在处理那些可燃烧或者高温下能够分解的VOCs[63],目前常用的有机物热破坏法可分为直接火焰燃烧(直接燃烧与热力燃烧)或催化燃烧。直接燃烧技术是将VOCs直接当作燃料进行燃烧处理,但是其可能导致二次污染并且存在安全隐患。当有机物浓度较低时,需要使用热力燃烧[64]的方法,该技术基本可以实现无残留,但是需要保持适当的温度以及一定的停留时间[65]。催化燃烧在某种意义上可以看作是代替热力燃烧的一种技术,其所需要的辅助燃料更少。但是,该技术存在催化剂中毒失活、产生有毒副产物等问题,如果应用贵金属催化剂,会导致成本的增加[66-67]。在联合处理系统中,燃烧通常作为末端处理装置以保证废气的达标排放,如图5所示。

徐海滨[65]在面对鱼粉加工企业排放出的污染气体时,选择了燃烧法与生物法相结合进行处理。实验以生物洗涤作为预处理技术,生物滴滤系统作为深度处理技术将废气去除率维持在85%以上。但由于生物法自身的局限性,无法实现大幅度降低臭气浓度因而选择对末端废气进行燃烧处理。最终,通过燃烧处理后的废气实现了达标排放。Leethochawalit等[68]设计了一个包含催化燃烧与生物过滤于一体的综合反应系统,以2-丙醇(isopropyl alcohol,IPA)为污染物进行治理。该作者通过研究发现了生物滤池与催化燃烧系统之间存在最佳的温度及浓度范围,设计将废气在部分氧化的情况下通入生物反应器,使得两种工艺之间达到平衡,从而将投资和运营成本降到最低。

图4 化学洗涤-生物联合处理系统

图5 燃烧-生物联合处理系统

实际工程中产生的废气成分十分复杂,很多VOCs难溶于水且不易用生物法高效去除,从而导致排放浓度不达标。燃烧法可以高效地将VOCs分解从而可以保证净化后的气体达标排放。但是,该技术存在安全风险。通常直接燃烧法一次性投资较大,且运行费用受制于废气的浓度。催化燃烧的运行费用较高并且催化剂的使用寿命有限。因而,在进行联合处理时需根据实际情况进行处理单元的设计。

5 吸附法和生物法联合处理技术

吸附法是一种通过吸附剂对污染物进行净化的技术,通常被用来处理较低浓度的VOCs,主要分为物理吸附和化学吸附[69-70]。活性炭价格低廉、吸附效果好,是常用的吸附剂[71],但是吸附剂易失效且需要定时更换的特性使其广泛应用受到限制。因此,吸附法常与其他净化方法联合使用。在与生物技术联合应用时通常作为末端处理系统以保证废气可以达标排放,如图6所示。

图6 吸附-生物联合处理系统

徐辉军等[72]改造了污水处理厂的废气治理体系,选择“化学洗涤+组合生物除臭+碳纤维吸附”的复合工艺进行治理。体系采用“归类收集”的方式进行“分质处理”,高浓度气体首先单独进行化学洗涤后与低浓度气体分别进入二段生物装置,经过生物处理后的气体再进入吸附装置进行深度处理。改造结果证明,该复合工艺对于污水处理厂废气治理较好,其污染物排放浓度远低于国家标准。王永仪等[73]根据企业中实际生产各单元废气成分、浓度、气量的不同采取相应的处理方式,设计采用了集预洗涤-生物滴滤-活性炭吸附于一体的工艺。废气经过水洗段后进入生物滴滤塔,对于部分难溶难降解的废气生物去除率较低,设计采用吸附的方式进行深度处理,吸附饱和后采用升温脱附方式再生,投用后发现废气排放达到设计要求,满足大气污染排放标准。Alfonsín等[74]将生物滴滤器与活性炭工艺相结合去除VOCs。根据废气种类对活性炭进行了改性,从而优化去除效果。最后,通过对生命周期评估(life cycle assessment,LCA)中能源需求、气候变化、毒性等因素进行评价,表明生物治理比物理、化学工艺对环境的危害更小。

在吸附与生物法联合处理的工艺中,吸附常被用作预处理技术与末端技术。当吸附作为预处理技术时,除了对污染物进行初步吸附还可以起到稳定冲击负荷的作用,为后续生物处理提供一个更加温和的环境[75]。当废气中含有难降解、难溶性的成分时,生物法的去除能力有限,可以采用吸附的方法进行深度处理从而保证该复合体系处理后的废气可以达标排放[73]。

6 生物组合技术

生物组合技术是将不同的生物反应器联合使用。生物洗涤器虽然只适用于水溶性污染物,但是它的反应条件易于控制。生物过滤与生物滴滤技术的适用范围更广,但也分别存在填料层坍塌与反应器堵塞的问题。因此,联合不同类型的生物反应器可以克服单一生物反应器自身的不足,从而获得更好的去除效果。

齐国庆等[76]在设计治理炼油污水场产生的废气时,考虑到废气具有浓度高、组成复杂等特点,采用生物洗涤与生物滴滤技术相结合的工艺对废气进行了治理,研究发现采用生物组合工艺可以解决单一生物技术存在的抗冲击负荷差以及不能长期运行的问题,净化后的气体可以达到GB 14554—93《恶臭污染物排放标准》中规定的一级厂界要求。陈雪泉[77]将生物过滤与生物滴滤技术相结合,并将工艺放大到治理垃圾中转站排放的废气,实验发现其对总VOCs的去除率可以稳定在95%以上。王刚[78]采用生物洗涤与生物滴滤技术相结合治理炼化污水厂的废气,该系统中的洗涤塔单元可以起到增加废气湿度、降低油气含量的作用,当废气中含有酸性物质时,亦可采用碱液喷淋从而降低其对微生物的影响。运行发现该系列工艺对于对苯系物、硫化物、非甲烷总烃具有较高的降解效率。

当废气中含有不同理化性质、不同可生化降解性的混合污染物时,可以采用两种生物反应器联合处理。一级反应器作为主要降解系统,二级反应器针对未降解的污染物或特定污染物进行降解。通常,废气中含油量或者颗粒物较多时,会在预处理时设置生物洗涤单元。该单元可以在帮助降低系统中油气含量与颗粒物的同时调节pH与湿度,从而维持后续反应器高效、稳定运行。

7 联合系统中的负面效应及存在问题

实际工程中的废气成分较为复杂,负荷波动较大,一味地按照设计好的复合系统进行治理可能会导致能源及经济上的浪费,当负荷没有超过单一工艺去除能力时,其处理技术便失去了存在的意义。Rene等[75]在应用联合系统治理废气时注意到,在实际应用中,只有在极低的停留时间或者遇到高污染负荷时吸附塔运行才有意义。因此,联合处理系统需要根据废气参数调整治理方案,对不同的处理技术进行平衡,使联合处理系统在得到较高处理效率的同时,将投资和运营成本降到最低并减少能源的浪费。除此之外,还需要建立一个经济模型来预估联合系统的成本问题,做到效益最大化。另外,某些生物组合工艺可能对特定污染物的降解性能较差。Palau等[40]发现应用UV-BTF对甲苯进行去除时,紫外光氧化几乎不能降解甲苯,而与光催化技术结合的生物反应器性能却有了明显的改善。孙彪[44]通过研究发现将等离子体与生物滴滤技术相结合后不能实现对苯的达标排放,还有研究发现生物滴滤与生物过滤技术相结合虽然对总VOCs去除率较高,但是其对氯代烃类有机物仅能达到40%~60%。此外,预处理技术产生的副产物可能会对后续的生物反应器造成影响。等离子体、紫外光技术与生物法联用时,产生数量可观的臭氧会对生物反应器中的微生物造成影响。有研究者注意到,在应用等离子体-生物滴滤耦合技术净化污染物时,虽然耦合系统中BTF的净化性能要高于单一BTF反应器,但是该系统中微生物的丰度和多样性都低于单一BTF系统,猜测可能是由于NTP预处理产生的臭氧对塔内微生物的抑制作用。因此,有必要针对预处理技术产生的臭氧含量进行研究,使其可以将生物膜控制在较优条件的同时,又不会对微生物产生过多的消极影响从而影响反应器处理能力。除了臭氧,等离子体与紫外光技术在反应过程中还会产生其他有毒副产物,其中可能会存在比起始物质更难降解、毒性更大的、不利于后续生物反应的副产物,因而需要优化反应器的结构和结构方式[42],最大程度地减少副产物的生成并在前期实验中对副产物进行可生化性评价与毒性评价,将目标物污染物转化为有利于后续生物反应的物质,从而确保后续生物技术获得最佳的运行效果。

8 结语

随着我国经济和社会的不断发展,工业化的进程也在不断加快,相应而来的也包括对环境以及人身健康的损害。通过治理废气来改善周边环境成为了亟待解决的事情。但是,实际工程中产生的废气成分复杂,单一的治理技术很难实现对多种污染物的同时高效去除。同时,考虑到无论是化学法还是物理法都存在容易产生二次污染的弊端而生物法具有无二次污染的优势,因此有研究者研发了将生物反应器与其他技术联合治理的体系。这些联合处理技术相比于单一治理技术具有更好的治理效果,一些预处理技术的存在可以使难生物降解的污染物转变为更有利于生物降解的中间产物,并且可以在有机废气浓度过高时为生物反应器提供较好的缓冲作用,因而联合处理技术具有更高、更稳定的降解效果。设计运行后的联合系统除了提高整体去除效率,亦使周边环境改善明显,同时也明显减少了投资与占地面积。但是目前对于生物法联合去除工艺方面的研究还不够成熟,实际应用也不够深入,还有存在诸多因素需要进一步研究解决。

为了实现生物联合治理技术在工程上的广泛应用,还需要在以下几个方面进行进一步探究。

(1)对于联合处理技术的机理探究还不够深入。联合处理系统的总效率不应只是简单加成的问题,对于生物联合系统中,两种或者两种以上处理技术之间的协同作用是否会产生更大的贡献,联合系统是否使得各自的降解机理发生变化还需要进一步研究。目前,生物联合系统机理探究主要的关注点集中在其他技术对于生物反应器的影响,如:生物降解性更好的中间产物使得反应器挂膜启动更加迅速、有毒副产物对生物反应器的运行性能的影响、预处理技术的存在抵消了部分冲击负荷使反应器运行更加稳定、预处理技术产生的臭氧对反应器中生物量以及压降的控制、其他技术对生物反应器内微生物分布以及微生物群落结构的影响。

(2)联合系统中存在的问题。生物联合系统处理特定种类VOCs不能完全降解,因而需要进一步研究以保证污染物可以达标排放。预处理中的副产物问题也需要进一步探究解决,如:如何利用臭氧对微生物的消极作用来达到强化生物反应器的目的,如何通过优化反应器的结构最大程度减少有毒副产物对生物反应器的影响。复合系统的设计除了要考虑最终的治理效果,多技术联合的平衡问题也是需要进一步探究的。除此之外,研究者还需要建立一个联合处理系统的经济模型以此来达到效益最大化。

目前已经有一些生物联合技术应用在工程上的实例,结果表明废气经过治理后可以完成既定目标达标排放。除此之外,许多研究人员通过小试实验对生物联合技术进行了一系列研究,结果也都证实了该组合技术具有一定的可行性。但考虑到小型试验的研究条件比较理想,研究对象也较为单一,因而需要在工程上进行更为深入的研究。相信在未来随着对生物联合技术研究的不断深入,其在废气净化方面会得到广泛的应用。

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