近年來，隨著有機(jī)工業(yè)和石油化工的迅速發(fā)展，以及有機(jī)廢氣的無節(jié)制排放，使得進(jìn)入大氣層的有機(jī)廢氣越來越多，大氣污染越發(fā)嚴(yán)重。酸雨、冰雹等極端天氣出現(xiàn)的范圍和頻率也越來越大。對人類的生活以及健康產(chǎn)生重大影響。呼吸道疾病，眼部疾病逐漸增多。新興的有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)利用微生物對各類污染物均有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)性，并可以將其作為代謝底物而降解、轉(zhuǎn)化。與常規(guī)的廢氣處理技術(shù)相比，有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)具有更加明顯的優(yōu)越性。
1、有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)的介紹
1.1 生物處理技術(shù)的基本概念
生物法凈化有機(jī)廢氣是在已成熟的采用微生物處理廢水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。生物凈化實質(zhì)上是一種氧化分解過程：附著在多孔、潮濕介質(zhì)上的活性微生 物以廢氣中有機(jī)組分作為其生命活動的能源或養(yǎng)分， 轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物或細(xì)胞組成物質(zhì)。 與廢水生物處理過程的最大區(qū)別在于：廢氣中的有機(jī)物質(zhì)首先要經(jīng)過由氣相到液相(或固體表面液膜)的傳質(zhì)過程，然后溶解于液相中的有機(jī)成分在濃度差的推動下，進(jìn)一步擴(kuò)散至介質(zhì)周圍的生物膜，進(jìn)而被其中的微生物捕捉吸收；在此條件下，進(jìn)入微生物體內(nèi)的污染物在其自身的代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解，產(chǎn)生的代謝物一部分溶入液相，一部分作為細(xì)胞物質(zhì)或細(xì)胞代謝能源，還有一部分則析出到空氣中。廢氣中的有機(jī)物通過上述過程不斷減少，從而被凈化。
1.2 生物處理技術(shù)的原理
對于生物法凈化廢氣的機(jī)理研究至今沒有一個統(tǒng)一的理論，荷蘭學(xué)者依據(jù)吸附操作的“雙膜理論”提出的生物膜學(xué)說在全球范圍內(nèi)有較大的影響力，為多數(shù)人所接受和認(rèn)可。該法實質(zhì)上是通過微生物的代謝活動將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵?、無毒的無機(jī)物和其它細(xì)胞質(zhì)。主要經(jīng)歷三個階段：氣液轉(zhuǎn)化階段、生物吸附吸收階段和生物降解階段。
所謂生物膜既是由微生物群體在固體載體表面構(gòu)成的粘性膜結(jié)構(gòu)。在潤濕環(huán)境下，微生物以廢氣中的有機(jī)碳作為能源，在將廢氣中的有機(jī)物氧化分解的過程中，得以生長、繁殖并形成具有一定厚度的膜。這種生物膜尤其在處理低濃度或生物可降解性強(qiáng)的廢氣時，具有更強(qiáng)的優(yōu)越性。
2、生物處理有機(jī)廢氣工藝的特點
生物處理有機(jī)廢氣主要是應(yīng)用微生物對各種污染物有較強(qiáng)的抵抗力與適應(yīng)性。通過篩選培養(yǎng)，選出具有較強(qiáng)性能的自養(yǎng)菌或異養(yǎng)菌菌種。在一定的環(huán)境條件下，微生物通過新陳代謝將有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物分解為簡單的無機(jī)物和細(xì)胞組成物質(zhì)。 與傳統(tǒng)的廢氣處理技術(shù)相比，生物處理技術(shù)具有去除效率高、投資成本低、耗能低、對大氣環(huán)境無二次污染等優(yōu)點。同時，由于廢氣生物處理吸收劑的再生可直接通過吸收劑中微生物的作用來實現(xiàn)，而不需要像理化吸收和吸附那樣的專門設(shè)備，從而簡化了工藝流程和工業(yè)設(shè)備，降低運(yùn)行操作費用。
3、生物處理有機(jī)廢氣的工藝
生物處理有機(jī)廢氣的技術(shù)是一項新興的生物技術(shù)，現(xiàn)階段，其主要的處理工藝包括：生物過濾法、生物滴濾法、生物洗滌法。同時隨著廢氣處理技術(shù)的深入研究，加之實際污染廢氣中，氣體的溶解性及可生物降解性差異很大，一些新型的生物處理方法，復(fù)合式生物反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器和低pH值生物濾池等也漸漸受到人們的關(guān)注，并得到良好的效果。這里主要向大家介紹膜生物反應(yīng)器處理有機(jī)廢氣。
膜生物反應(yīng)器主體由并聯(lián)的中空纖維膜管組成，微生物在管間的液相中生長，廢氣從管內(nèi)通過時，氣相的污染物通過擴(kuò)散作用，由膜轉(zhuǎn)移到液相，在微生物的作用下得到降解。通過在膜的一側(cè)加入吸收劑的方式，利用吸收劑對不同氣體的溶解作用來分離、凈化氣體，吸收劑須對揮發(fā)性有機(jī)廢氣有很高的溶解性，而對空氣中的其他成分基本上不溶解。使需要接觸的兩相分別在膜的兩側(cè)流動，兩相的接觸發(fā)生在膜孔內(nèi)或膜表面的界面上，這樣就可避免兩相的直接接觸，防止了乳化現(xiàn)象的發(fā)生。
膜反應(yīng)器可在較大范圍內(nèi)對氣體進(jìn)行獨立控制， 內(nèi)部的膜組件按膜材料可分為致密膜與微孔膜。致密膜對氣體具有選擇透過性，利用氣體混合物各個組分在膜材料中滲透速率不同，而達(dá)到對氣體分離、富集功能。其推動力是膜兩側(cè)的壓力差。膜材料的共同特點是比表面積大，為質(zhì)量及熱量傳遞提供了大的接觸面積。膜兩側(cè)壓降小，能耗低，與傳統(tǒng)廢氣分離技術(shù)相比，膜基吸收只需要用低壓作為推動力，使兩相流體各自流動，并保持穩(wěn)定的接觸界面。而且膜反應(yīng)器體積小，重量輕，絕大部分常規(guī)的氣體吸收與解吸都可以采用膜反應(yīng)器。
4、國內(nèi)外發(fā)展及前景
利用生物法處理空氣中的污染物可以追溯到20世紀(jì)中期，生物法凈化廢氣的研究，最先用于處理空氣中低濃度的臭味物質(zhì)。第一個利用微生物處理廢氣的專利于1957年出現(xiàn)在美國，但到1970年后才引起各國重視。到1980年，德國、日本、荷蘭等國家已有相當(dāng)數(shù)量的各類生物處理廢氣裝置投入運(yùn)行，對混合廢氣的去除率一般在95%以上。到目前為止，德、日、荷等國已成功應(yīng)用于化工、輕工等行業(yè)，已經(jīng)大量應(yīng)用了生物凈化裝置。

我國在20世紀(jì)90年代初才開始這方面的實驗室研究。目前臭氣生物凈化的工程實踐已獲得成功，但應(yīng)用仍非常有限。國內(nèi)部分企業(yè)是引進(jìn)國外的生物除臭技術(shù)及設(shè)備，初裝成本和運(yùn)行、維修成本都很高。廢氣生物處理產(chǎn)業(yè)作為一新興的生物環(huán)保產(chǎn)業(yè)，已初具規(guī)模，且不斷發(fā)展壯大。據(jù)統(tǒng)計，全國專營或兼營廢氣生物處理的企事業(yè)在2008年已有200余家，從業(yè)人數(shù)也在逐年增加。全國廢氣污染治理項目投資占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例也在不斷提高。廢氣生物處理環(huán)保服務(wù)發(fā)展較快，但市場份額低下。我國與廢氣生物處理相關(guān)的環(huán)境服務(wù)產(chǎn)值所占份額不高，大多數(shù)環(huán)保企業(yè)規(guī)模較小，在全球的競爭中，我國企業(yè)的相關(guān)技術(shù)不具有優(yōu)勢。
另外，隨著細(xì)胞融合、基因工程、分子生物等技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境生物技術(shù)得到了進(jìn)一步的開發(fā)，研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，使得生物技術(shù)為一種經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益俱佳的解決環(huán)境污染問題的有效手段之一。同時，教育事業(yè)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識和生態(tài)概念也得到加強(qiáng)。由于市場對生物技術(shù)、生物產(chǎn)品的需要明顯增多，政府也更加重視生物技術(shù)的發(fā)展，使得環(huán)境生物技術(shù)越來越成熟。
結(jié)論
有機(jī)廢氣生物處理技術(shù)是一項新興的科技。它給予我們新思路、新方式去處理因工業(yè)發(fā)展帶來的有機(jī)廢氣污染問題。應(yīng)用生物技術(shù)去處理有機(jī)廢氣，不但節(jié)約了成本，減少了能耗，而且提高了處理效率。但是，應(yīng)用生物方法處理有機(jī)廢氣除了現(xiàn)有的給人類帶來的好處之外，也存在著些許不足。比如生物法僅限用于處理低濃度有機(jī)廢氣，如何將這些技術(shù)和方法用于高濃度有機(jī)廢氣的治理有待于研究；影響污染物去除率的關(guān)鍵過程是將污染物從氣相轉(zhuǎn)移到液相中，目前的大部分研究是對于易溶物和易降解污染物進(jìn)行處理，在實際應(yīng)用中將會受到一定的限制；利用基因工程技術(shù)開發(fā)出高效的降解菌種；添加一定的有機(jī)溶劑提高疏水性污染物的溶解性；生物法所用填料的比表面積、孔隙率等直接影響反應(yīng)器的生物量以及整個填充床的壓降及填充床是否易堵塞問題。
因此，改善生物濾料、填料的物理性能和使用壽命，以節(jié)省投資和能耗；實現(xiàn)自動控制，提高對各運(yùn)行參數(shù)的控制能力，降低維護(hù)費用和發(fā)生故障的次數(shù)；在原有菌種的基礎(chǔ)上通過選擇最佳生長條件，篩選出能高效降解各種惡臭有毒氣體的優(yōu)勢菌種，從而縮短反應(yīng)啟動時間，加快生物反應(yīng)進(jìn)程，提高處理效率是必然的方向。