Metody biotechnologii w
ochronie środowiska
Biologiczne metody oczyszczania
gazów
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Biodegradacja zanieczyszczeń gazowych w:
-
bioskruberach,
-
biofiltrach zraszanych,
-
biofiltrach
-
bioreaktorach membranowych.
Zanieczyszczenia gazowe
bioskruber
adsorbowane przez ciecz i
rozkładane w
oczyszczony gaz
bioreaktorze w fazie
ciekłej. Metoda dla
związków organicznych o
współczynniku podziału
powietrze/woda < 0,01.
bioreaktor
zanieczyszczony gaz
Biofiltr zraszany
gaz oczyszczony
woda/roztwór
Nośnik syntetyczny,
ceramiczny lub węgiel
nośnik
aktywny
Metoda dla związków
organicznych o współczynniku
podziału powietrze/woda <
gaz zanieczyszczony
0,1.
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Bioskrubery i biofiltry zraszane
Najważniejszy parametr  szybkość przechodzenia
zanieczyszczeń z gazu do fazy wodnej.
Nawilżanie błony biologicznej na nośniku w
bioskruberze.
Szybszy przepływ wody w biofiltrze  spadek
wydajności biodegradacji.
Zarastanie biofiltru błoną biologiczną  spadek
ciśnienia.
Eksperymentalny dobór parametrów technicznych.
Biofiltr
zanieczyszczony gaz
woda
nawilżacz
gazu
Kontrola wilgotności nośnika
Nośnik naturalny czasem
mieszany z syntetycznym
nośnik
Metoda dla związków
organicznych o współczynniku
podziału powietrze/woda < 1.
y
ródło makro- i mikroelementów
w naturalnym nośniku.
gaz oczyszczony
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Biofiltry najczęściej stosowane bo łatwe w
eksploatacji, wysoka sprawność przy
stosunkowo niskich kosztach.
Brak ruchomej fazy ciekłej.
Ważne utrzymanie wilgotności w nośniku
dla uzyskania odpowiedniej aktywności
drobnoustrojów.
Bioreaktor membranowy
gaz
gaz oczyszczony
zanieczyszczony
membrana przepuszczalna hydrofobowa
biofilm
Usuwanie hydrofobowych związków organicznych
o współczynniku podziału powietrze/woda > 1.
Dyfuzja przez membranę, rozkład biologiczny
przez mikroorganizmy.
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Typ Fazy Nośnik Biomasa
bioreaktora ruchome
Bioskruber ciecz i gaz brak rozproszona
Biofiltr ciecz i gaz syntetyczny unieruchomiona
zraszany
Biofiltr
gaz organiczny/ unieruchomiona
syntetyczny
Bioreaktor syntetyczny
gaz unieruchomiona
membranowy
/rozproszona
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Nośnik Stosunek
objętościowy
Kompost 1
Kompost  wiórki drzewne -
Kompost  perlit 1/1
Kompost  ziemia okrzemkowa -
Kompost  polistyren 1/1
Torf 1
Torf  pianka poliuretanowa 7/3
Torf  pianka poliuretanowa  perlit 2/3/5
Torf  perlit 2/3
Kulki torfowe 1
Torf  kompost 1/1
Gleba 1
Gleba  piasek  torf - kompost 20/2/3/3
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Czynniki wpływające na rozkład biologiczny:
-
budowa chemiczna i właściwości
zanieczyszczeń,
-
wilgotność, mikro- i makroelementy,
-
nośnik,
-
temperatura i odczyn,
-
mikroorganizmy.
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Zanieczyszczenia gazowe:
- lotne węglowodory (metan, etan itp.),
- alkohole, aldehydy, ketony (etanol, propanol...),
-
estry (np. octan etylu),
-
inne (np. siarkowodór).
Związki prostołańcuchowe są rozkładane łatwiej niż
rozgałęzione. Aromatyczne są trudniej rozkładalne
od alifatycznych.
Alkohole, aldehydy, kwasy organiczne, estry sÄ… Å‚atwo
rozkładalne.
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Podstawniki zwiększające toksyczność to grupy: nitrowa,
aminowa, cyjanowa, metylowa, hydroksylowa.
Ograniczeniem jest słaba rozpuszczalność zanieczyszczeń
gazowych. Zależność pomiędzy lotnością i
rozpuszczalnością opisuje prawo Henry ego:
p = H xi
p- ciśnienie cząstkowe gazu,
H  współczynnik Henry ego, dla substancji czystej opisujący
stężenia równowagowe w gazie Cg i w cieczy Cw (Cg/Cw),
xi  iloraz molowy -liczba moli gazu w litrze/suma moli gazu i
wody w litrze; xi = ng/ng+nw.
Dobra podatność na biodegradację przy niskim wsp.
Henry ego (< 5-10)
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Wilgotność:
Filtry kompostowe  20 - 70%,
Filtry torfowe  30 - 70%,
Filtry glebowe  10  20%.
Wielkość kropel dozowanej wody $ <
40µm  duża powierzchnia wymiany gaz
 ciecz.
Metody biotechnologii w ochronie środowiska
Bakterie:
Pseudomonas, Micrococcus,
Corynebacteruim, Hyphomicrobium,
Rhodococcus, Xanthobacter,
Arthrobacter, Methylosinus,
Methylomonas, Thiobacillus
Grzyby, drożdże i pleśnie