General Information

Content

Lọc sinh học (biofiltration) là một công nghệ điều khiển sự ô nhiễm mới. Nó bao gồm sự loại bỏ và ô xi hóa những hợp chất khí bị nhiễm bẩn nhờ vi sinh vật.

Lọc sinh học được thiết lập rất tốt trong công nghệ điều khiển ô nhiễm ở Đức và Hà Lan và nó cũng thu hút được sự quan tâm ở Bắc Mỹ.

Lọc sinh học có thể xử lý những phân tử khí hữu cơ- những hợp chất hữu cơ bay hơi ( Volatile Organic Compound- VOC's) hoặc các hợp chất cacbon, hay những chất khí độc vô cơ- amoniac hay H2S.

1. Nguyên lý.

Lọc sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy những hợp chất hữu cơ ( hoặc biến đổi những hợp chất vô cơ) thành cac-bon-nic, nước và muối. Khi hệ thống lọc sinh học được lắp đặt, vi sinh vật đã có sẵn trong nguyên liệu mà ở đó nó được sử dụng như một lớp lọc. TRong các phòng thí nghiệm, với mục đích tăng cường tốc độ phân hủy, vi sinh vật được cân nhắc đến đầu tiên là hiệu quả của chúng trong việc phân hủy của nguyên liệu được nghiên cứu.

Nguyên liệu lọc thường là than bùn, đất, phân compốt hay cây thạch nam, tuy nhiên bột cacbon đã được hoạt hóa và polysterene cũng có thể được sử dụng. Sự lựa chọn nguyên liệu lọc là vô cùng quan trọng bởi vì nó phải cung cấp cho vi sinh vật dinh dưỡng, sự phát triển về mặt sinh học, và có dung tích hấp thụ tốt.

Quá trình sinh học là một sự ô xi hóa nhờ vi sinh vật, và có thể được viết như sau:

Hợp chất gây ô nhiễm + Oxi -> CO2+ H2O + nhiệt + sinh khối

Vi sinh vật sống trong lớp màng sinh học ẩm , mỏng, nơi được bao bọc xung quanh các phần tử của nguyên liệu lọc. Khí bẩn được khuyếch tán trong hệ thống lọc và được hấp thụ bên trên màng sinh học. Thực tế đây là vị trí mà quá trình ô xi hóa được thực hiện. Các chất bẩn không được luân chuyể cố định đến nguyên liệu lọc.

2. Mô hình cơ bản.

Thành phần cơ bản của một hệ thống lọc sinh học la lớp lọc và một hệ thống ống để đẩy khí đi qua hệ thống lọc sinh học. Một hệ thống lọc sinh học chứa đựng một hoặc nhiều hơn một lớp lọc điển hình cao 1m. Nó có tác dụng làm ẩm khí trước khi đi vào hệ thống lọc sinhhọc , bởi vì các dòng khí liên tục bên bên ngoài lớp lọc luôn rất khô. Một vài thông số phải được duy trì trong quá trình hệ thống lọc sinh học đang vận hành.

Độ ẩm: Độ ẩm là yếu tố thiết yếu cho hệ thống lọc sinh học làm việc hiệu quả nhất . Vi sinh vật cần một môi trường ẩm. Từ việc nguyên liệu lọc có khuynh hướng khô đi bởi dòng khí, do đó hệ thống lọc sinh học phải có một trạng thái ổn định để làm ẩm khí trước khi đi vào nguyên liệu lọc.

Nhiệt độ: Vi sinh vật hoạt đồng tốt nhất giữa 30 và 40 độ C. Ở một khía cạnh nào đó nó có thể có ích cho một hiệu quả tốt hơn bao gồm những phương pháp cho sự điều khiển bậc nhiệt độ.

Mức Oxy: Từ việc phần lớn sự phân hủy là hiếu khí, bậc ô xy là vô cùng quan trọng trong một quá trình lọc sinh học. Trên thực tế, Ô xy không được sử dụng trực tiếp ở dạng khí, nhưng vi sinh vật sử dụng ô xy có mặt ở dạng hòa tan trong màng sinh học. Trong một số trường hợp của chất gây ô nhiễm nhất định, ô xy nên được thêm vào.

pH: pH nơi mà vi sinh vật có thể hoạt động hiệu quả nhất là khoảng 7. Vì vậy pH của khí bẩn phải được duy trì xung quanh giá trị này.