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科技部正式發(fā)布的《國家綠色低碳先進技術成果目錄》包括18項水污染治理技術、15項大氣污染治理技術、23項固廢處理技術等共85項先進技術成果。
1. 技術名稱
低濃度復雜有機廢氣生物凈化過程強化技術
2. 適用范圍
石油、化工、制藥、食品、印染、污（廢）水處理等行業(yè)
產(chǎn)生的 VOCs 及惡臭廢氣治理。
3. 技術內(nèi)容
3.1 技術原理
研發(fā)了真（細）菌協(xié)同代謝復合菌劑等生物活性功能材料，凈化單元的處理負荷提高 2 倍以上，裝置體積減小 40%以上。研制了兩相板式生物凈化裝置，對正己烷、甲苯等低水溶性VOCs 的傳質單元數(shù)提高 60%以上；構建了高能粒子氧化—生物耦合凈化工藝，二氯甲烷、苯乙烯等難降解 VOCs 的去除負荷提高 2 倍左右，去除率從 30%提升至 95%以上。通過“材料—工藝—裝備”創(chuàng)新，構建了完整的產(chǎn)業(yè)技術鏈，實現(xiàn)了低濃度復雜有機廢氣安全低碳凈化。
3.2 主要創(chuàng)新點
（1）發(fā)明真（細）菌協(xié)同代謝的復合菌劑，實現(xiàn)廢氣多污染組分的快速降解。選育疏水性污染物高效降解真菌，基于共代謝機理，突破菌間代謝差異效應，構建協(xié)同代謝的真—細菌功能菌群，典型污染物的比降解速率提升 60%～120%；采用序列混菌培養(yǎng)模式，開發(fā)基于炭質載體的高密度混合發(fā)酵技術，制備了適合常溫保存的功能菌和廣譜菌群配合的復合菌劑，攻克了菌劑難以長效保存的技術難題，實現(xiàn)復合菌劑規(guī)?；a(chǎn)應用，大幅縮短了凈化裝置啟動時間。
（2）剖析多孔介質流場特征，發(fā)明多層板式結構生物凈化設備，突破現(xiàn)有單層結構污染負荷和生物量分布不均、填料層易堵塞及污染物降解互為抑制等瓶頸。采用交聯(lián)負載技術，強化填料親水性和高比表面積設計，開發(fā)了營養(yǎng)緩釋功能復合填料和高生物固著力紋翼填料，解決了傳統(tǒng)生物系統(tǒng)需額外添加營養(yǎng)、壓降高及使用壽命短等技術難題。基于“雙膜理論”與相似相溶原理，構建以非水相介質為“橋梁”和“儲存庫”的VOCs 凈化兩相分配體系，發(fā)明生物相容性高、易回收的納米磁性硅油，突破低水溶性污染物多相間傳質限制，增強抗沖擊負荷能力，攻克了硅油相無法循環(huán)利用的難題。
（3）基于光化學反應第一定律和線性光源球面輻射（LSSE）模型，開發(fā)折流式光氧化反應裝置，提出鑭氮共摻雜的 TiO2納米管催化劑制備的新方法，提高了光能活性粒子的利用率，強化了光氧化能效；揭示了微量 O3通過抑制胞外多聚物的產(chǎn)生進而促進生物膜活性的內(nèi)在規(guī)律，構建 UV 光氧化—生物凈化耦合工藝體系，有效提升難降解組分生物降解速率，徹底消除單一 UV 光解產(chǎn)物、O3等對環(huán)境的二次污染。
4. 污染治理或環(huán)境修復效果
以浙江某藥廠生產(chǎn)車間綜合廢氣和污水站臭氣生物凈化工程為例，處理后尾氣中甲苯、四氫呋喃、氯仿的平均去除率分別為 99.5%、95.2%、99.7%。以實施的工程項目測算，年減排VOCs 超過 3 萬 t，對于量大面廣的低濃度有機廢氣污染控制具有重要的意義。
5. 技術示范情況
該技術已在全國 30 個省份和港澳特別行政區(qū)，以及馬來西亞等“一帶一路”沿線國家 50 余項工程中應用，處理規(guī)模在1000m3/h～830000m3/h。浙江某大型藥企生產(chǎn)車間綜合廢氣和污水站臭氣生物凈化工程，工程規(guī)模 7000m3/h，生產(chǎn)廢氣中含有高濃度甲苯、四氫呋喃、氯仿等組分，采用“吸附—解吸”和“吸收—精餾”工藝后可回收大部分有機溶劑?；厥仗幚砗蟮蜐舛葥]發(fā)性有機廢氣采用 UV 光解工藝作為預處理工藝，進一步削減污染物濃度，并提高廢氣中污染物的可生化性。UV 處理尾氣與污水站含硫惡臭廢氣匯集，進一步采用生物法處理。采用該技術處理后，硫化氫、氯仿、四氫呋喃、甲苯均可實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放。
6. 投資估算
按處理氣量 7000m3/h 進行估算，凈化工藝采用 UV 光解—生物滴濾工藝，項目投資 208 萬元。其中設備材料費 134 萬元，基礎設施建設費（含土建費用）48 萬元。
7. 技術成果轉化推廣前景
該技術解決了各類生產(chǎn)制造企業(yè)和污水處理廠排放的多組分、低水溶、難降解有機廢氣生物凈化效率低的問題，是一項針對復雜有機廢氣的安全、低碳、高效處理技術，未來推廣前景良好。
