Biotechnologiczne metody oczyszczania powietrza i gazów odlotowych

Lotne zanieczyszczenia mogące występować w komunalnych i przemysłowych gazach odlotowych: VOC (lotne związki organiczne); H2S; SO2; NOx; NH3; CFC (chlorofluorowęglowodory) Metody eliminacji: VOC i CFC– spalarnie, adsorpcja na węglu aktywnym; SO2 i NOx – absorbcja w alkalicznych roztworach wodnych i utylizacja powstających soli; H2S i NH3 – utlenianie do SO2 i NOx, potem j,w. Żadna z tych metod nie jest uniwersalna i nie prowadzi do całkowitej eliminacji zanieczyszczeń, a niektóre skutkują powstawaniem nowych zanieczyszczeń. Bioremediacja gazów odlotowych Założenie: zanieczyszczone powietrze wprowadza się do pojemnika zawierającego wodę (roztwór wodny). Gazy rozpuszczone w wodzie zostają poddane działaniu drobnoustrojów, które dokonują całkowitej biotransformacji do związków nieuciążliwych dla środowiska

Technologie biologicznego oczyszczania gazów Biofiltr glebowy/kompostowy Biofiltr kolumnowy Biofiltr zraszany Bioskrubery Bioreaktory membranowe

Schemat polowej instalacji biofiltrującej

Biofiltr kolumnowy Materiały wypełnienia: torf, kompost, ścinki kory, gleba

Schemat biofiltru zraszanego

Główny problem użytkowania biofiltrów to zakwaszenie złoża filtrującego (H2S  H2SO4; NH3  HNO3; chloropochodne organiczne  HCl), co czyni je niekorzystnym dla wzrostu bakterii. Możliwość zapobiegania zakwaszaniu – kontrola pH poprzez dodawanie CaCO3 (przykładowo 25 kg węglanu wapnia na m3 złoża pozwala na utrzymanie pożądanego pH przez 2 miesiące. Inne wady biofilrów: duża powierzchnia kontaktu, generowanie nieprzyjemnych zapachów. Zalety: - niskie koszty; możliwość eliminacji zanieczyszczeń słabo rozpuszczalnych w wodzie i obecnych w niewielkich stężeniach*; możliwość zastosowania odpowiednio dobranych szczepów bakteryjnych do eliminacji specyficznych zanieczyszczeń. *Spalanie gazów zawierających 100 ml VOC/m3 wymaga dodania 50 dm3 metanu na m3 gazu. W biofiltrze ten sam efekt bez dodatków.

Schemat bioskrubera do oczyszczania gazów odlotowych

Bioreaktory membranowe dla oczyszczania gazów z biofilmem drobnoustrojów osadzonym na membranie z zawiesiną drobnoustrojów

Drobnoustroje stosowane w technikach bioremediacji gazów Metabolizujące VOC: Pseudomonas putida, Burkholderia cepacia, Alcaligenes xylosoxidans; Metabolizujące siarkowodór: Thiobacillus spp., Xanthomonas spp, Hyphomicrobium spp. Metabolizujące amoniak: Athrobacter oxidans

Usuwanie tlenków azotu i siarki z gazów odlotowych Etapy: Absorpcja w skruberze zawierającym roztwór NaHCO3 i Fe(II)EDTA; Biotransformacja tlenków azotu do N2; Bioredukcja siarczanów(IV) do siarczków Bioutlenienie do siarki elementarnej 5. Oddzielenie siarki