知識拓展：生物發酵行業廢氣治理現狀
生物發酵產業將發酵技術和現代生物技術的結合，以含淀粉等其他農副產品為主要原料，采用生物細胞或酶的生物催化功能，進行大規模的物質加工與轉化，用來生產高附加值產品。中國生物發酵產業的主要產品仍以味精、賴氨酸、藥品等產品為主，且產量較大。因發酵工藝涉及環節多，發酵氣體成分復雜，帶有異味，因而受到社會的廣泛關注，采取有效廢氣凈化和異味治理技術，減少發酵氣體周邊環境的影響，是當前生物發酵企業密切關注的問題。
1、李天樂《生物發酵行業廢氣治理現狀》
味精行業廢氣治理
中國是味精生產大國，2010統計數據顯示中國味精生產量位居世界第一位。味精生產主要以玉米淀粉、小麥淀粉為原料，經過液化、糖化、發酵過程，再分離提取谷氨酸，經精制獲得味精產品；生產工藝過程中產生廢氣，廢氣主要成為為主要含氨、胺、硫醇、硫醚、脂肪酸和硫酸鹽類物質，并帶有惡臭氣味，對周邊環境產生一定的影響。關于味精發酵氣體的治理，早期一些味精企業選擇以水為吸收劑，自行開發相關的廢氣治理裝置，如壓力水霧化攔阻氣水混合裝置，多級水噴淋塔，利用水吸收廢氣，但對于廢氣中溶解度較低的氣體組分的吸收效果有限。
為實現資源化管理，味精生產工廠利用淀粉經發酵生產味精后剩余的母液，經濃縮、高溫噴漿干燥造粒生產復混肥，其過程中產生了揮發性的異味氣體。當前研究利用生物法治理味精生產和制肥過程中的廢氣，主要選擇生物滴濾塔，以沸石為填料，液體從塔頂向下噴淋，經底部回流至貯液槽，完成循環。廢氣體從塔底通入，上升過程中與填料表面的生物膜接觸，經生物凈化后的氣體從塔頂排出。試驗結果顯示生物滴濾塔廢氣的脫臭效率大于95%，生物滴濾器對于去除味精廢氣類復雜氣體具有良好的效果，但當進氣強度較大時，系統的除臭效果不盡人意。通過復合生物塔工藝，即生物滴濾塔-生物過濾塔來進一步提高設備處理能力。
賴氨酸行業廢氣治理
賴氨酸是僅次于谷氨酸的第二大氨基酸，目前主要用發酵法生產，中國大部分生產企業都用玉米淀粉作為原料。賴氨酸發酵產生的廢氣主要為揮發性有機物（VOCs），對賴氨酸發酵尾氣進行監測，監測結果顯示揮發性有機物成份達到23種，氣體帶有焦糊味，若不治理，對周邊環境有較大影響。
工程應用中采用等離子技術和光催化氧化技術治理賴氨酸發酵氣體。采用等離子技術時，發酵氣體首先通過噴淋塔和除塵設施，然后進入等離子技術反應器，反應器工作電壓90kV，在外加電場的作用下，電極空間內電子獲得能量后撞擊異味氣體分子，破壞其化學鍵，使之轉化為二氧化碳和水，從而達到凈化的目的，但高壓放電存在一定的安全隱患。光催化氧化，讓特定波長的光照射催化劑材料，可以激發出“電子-空穴”對（一種高能粒子），高能粒子“電子-空穴”，可將害有機污染物碳氫鍵打開，從而被自由基氧化生成CO2、H2O等無毒無味的物質。在工程應用中采用“除塵+光觸媒凈化塔+噴淋吸收塔”，脫臭效率達到99%以上。光催化氧化技術催化劑為TiO2，催化劑載體為蜂窩狀，要求進氣顆粒物濃度小于50mg/m3，否則會引發催化劑堵塞，紫外線光源的使用壽命為3000h～4000h。
發酵制藥行業廢氣治理
中國抗感染類產品80%為發酵類抗生素，抗生素產量位居世界首位，同時中國還是世界上最大的維生素類產品的生產國與出口國。生物發酵工藝過程中廢氣以VOCs為主，由于部分發酵代謝產物隨尾氣帶出，廢氣有特殊難聞氣體。典型青霉素生產車間產生廢氣主要成份為乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇；例如，紅霉素發酵尾氣有苦澀氣味。紅霉素發酵尾氣治理采用“臭氧氧化+光催化氧化+濕式氧化+噴淋洗滌”工藝，降解VOCs，同時消除苦澀氣味對廠界周邊環境的影響。當前轉輪濃縮技術逐步應用于發酵制藥行業廢氣治理，該技術最初應用于半導體制造、涂裝行業VOCs治理，轉輪濃縮器是去除有機揮發物的核心設備，轉輪表面涂覆有吸附VOCs的沸石。其原理是利用沸石低溫吸附、高溫脫附的特性對有機廢氣進行濃縮。濃縮后的廢氣最終通過廢氣焚燒爐、RTO等處理后排放，由于濃縮后的廢氣量僅有待處理廢氣的十分之一以下，從而大大降低了能耗。
轉輪濃縮是一項應用于低濃度、高風量有機廢氣凈化的處理技術。對低沸點的有機氣體難以吸附，對高沸點的有機氣體在轉輪上難以脫附，在轉輪上積累使系統出率效率下降。焚燒爐在氧存在下將VOCs分解成CO2和水的無害化過程，反應溫度815.6℃，且停留時間不超過0.75s～1.0s[15]。RTO即蓄熱式氧化焚燒技術，與傳統焚燒爐相比，RTO對燃燒VOCs產生的熱量進行回收用于二次燃燒。燃燒法（焚燒爐、RTO）需不斷消耗燃料，經濟投入大，并且存在爆炸風險，對設備運行及安全管理要求高。
結尾
味精，賴氨酸，發酵制藥行業的排放廢氣主要以VOCs為主，并帶有異味，采取的末端治理措施主要集中在生物法、深度氧化技術（光催化氧化、臭氧氧化、等離子法）、轉輪濃縮技術。我國“十三五”規劃。將逐步加大對VOCs排放的監管，相關國家法律法規及標準將日趨嚴格，生物發酵企業也采取了相應的廢氣治理措施，但僅僅著眼于末端治理，投入的治理費用高，增加了發酵企業的生產成本。因此，有必要推行清潔生產，實現節能減排。發酵企業產品生產過程中物料輸送、加熱中揮發、沉淀、跑、冒、滴、漏、誤操作等都會造成物料的損失，這就是產生廢氣的來源。應從發酵產品全生命周期著手，改進物料、工藝，才能夠做到“節能、降耗、減污、增效”，不斷提高市場競爭能力，達到經濟效益、社會效益、環境效益的高度統一。
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