МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный технический университет»

(ТвГТУ)

Кафедра биотехнологии и химии

Утверждаю

зав. кафедрой БТиХ

д.х.н. профессор

_________Э.М.Сульман

"____" _______ 2013 год

Выпускная квалификационная работа бакалавра

по направлению 240100 "Химическая технология и биотехнология"

Биоочистка газовоздушных выбросов

Исполнитель: __________________________________Ткачева А.И.

Научный руководитель,

к.б.н., доц. ____________________________________Прутенская Е.А.

Тверь 2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

1 Основные загрязняющие вещества 5

1.1Диоксид серы, или сернистый ангидрид (сернистый газ) 5

1.2 Оксид углерода 5

1.3 Летучие органические соединения 6

1.4 Диоксид азота 7

2 Методы очистки газовоздушных выбросов 8

2.1 Очистка от аэрозолей 8

2.1.1 Механическая очистка 9

2.1.2 Электростатическая очистка 11

2.1.3 Звуковая и ультразвуковая коагуляция 12

2.2 Очистка от кислых и нейтральных газов 12

2.2.1 Физические методы 13

2.2.1.1 Абсорбция 13

2.2.1.2 Адсорбция 15

2.2.1.3 Термическое дожигание 19

2.2.2 Химические методы 20

2.2.2.1Озонные методы 20

 2.2.2.2 Плазмохимические методы 21

2.2.2.3 Каталитический метод очистки газов 22

2.2.3 Биологические методы 25

2.2.4 Физикохимические методы 26

 2.2.4.2 Плазмокаталитический метод 28

3 Биоочистка газовоздушных выбросов 29

4 Биодезодорация газов 40

5 Характеристика микроорганизмов 51

5.1Метанотрофные бактерии 51

5.2 Нитрифицирующие бактерии 53

5.3 Сероокисляющие бактерии 56

Заключение 58

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59

Введение

Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.

В настоящее время из всех форм деградации природной среды России именно загрязненность атмосферы вредными веществами является наиболее опасной. Особенности экологической обстановки в отдельных регионах Российской Федерации и возникающие экологические проблемы обусловлены местными природными условиями и характером воздействия на них промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства. Степень загрязнения воздуха зависит, как правило, от степени урбанизированности и промышленного развития территории (специфика предприятий, их мощность, размещение, применяемые технологии), а также от климатических условий, которые определяют потенциал загрязнения атмосферы.

Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биосферу, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

Человек всегда использовал окружающую среду в основ­ном как источник ресурсов, однако в течение очень дли­тельного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятель­ности обратили на себя внимание ученых. В первой полови­не нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию.

Результаты экологических исследований, как в России, так и за рубежом, однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы - самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

В связи с этим актуальным является разработка методов очистки производственных газовоздушных выбросов.

Цель данной работы заключается в рассмотрении основных способов обезвреживания и очистки газовоздушных выбросов, с использованием микроорганизмов.

Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Рассмотреть свойства основных веществ, загрязняющих газовоздушные выбросы.

2. Описать методы очистки газовоздушных выбросов от кислых и нейтральных газов, а так же от аэрозолей.

3. На основании литературных данных изучить основы биологической очистки газовоздушных выбросов.

4. Охарактеризовать основные группы микроорганизмов, используемых в биологической очистке промышленных газовых выбросов.

5. Рассмотреть принцип работы биофильтров, биореакторов, биоскрубберов.

6. Рассмотреть принципы биодезадорации газовых выбросов.