低温等离子体对复合CVOCs的降解特性

以难生物降解的氯苯和二氯乙烷为目标污染物,以低温等离子体作为VOCs处理技术,考察了不同频率电源条件下工艺参数对混合气体降解过程的影响,并对降解产物进行了分析,为后期与生物技术耦合提供理论依据.结果表明,高低频电源条件下等离子体中的能量效率均随着SIE的增大先升高后降低.在低频电源的等离子体中,SIE=7 167 J·L~(-1)时,能量效率最大;而在高频电源的等离子体中,SIE=6 111 J·L~(-1),能量效率达到最大.在两种频率电源的等离子体中,各组分的去除率都随着SIE的升高先增大后逐渐减小;去除率随着停留时间的延长而增大,但去除负荷却会出现降低,当停留时为5s时,高频和低频电源的等离子体中气体的去除负荷都达到最大,本实验选取5 s的停留时间进行后续的产物分析.经产物分析发现,CO_2的生成量和选择性随着SIE的升高而增大;臭氧浓度随SIE的升高而增大,高频电源的等离子体中O3生成量较大;TOC浓度随SIE的增大先增大后迅速减小,能量效率最大时产物水溶性最佳.     

一般性问题

X701200600254低温等离子体法处理甲醛气体/梁文俊…(北京工业大学环境与能源工程学院)∥环境污染治理技术与设备/中科院生态环境研究中心.-2005,6(4).-50～52环图X-4报道用低温等离子体的方法去除甲醛气体,主要考察了电场强度、进口浓度及填料对于甲醛气体去除效率的影响。实验研究结果表明,随着电场强度的增加,进口浓度的降低和在反应器中加有填料都会提高甲醛气体的去除效率。低温等离子体方法去除甲醛气体的机理可分为2部分:电子与污染物分子的直接碰撞和电场产生的活性粒子与污染物分子之间发生的一系列化学反应。图7参4X70120060025…     

脉冲电晕低温等离子体提高一氧化氮氧化效率的实验研究

提高一氧化氮（NO）的氧化效率对于提高生物法处理该类废气的净化效率具有重要意义。实验研究了低温等离子体在脉冲电晕条件下氧化废气中NO的过程，考察了不同峰值电压、氧气含量、气体停留时间和添加有机物等因素对提高NO氧化效率的影响。结果表明：低温等离子法可有效地提高NO的氧化效率，主要产物为NO2；室温条件下，当进气NO浓度590mg／m^3、脉冲频率50Hz时，增大峰值电压、气体停留时间和进气中的氧气含量可提高NO的氧化效率；在最适峰值电压15kV，气体停留时间5s时，NO氧化效率为20％；在进气NO中添加甲苯、乙醇后，NO氧化效率可增加至30％以上，甲苯的效果要好于乙醇。     

等离子体净化TCB影响参数实验

等离子体对污染物拥有高效破坏能力。利用自行设计的脉冲放电实验平台,用1,2,4-三氯苯(TCB)模拟二噁英,考察等离子体体系的运行参数,如电源电压、频率、TCB浓度、流量、O_2含量、水分含量对净化TCB的影响。电压和频率增大,输入功率增加,TCB去除率增加;在10～90 mg/m~3浓度内,初始浓度增加,TCB去除率先增加后降低;气体流量所反映的停留时间,在低频率时去除率随停留时间增加而增加,高放电频率时停留时间对TCB去除率影响较小。     

脉冲电晕放电等离子体去除污染土壤热脱附尾气中的DDTs

为探索新型产业化应用热脱附尾气处理技术,采用脉冲电晕放电等离子体技术对含DDTs的热脱附尾气进行处理,考察了工艺参数如脉冲电压、脉冲频率、ρ（DDTs）和停留时间对DDTs处理效果的影响,分析了DDTs经低温等离子体处理后的分解产物.结果表明,DDTs的去除率随脉冲电压的升高、脉冲频率的增大和停留时间的延长而增加,随进气中ρ（DDTs）的升高而降低,但去除量随进气中ρ（DDTs）的升高而增大.进气中的ρ（DDTs）为30.0 mg/m3,停留时间为10 s,脉冲电压为30.0 kV,脉冲频率为50 Hz时,DDTs的去除率为82.5%.低温等离子体处理后,尾气中的ρ（p,p'-DDT）、ρ（o,p'-DDT）和ρ（p,p'-DDD）降低,ρ（p,p'-DDE）反而升高,另有微量的二苯甲烷、二苯甲醇、4,4'-二氯二苯甲烷、2,4'-二氯苯甲酮和1,1-双（对氯苯）-2-氯乙烯等分解产物被检出.研究显示,脉冲放电等离子体技术具有去除效率高等特点,可有效去除含DDTs的热脱附尾气.      

低温等离子体处理恶臭废气研究

用低温等离子处理恶臭气是一门新兴的技术。通过对典型的恶臭物质硫化氢、乙硫醇、苯、甲苯等恶臭物质的低温等离子脱除试验,结果表明:采用电晕放电形式的低温等离子体处理恶臭废气是可行的,停留时间越长、电压越高脱除效果越好,当停留时间>9s,电压>20kV时恶臭物质的去除率基本>90%,进一步延长停留时间和升高电压,去除效率并不会大幅度提高。低浓度的烷烃背景气体对恶臭的脱除效率基本无影响,高浓度的烷烃背景气体使恶臭物的脱除效率下降,较高浓度氢气的存在也会降低恶臭物的脱除效率,而氧气浓度的提高可以显著提高硫化氢脱除率。     

矿化垃圾反应床反硝化处理NO废气的初步研究

实验室研究表明 ,利用矿化垃圾作填料的生物反应床在厌氧条件下可有效地处理NO废气。气体在反应床中的停留时间是影响NO处理效率的关键参数 ,NO去除率随着停留时间的缩短而降低。添加菌种可缩短生物反应床启动时间。厌氧条件下NO去除效果明显要好于好氧条件下的试验 ,利用微生物的反硝化作用处理NO_x 比生物硝化作用更具优势。     

微生物反应器处理空气甲醛的影响因素分析

固定化微生物技术是解决室内空气中甲醛污染问题的重要途径之一。该文利用从印度洋海底沉积物中分离的甲醛降解菌Pseudomonas sp.IOFA1,采用固定化微生物吸附柱作为室内甲醛净化的核心单元,判断不同实验条件对甲醛降解效率的影响。结果表明,在相同的气体流速下,随着进气甲醛浓度的升高,净化器对甲醛的去除率和去除负荷均随之升高;在相同的进气甲醛浓度下,随着气体空床停留时间的增加,甲醛去除率有所提高,去除负荷则随停留时间的增长降低,当空床停留时间为5~6 s时,装置对甲醛的去除负荷最高;而循环液流量对净化装置去除甲醛影响较小。     

脉冲电晕法去除甲苯废气的研究

对脉冲电晕等离子体技术净化有机污染物甲苯进行了实验研究,考察脉冲峰值电压、脉冲频率、气体流量、气体入口质量浓度等因素对净化效率的影响.结果表明:甲苯去除率随脉冲峰值电压、脉冲频率增大而升高,随气体流量、气体进口质量浓度增大而降低;对低浓度、大流量的甲苯废气能达到较好的去除效果,最高去除率可达85.4%.     

生物滴滤塔处理苯酚气体研究

采用生物滴滤塔处理苯酚气体,考察了苯酚去除性能的影响因素.结果表明,生物滴滤塔能高效处理苯酚气体,苯酚去除效率可达99.5%,长期运行平均去除效率在98%左右.适宜的运行条件为:停留时间20.6 s,循环液pH值7.0,喷淋密度1.67 m3·(m2·h)-1.采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究处理苯酚气体的生物滴滤塔填料表面的微生物,结果表明,生物滴滤塔内有5种降解苯酚的优势菌种:Polaromonas sp.、Acinetobacter sp.、Acidovorax sp.、Veillonella parvula和Corynebacterium sp..采用GC-MS分析出口气样,结果表明丙酮酸(CH3COCOOH)为生物降解苯酚的中间产物,并推测了苯酚生物降解的可能途径.     

移动床生物膜反应器净化模拟水产养殖废水的研究

采用移动床生物膜反应器（MBBR）净化模拟水产养殖废水.结果表明,MBBR净化模拟水产养殖废水效果良好.在水力停留时间（HRT）为8 h,DO为2.0~3.0 mg·L^-1的条件下,反应器启动迅速、运行稳定,能使COD和氨氮去除率均达到80%以上,TP去除率达到50%左右;有机负荷为（0.76±0.03）kg·m^-3·d^-1时,TN及氨氮去除效果最好,去除率分别达到71.73%及98.42%.为达到良好的TN去除效果,有机负荷不宜低于0.5 kg·m^-3·d^-1;DO为（3.00±0.25）mg·L^-1时,TN去除效果最好,最有利于同步硝化反硝化;为保持较高的氨氮去除效率,并减少亚硝态氮积累,DO浓度不应低于2.0 mg·L^-1;HRT过短会使氨氮去除效率降低,且可能出现亚硝态氮积累;采用序批式进水运行方式,对TP的去除效果优于连续进水方式,但运行周期后半段会出现亚硝态氮积累,对鱼类产生危害.     

一种负载功能型微生物的营养缓释填料的制备及性能评价

根据乳化交联和吸附固定化原理,制备了一种负载功能型微生物的营养缓释填料(SC填料),并以乙酸丁酯作为模拟废气,考察了其在生物反应器中的使用效果.填料理化特性分析结果表明,该填料孔隙率为92.6%,堆积密度为40.75kg·m~(-3),比表面积为2.45 m2·g~(-1),真密度为551.52 kg·m~(-3);表面存在大量的O—H、C=O等亲水基团,同时填料内分布氮(N)、磷(P)等营养元素,N和P的释放速率分别为22.35 mg·(L·d)-1和8.36 mg·(L·d)-1;微生物负载量(蛋白/填料)为14.61 mg·g~(-1),储藏7 d和30 d后填料内微生物对乙酸丁酯的去除率 96%,表明其储藏稳定性较好.应用SC填料的生物滴滤塔经过8 d完成挂膜过程,在外界不供给营养、不调节循环液pH的情况下,应用SC填料的反应器运行性能稳定,去除率始终保持在94%以上,而采用聚氨酯海绵填料(PU填料)的生物滴滤塔挂膜期稍长、运行不稳定.高通量测序表明,填料制备过程中固定的特定降解菌在整个运行阶段均处于优势地位,且菌群结构较为稳定,从而能保证反应器的稳定运行.     

反硝化-高效部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理老龄垃圾渗滤液

采用反硝化-沸石曝气生物滤池(ZBAF)部分亚硝化及氧氨氧化组合工艺处理老龄垃圾渗滤液,探究ZBAF部分亚硝化特性以及组合工艺的脱氮除碳性能.结果表明通过游离氨(FA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的选择性抑制ZBAF可以实现老龄垃圾渗滤液稳定高效部分亚硝化,平均亚硝氮积累率(NAR)为93.8%亚硝氮产率(NPR)最高达1.659 kg·(m~(3·d)~(-1);在进水中投加葡萄糖700mg·L~(-1)后,当回流比为2.0 HRT为2.2 d时,由于反硝化与厌氧氨氧化的协同作用,组合工艺脱氮效果最佳,平均氨氮去除率(ARE)、总氮去除率(NRE)和总氮去除负荷(NRR)分别达97.2%、90.0%和0.585 kg·(m~3·d)~(-1),平均COD去除率为45.3%其中厌氧氨氧化平均NRR_(ANA)为1.060 kg·(m~3·d)~(-1)最高达1.268 kg·(m~3·d)~(-1).利用高通量测序技术分析各装置中的微生物群落结构.结果显示,反硝化细菌(Paracoccus和Comamonnas)、氨氧化细菌(AOB)(Nitrosomonas)和厌氧氨氧化菌(Candidatus Kuenenia和Candidatus Anammoxoglobus)分别为反硝化、ZBAF和厌氧氨氧化装置中的优势菌这与组合工艺稳定的脱氮性能相吻合.     

气态甲醛致小白鼠肝脏DNA-DNA交联的研究

为了探讨气态甲醛致生物体内DNA-DNA交联效应,进一步评价甲醛的遗传毒性作用,以昆明纯系小鼠为实验材料,进行了72 h动态吸入式连续染毒,采用荧光检测法检测甲醛染毒后小鼠肝细胞DNA-DNA交联形成的效应.实验结果表明,0.5 mg·m-3的气态甲醛能引起明显的DNA-DNA交联(p＜0.05),较高浓度的甲醛(1.0mg·m-3、3.0 mg·m-3,p＜0.01)可以产生极为明显的DNA-DNA交联作用.以上实验结果显示了0.5mg·m-3的气态甲醛就能致生物体内DNA-DNA交联效应,且随着浓度的升高DNA-DNA交联率越高.     

填料对潮汐流人工湿地中CANON作用强化的影响

为了缩短潮汐流人工湿地（TFCW）中基于亚硝化的全程自养脱氮（CANON）作用的启动进程并进一步提高该作用的强度,探究了不同种类填料下CANON型TFCW的启动性能及其微生物特征.结果表明,填料的理化特性可显著影响脱氮功能菌（尤其是ANAMMOX菌）的富集效果及其活性,进而可影响CANON型TFCW系统的启动进程及其脱氮性能.相较于公分石,陶粒、沸石、废砖块和龙虾壳均可不同程度地提高ANAMMOX菌在TFCW中的丰度与活性,进而可缩短CANON型TFCW的启动时间并提高其脱氮性能.当系统水力负荷为0.96 m³·（m²·d）^-1且以龙虾壳为湿地填料时,CANON型TFCW仅需300个运行周期即可完成启动,好氧氨氧化菌（AOB）和ANAMMOX菌为其中的两种优势脱氮菌群,且系统在稳定运行阶段对TN和NH₄⁺-N的去除率分别可达（88.37±1.19）%和（91.03±0.66）%,其次为废砖块、沸石、陶粒和公分石.     

海藻糖强化厌氧氨氧化耦合反硝化工艺处理高盐废水的脱氮除碳效能

采用SBR反应器研究海藻糖强化厌氧氨氧化耦合反硝化工艺(SAD)处理高盐水的脱氮除碳效能及其动力学特性.当海藻糖为0.25 mmol·L~(-1)时反应器具有最佳的脱氮效能,NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N和COD均可以被完全去除,与没有添加海藻糖相比,NH_4~+-N、NO_2~--N和总氮去除率分别提高了50%、43%和46%,氨氮去除速率(ARR)和亚硝氮去除速率(NRR)分别提高了81.25%和75%.当海藻糖浓度进一步提升至0.5 mmol·L~(-1)时,NH_4~+-N去除率(ARE)仅为58.82%,出水NH_4~+-N浓度下降为33.25 mg·L~(-1).相比于Haldane模型和Aiba模型,Luong模型更适合拟合海藻糖添加条件下SAD的脱氮性能.由其得到的NRRmax、KS、Sm和n分别为0.954 kg·(m3·d)-1、0 mg·L~(-1)、184.785 mg·L~(-1)和0.718.与修正的Logistic模型和修正的Boltzman模型相比,修正的Gompertz模型得到的预测值与实验值最为贴近,修正的Gompertz模型更适合描述海藻糖添加条件下单周期内基质的降解过程.     

水力负荷及固相碳源对BAF+多级土壤渗滤组合工艺处理污水的影响研究

碳源的选择及曝气量的控制是影响多级土壤渗滤系统(multi-soil-laying,即MSL)脱氮效果的重要因素.试验采用BAF+MSL两段式新型组合工艺,避免了传统MSL曝气过量抑制反硝化脱氮的风险.考察了不同水力负荷下,BAF+MSL对生活污水的净化效果,并比较研究了以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为反硝化碳源的MSL-1及木屑为碳源的MSL-2的脱氮除磷效果.结果表明,不同水力负荷下,系统对SS平均去除率为94.08%,对COD的去除率均在80%以上,出水COD在20mg·L-1以下.水力负荷对系统BAF段硝化性能影响较小,对MSL反硝化脱氮影响较大.BAF水力负荷为0.5、1及2m·3m-·2d-1时,BAF对NH4+-N的去除率均在90%以上,对TN的平均去除率依次为26.53%、11.09%、5.71%;对应MSL段水力负荷分别为0.25、0.50及1m·3m-·2d-1时,MSL-1对TN平均去除率分别为87.39%、65.09%、45.56%,MSL-2平均去除率依次为61.51%、42.52%、31.32%.MSL-1脱氮性能明显优于MSL-2,而两者除磷效果区别较小.随着水力负荷增大,MSL对TP去除率依次降低,MSL-1对TP平均去除率最高为91.97%.     

中试厌氧氨氧化反应器的运行性能及其过程动力学特性

研究了上流式中试厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)反应器在环境温度下的运行性能及其过程动力学特性.基质浓度试验表明,中试厌氧氨氧化反应器可在进水亚硝酸盐浓度为(380.4±18.3)mg.L-1稳定运行,继续提升至(480.5±21.9)mg.L-1时,反应器性能恶化.在水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)试验中,HRT可缩短至3.43 h,反应器容积基质氮去除速率可达3.45 kg.(m3.d)-1.长期运行中,温度对中试厌氧氨氧化反应器的性能影响较大.采用改进型的Stover-Kincannon模型可较好地模拟非抑制状态下中试厌氧氨氧化反应器在不同温度范围下的行为.获得的Stover-Kincannon模型动力学参数及其出水总基质浓度预测公式和总基质去除率预测公式,可用于指导中试厌氧氨氧化反应器的实际操作.     

微气泡曝气生物膜反应器同步硝化反硝化研究

同步硝化反硝化(SND)是废水处理中的新型生物脱氮工艺,和传统生物脱氮工艺相比具有显著的应用优势.本研究采用微气泡曝气固定床生物膜反应器,研究了SND过程中污染物去除效果并检测了生物膜功能菌群的变化情况.结果表明,在微气泡曝气固定床生物膜反应器内可以实现同步硝化反硝化,通过提高进水COD负荷和C∶N比,降低溶解氧(DO)浓度,同时增加填料床层孔隙率,可以改善SND效果.当进水COD负荷和总氮(TN)负荷为0.86 kg·(m3·d)-1和0.10 kg·(m3·d)-1,且填料床层孔隙率为81%时,COD和TN的去除率分别为97.6%和70.2%,实现了COD和TN的同步高效去除;同时,微气泡曝气对氧传质的强化作用使得氧利用率高达91.8%.此外,生物膜活性和硝化及反硝化功能菌群的变化,与反应器COD、氨氮和TN去除能力的变化基本一致.     

SDS对生物滴滤器处理正己烷气体及生物膜分泌物组成的影响

利用两套相同实验室规模的生物滴滤器(Biotrickling filters,BTFs)(BTF1对照组和BTF2添加表面活性剂SDS)进行表面活性剂SDS强化正己烷生物降解实验,对比分析了正己烷在3种表面活性剂SDS、Tween20和Triton X-100中的分配系数(K),并在正己烷进口负荷为72 g·m-3·h-1的条件下探讨了SDS添加量对生物滴滤器性能和不同填料层生物膜分泌物组成的影响.结果表明,正己烷在3种表面活性剂中的分配系数要远低于其在水中的分配系数,且在SDS中的分配系数最低.由于SDS的添加能促进正己烷在水中的溶解度,SDS浓度在158.6mg·L~(-1)时,正己烷的去除率从50%(BTF1)增加到70%(BTF2),相应的去除能力达到50.4 g·m-3·h-1.但作为碳源,高浓度SDS与正己烷之间存在竞争作用,当SDS浓度为475.8 mg·L~(-1)和793.0 mg·L~(-1)时,BTF2对正己烷的去除性能低于BTF1的.BTF1第2层填料上生物膜分泌的蛋白质和多糖含量要高于其它几层填料,而当BTF2中SDS浓度在158.6 mg·L~(-1)时,第2层填料上生物膜分泌的蛋白质含量和多糖均高于BTF1中第2层填料.