陶瓷球填料生物膜滴滤塔挂膜启动工艺及对甲苯废气的净化性能实验研究

对陶瓷球填料生物膜滴滤塔挂膜启动工艺以及挂膜后的净化性能进行了实验研究 .实验结果表明 ,挂膜过程主要由成膜期、生长期和稳定期 3个过程组成 .在挂膜期间循环液吸光度、填料床压力损失、滴滤塔降解量以及气相进出口温差的变化规律基本相同 ,这几个参数可以作为衡量挂膜完成的综合评价指标 .在挂膜初期 ,进口甲苯浓度和循环液吸光度对挂膜有很大影响 .在实验工况范围内 ,滴滤塔净化效率随着气体流量和液体流量的增大而降低 ,而进口甲苯浓度较小时 ,其对降解效率的影响较小     

生物滴滤塔处理制革恶臭气体微生物特性研究

在生物滴滤塔处理制革恶臭气体中,采用SBR法对活性污泥进行驯化,考查生物滴滤塔处理制革恶臭气体中微生物的特性。研究了微生物对氨氮和硫化物的去除效率以及驯化过程中污泥容积指数(SVI)的变化,并对挂膜后填料表面的微生物相进行扫描电镜观察。结果表明:经过19 d的驯化,微生物对氨氮和硫化物的去除率分别可以达到98.29%和94.16%,驯化期间污泥容积指数均保持在正常的范围之中。挂膜14 d的扫描电镜显示,填料表面有均匀的生物膜分布,说明微生物在填料上已经挂膜成功,驯化的微生物可以达到去除制革恶臭气体的要求。     

生物滴滤塔净化含低浓度苯乙烯废气的研究

利用菌丝体热解炭作为填料,采用两座相同实验室规模的生物滴滤塔,分别填装热解炭-木屑混合填料和木屑单一填料,并联操作,进行微生物净化含苯乙烯废气的实验,研究并对比了两座生物滴滤塔的净化性能.结果表明,由于热解炭具有比表面积大、孔隙率高等特点,热解炭-木屑混合作为生物滴滤塔填料,比单一的木屑填料挂膜速度快,净化效果好,停运恢复能力强.适宜操作条件为:入口气体浓度50～ 450mg·m-3,停留时间21.6～43.2 s,气液比110.7 ～55.3,净化效率92％ ～ 100％,最大去除负荷可达153.1 g·m-3· h-1.整个实验过程中,系统的压降始终维持在0～255 Pa,动力消耗小.研究发现,循环液中氨氮(NH4+-N)浓度只需能够保证微生物正常的生命活动即可,不宜过量或不足.生物滴滤塔循环液的紫外吸光度(UV254)与苯乙烯去除率具有一定的相关性,可通过测定循环液UV254,了解生物滴滤塔的运行状况.     

厌氧生物滴滤法脱除冷煤气中硫化氢的研究

水煤气中硫化氢在燃烧时会转变成二氧化硫,对环境产生污染。文章采用厌氧生物滴滤塔法对冷煤气进行脱硫处理。因煤气对氧的严格限制,通过设计生物滴滤塔,经挂膜驯化后在厌氧条件下对浓度在1~5 g/m3左右的硫化氢进行脱除处理,考察滴滤塔运行条件对脱除效果的影响。结果表明,生物挂膜25 d后,生物滴滤塔达到稳定,喷淋液pH值为2.23,ORP值为283 mV,溶解氧为0.4 mg/L,对溶液中硫离子氧化效率达到94%。滴滤塔在液气比0.15,空塔气速0.088 m/s,pH值5.0~7.0,填料高度为82 cm,塔温为25~30℃左右时,达到较优的运行条件,此时该滴滤塔对以CO、CO2、H2和1 940 mg/m3H2S组成的模拟水煤气的脱硫效率达91.2%。     

苯乙烯生物滴滤塔生物膜填料的细菌数量分布

采用培养驯化污泥菌种、陶粒、循环液装置等构建三个生物滴滤塔。测定不同苯乙烯负荷生物滴滤塔装置不同高度生物膜填料的细菌数量分布,认识苯乙烯浓度对填料细菌数量分布的影响。结果表明,生物膜填料柱细菌数量分布依赖于入口气体苯乙烯浓度和停留时间,在低入口气体苯乙烯浓度(Cin<500mg/m3)时细菌数在柱子底部达到最大值而沿柱子自下而上逐渐降低,受气体停留时间的影响不大;当入口气体苯乙烯浓度Cin=800mg/m3时细菌数在整个柱子上的分布变得相对均匀;而当入口气体苯乙烯浓度超过阈限值Cin=1200mg/m3时细菌分布行为出现了和Cin<500mg/m3时相反的情况,细菌数在柱子顶部达到最大值而沿柱子自上而下逐渐降低。     

生物滴滤塔反硝化净化NO 废气的启动

采用低浓度NO 废气作为气相氮源、硝酸钠作为液相氮源,在序批式活性污泥法反应器(SBR)中的NO 反硝化菌驯化成熟的基础上,研究了生物滴滤塔的启动过程.结果表明,在室温、NO 进气浓度(160mg/m³)、停留时间(EBRT)113s 的条件下,接种驯化成熟种污泥的生物滴滤塔在9d 内完成挂膜.硝酸盐是影响驯化过程中NO 净化效果和N2O 产生量的重要因素,添加适量硝酸盐有助于NO 反硝化菌的正常生长,提高NO 净化效率;但硝酸盐过多时会导致中间产物N₂O 的累积.在滴滤塔挂膜启动期间,循环液吸光度、填料层压力损失与NO 净化效率呈正相关性,可作为衡量生物滴滤塔挂膜启动完成的重要指标.     

生物膜填料塔净化低浓度甲苯废气研究

通过改变甲苯气体人口浓度、气体流量、液体流量、操作方式，研究菌种接种挂膜的生物膜填料塔对低浓度甲苯气体的净化性能。其目的是为生物化学法净化低浓度有机废气的工业应用提供依据。     

生物过滤塔和生物滴滤塔净化α-蒎烯性能比较

分别采用以木屑/泥炭为填料的生物过滤塔(BF)和以聚氨酯小球为填料的生物滴滤塔(BTF)净化α-蒎烯废气,比较两者的挂膜时间及对α-蒎烯的降解性能.结果表明,采用气液相联合方法,过滤塔和滴滤塔分别在21d和27d内完成挂膜;扫描电镜观察表明,填料上生物膜菌群生长良好,优势菌为杆菌和球菌.在α-蒎烯进口浓度80～2200mg.m-3、空床停留时间(EBRT)29～102s条件下,两者对α-蒎烯均有较好的去除效果,过滤塔与滴滤塔的最大去除负荷分别为50g.m-.3h-1和43g.m-.3h-1;滤塔中CO2生成量与α-蒎烯降解量之间呈线性关系,通过线性拟合得出过滤塔与滴滤塔的α-蒎烯矿化率分别为74%与68%,滤塔中减少的α-蒎烯主要被微生物利用而去除.菌落数(CFU)分析表明,在挂膜阶段滤塔微生物数量增长明显,稳定运行阶段菌落数随着EBRT的延长而增加,在EBRT102s条件下单位反应器空间内过滤塔和滴滤塔菌落数分别为5.52×1014cfu.m-3和1.84×1014cfu.m-3.     

生物滴滤塔降解甲苯废气长期运行生物膜相特性研究

分析生物滴滤(BTF)长期运行过程生物量积累和分布规律、生物膜相特性变化,旨在探讨生物膜相特性变化与体系运行性能恶化的相关作用效应.结果表明,生物滴滤塔运行130 d后呈现出降解性能恶化的趋势,生物膜厚度和床层压降逐渐增加,且生物膜呈现出非均匀性分布,填料层上、下半段孔隙率已从启动期的85%和82%分别降低至65%和40%,表征生物膜平均代谢活性的AWCD值也明显降低,表明生物膜出现老化现象.生物膜胞外多聚物(EPS)总分泌量和蛋白质含量运行后期分别约为前期的2倍.蛋白质与多糖比值(PN/PS)逐渐从0.3增至0.95;生物膜表面疏水性与PN/PS值呈正相关,也相应从33%增为73%;EPS的平均分子量呈现减小的趋势;FTIR分析结果进一步表明,EPS的主要化学成分发生了变化.EPS分泌量和主要成分的变化可能是导致反应体系运行性能恶化的本质原因之一.上述结果可为从本质上解决生物滴滤体系长期运行面临的填料层堵塞和运行性能恶化等共性技术难题奠定基础.     

甲苯废气的生物膜法净化处理研究

采用国内现有微生物菌种挂膜接种的生物膜填料塔净化低浓度有机废气是可行的。初步实验研究结果表明,增加口气体甲苯浓度和气体流量,同时减小循环液体喷淋量,可使甲苯的生经去除量增大,每Ｌ体积的生物膜填料对甲苯的生化去除量最大可达１５７．１３ｍｇ／ｈ。     

生物滴滤器中水分对憎水性气态污染物净化性能的影响

通过改变稳定工况下的液气比和测定风干过程中滴滤床净化和阻力性能变化,研究了水分对气体生物滴滤器(BTF)净化甲苯性能的影响,结果表明,生物滴滤器净化憎水性挥发性有机物的性能受滤床水分影响较大,与通常气液吸收过程不同,憎水性气体挥发性有机物的生物滴滤过程存在达到最佳净化效果的液气比,风干过程实验表明,滴滤器中水分含量太高,会影响憎水性污染物和氧气等在气相与生物相之间的传质过程;但水分太低又会影响滴滤器内生物相的活性,对生物滴滤器净化憎水性挥发性有机物而言,存在最适滤床水分,可通过监测设备压降来控制滴滤塔内水分。     

起伏地形清管过程中管内流动状态研究

目的以中原丘陵地带某天然气管道清管过程为依据,针对起伏地形清管过程中的管内流动状态变化,明确天然气清管过程中的管内流型变化,并根据积液量提出清管时间。方法通过OLGA软件揭示清管过程中管内流动参数的变化过程,并提出相应的清管周期。结果清管器在上行过程中会导致入口处的压力和温度略有增大,而越过高点时,速度迅速增大,引起入口压力和温度迅速下降,当达到最低点时,清管器前积液量达到最大值。同时出口处出液速率与清管器运行时间呈幂指数增大,通过积分可得出总出液量为333m~3,与实际结果相吻合。对于天然气管线来说,对管内积液量影响最大的因素为气相流速,其次为起伏角度,最后为液相流速。结论由于清管后天然气稳定运行60天后管内积液量达到最大值,因此建议在20天积液量为100 m~3时进行清管,同时设计末端容器体积裕量为1.2。     

生物滴滤床降解有机废气净化效率的理论模型

将生物膜滴滤塔内的多孔填料简化为壁面覆盖有生物膜的平行平板通道,建立了一个净化低浓度有机废气的理论模型.该模型首先运用两相流理论获得了通道内液膜厚度,然后通过污染物在气相、液相的质量组分方程,结合生物膜内的传质与不考虑氧限制的生化反应动力学方程,获得了污染物在液相和生物膜中浓度分布的近似分析解,最终得到污染物在气相中沿塔高的浓度分布及废气净化效率.模型的理论预测值与生物膜滴滤塔净化低浓度甲苯废气的实验结果基本吻合.     

垃圾填埋场抽气竖井周边气体运移规律研究

通过建立填埋场抽气竖井周边气体轴对称稳态运移模型,分析了单层和分层垃圾体中气压力分布,并提出“降压百分比”的概念用于判定抽气影响范围,研究了垃圾产气率、气体渗透率、覆盖层厚度、覆盖层气体渗透率、抽气井深度和抽气负压对抽气影响范围和抽气量的影响,获得了竖井深度和井间距的确定方法.分析结果表明,抽气井的降压作用明显,抽气井深度和抽气负压越大,则抽气影响范围和抽气量越大.覆盖层厚度增加或其渗透率降低有助于扩大抽气影响范围和提高抽气量.抽气影响范围随气体渗透率的增加而增大,但随垃圾产气率的增加而减少;抽气量则随气体渗透率和产气率的增大而增加.抽气井深度是控制抽气影响范围的关键参数,建议竖井深度取垃圾填埋厚度的65％～75％,井间距取1.5～2.5倍竖井深度.     

空气过滤中气体流速对滤饼的影响

研究了过滤风速对滤饼空隙率的影响,同时研究了反吹风速与滤饼残余阻力的关系,并进一步探讨了滤饼与滤料附着力的计算。结果表明:过滤速度的增加会导致滤饼层阻力增加和空隙率的减少,过滤速度的增加会导致滤饼层残余阻力的增加,利用反吹风速与压力损失的变化关系,可以估算得到粉尘与滤料的附着力。     

基于表面活性剂的斜板洗涤器脱除憎水颗粒研究

选取十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)配制成4种单一表面活性剂洗涤液,采用新型斜板洗涤器对憎水性炭粉进行湿法除尘实验,探讨表面活性剂种类、入口含尘浓度、空塔气速和液气比(L/G)等参数对除尘效率(η)和压降(ΔP)的影响,评价斜板洗涤器的脱水性能.结果表明,新型斜板洗涤器除尘效率高,压降小,脱水性能良好;4种表面活性剂均能较大程度提高除尘效率,其中AEO-9的脱除效果最佳;当AEO-9浓度为0.07mmol/L,入口含尘浓度为5g/m3,L/G为1.0L/m3,空塔气速为2.5m/s时,除尘效率高达99.99%;入口含尘浓度对ΔP的影响较小,L/G和空塔气速对ΔP影响较明显;实验范围内出口含湿量小于11g/kg(干).     

新型聚乙烯填料生物滴滤床净化硫化氢气体的启动研究

研究了新型高密度聚乙烯改良型拉西环填料生物滴滤床净化硫化氢气体的启动过程,重点比较了启动过程中不同的挂膜方式对启动时间及效能的影响.结果表明,采用液相连续流强化挂膜法成膜时间短,在环境温度20～28℃时7 d可以挂膜成功.在启动过程中,随着工艺参数的突然改变(GRT缩短)和入口浓度波动,液相连续流强化挂膜后反应器的硫化氢去除率更稳定.在进气浓度最高为343 mg/m³时硫化氢去除率稳定在95%以上.试验过程中还发现,将SO₄^2-浓度作为活性污泥驯化完成的监测指标、液相S^2-去除率作为挂膜完成的监测指标更合理.启动结束后,通过2种途径减去喷淋液中的碳源并未影响硫化氢的去除率,这进一步表明生物滴滤床中硫化氢的净化主要由自养菌完成.     

地下水曝气技术气流模拟实验研究

利用三维模拟槽研究了地下水曝气技术(AS)使用过程中,含水层介质粒径、曝气压力与影响半径(ROI)、气体流量、气流流型之间的关系.结果表明:曝气过程中ROI随曝气压力的上升而增大;气流质量流量随曝气压力的增加而增大,压力较大时二者呈线性关系;气流流型由介质粒径决定,与曝气压力无关.介质粒径为1~2mm时气流呈倒圆锥形,介质粒径为4~8mm时气流呈抛物线形.     

新型聚乙烯填料生物滴滤床净化硫化氢气体运行特性

研究高密度聚乙烯改良型拉西环填料按其不同规格分层填充后生物滴滤床去除硫化氢气体的运行特性.126d的长期运行试验结果表明,该反应器具有压降低、负荷沿塔高分布均匀的显著优点.在去除率90%时,气体停留时间最短为12s,入口负荷最大为110g/(m3·h),反应器最大去除负荷为84g/(m3·h).底层去除比率在37%～55%之间,负荷在2层填料间分布均匀.整个长期运行期间反应器压降一直低于280Pa/m,反冲周期大于2个月,长期运行底层未发生生物量积累,稳定运行时压降的变化可以作为反应器反冲的监控指标.故障恢复试验表明,反应器在停止供应气相基质6d后,去除率恢复到95%仅需1d,喷淋液pH的剧烈变化对于反应器具有明显的不良影响.