生物滴滤池处理二氯甲烷废气研究

 在f50750mm装有聚丙烯散堆填料的生物滴滤池内进行二氯甲烷废气处理可行性研究.由工厂活性污泥经驯化培养得到的菌种在此填料上挂膜约需30d.空塔气速、进口浓度对二氯甲烷的去除率有较大影响.当二氯甲烷进口浓度为0.70～3.12g/m³、空塔气速为30.6～122.4m/h时,二氯甲烷的去除率为45.1%～99.1%.滴滤池中的酸性环境对二氯甲烷的降解有影响.     

板式生物滴滤塔高效净化硫化氢废气的研究

采用营养液分层喷淋、pH分别在线控制(pH 2.5、 4.5、 6.5)的板式生物滴滤塔(plate type-biotrickling filter, PTBTF)净化H₂S废气,考察PTBTF于挂膜启动及稳定运行阶段对H₂S的降解性能.结果表明,PTBTF系统在14 d内即完成挂膜,对浓度为188.6mg·m^-3的H₂S去除率达到100%;在进口浓度100～1000mg·m^-3、空床停留时间(EBRT)28～4 s的条件下,H₂S的去除率可达到99%以上;当H₂S去除率≥90%时, PTBTF系统的最大去除负荷随EBRT(3.3～6 s)的增加而增大,EBRT 6 s的最大去除负荷达到1019.0g·(m³·h)^-1;上、中、下3层填料对H₂S的去除负荷随进口H₂S负荷的波动呈显著变化;通过荧光染色观察填料上的细胞数,发现在挂膜阶段微生物数量增长明显,第125 d上层、中层和下层填料上的菌落数(以干填料计)分别达到了1.29×10⁷、 5.47×10⁸和1.07×10⁹个·g^-1;采用扫描电镜观察填料表面的生物膜,可见上填料层和下填料层的优势菌分别为杆菌和丝状菌;利用变性梯度凝胶电泳初步揭示了系统运行过程中生物群落的演替规律;通过对产物的分析,确定该PTBTF系统降解H₂S后主要产生SO^2-₄和单质硫.     

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     

生物滤池处理二甲苯废气研究

探讨了以阶梯环和鲍尔环为填料的生物滴滤池对含低浓度二甲苯废气的处理效果、过程及影响因素。实验研究表明:在实验温度为20～30℃,进气中二甲苯浓度200～800mg/m3,容积负荷6.2～24.7mg/L·h,停留时间117s,投配液量40L/h,生物滴滤池对二甲苯的去除效率在74%～100%。负荷、停留时间和进气浓度是影响二甲苯去除效率的重要因素。     

生物膜填料塔净化甲醛有机废气实验初探

在综述目前国内外净化甲醛有机废气方法的基础上 ,着重对生物膜填料塔净化甲醛有机废气进行了研究。初步实验研究结果表明 ,在入口气体甲醛浓度为 5～2 5mg/m3、气体流量为 0 .1 0～ 0 .6 0 m3/h、循环液体喷淋量为 1 0～ 4 0 L /h的实验范围内 ,生物膜填料塔对气体中甲醛的净化效率可达到 75%左右。这表明采用国内现有微生物菌种挂膜的生物膜填料塔净化有机废气是可行的。     

生物法处理高浓度H2S废气的现场试验

生物法处理废气的现场中试研究可为工业放大装置的设计和运行提供依据.采用规模为18 m³/h的中试装置现场处理某制药厂污水站含H₂S浓度238.2～891.5 mg/m³的废气,研究对比了生物滤床(BF)和生物滴滤床(BTF)2种工艺对废气中H₂S的去除效果和运行情况.试验表明,当气体空床停留时间(EBRT)为28 s时,在上述浓度范围内,BF和BTF均可几乎完全去除废气中的H2S,且运行稳定;BF的去除率随进口浓度的增加而减小,当EBRT为15 s,进口浓度从243.6 mg/m³增加到584.1 mg/m3时,去除率从95.2%下降到86.3%;BTF的去除率受进口浓度变化的影响较小,当EBRT为9 s时,在试验的浓度范围内,去除率达95%以上;BF和BTF的最大去除负荷分别为138 g/(m³.h)和205 g/(m³·h).床内生物膜中的菌落分析表明,BTF和BF填料表面的微生物都以细菌为主,但前者微生物生长密度高于后者.因此,综合考虑去除性能和运行控制等因素,工业放大装置宜采用BTF工艺.     

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.     

3种填料A.ferrooxidans挂膜效果及对模拟酸性矿山废水中Fe2+生物矿化能力比较

氧化亚铁硫杆菌（A.ferrooxidans）介导的生物矿化方法可促使酸性矿山废水（Acid Mine Drainage,AMD）中Fe离子向次生铁矿物转变. 采用固定化的方式来提高A.ferrooxidans密度有助于强化Fe²⁺的生物矿化能力.选取流化床19孔填料、弹性填料、悬浮球填料作为挂膜对象, 通过多批次的连续培养来考察3种填料的A.ferrooxidans挂膜能力及稳定挂膜所需周期,继而比较3种挂膜填料对模拟AMD中Fe²⁺的生物矿化能力,并估算A.ferrooxidans有效生物量.结果表明,3种填料（5.00 g）的A.ferrooxidans挂膜能力依次为弹性填料（1.76 g）＞流化床19孔填料（0.90 g）＞悬浮球填料（0.78 g）（干重）,且挂膜启动至稳定状态至少需要4批次.X射线衍射分析（X-ray diffraction,XRD）表明,3种填料表面 含矿生物膜均为施氏矿物和黄钾铁矾的混合物.以游离态A.ferrooxidans的Fe²⁺氧化速率作为参比,估算出流化床19孔填料、弹性填料、悬浮球填料生物膜中A.ferrooxidans有效生物量依次为1.67×10⁸、8.52×10⁸、1.92×10⁸ cells·g^-1 （干基）.研究还发现,等同Fe²⁺生物氧化速率下, A.ferrooxidans挂膜填料比游离态A.ferrooxidans具有更强的AMD矿化驱动能力.     

自养型生物过滤器硝化氧化一氧化氮

采用一种新的工程材料多孔碳作为填料,在3个φ50.8mm填充着不同孔径多孔碳和驯化培养好的自养型亚硝酸盐硝化菌的生物过滤器中,进行了净化气体中NO的探索性研究.实验采用亚硝酸盐为唯一氮源,在多孔碳的表面培养生物膜,采用超声波气溶胶发生器来维持过滤器内的湿度并保持多孔碳表面液膜的厚度较小.液相硝化试验用来比较3种不同孔径的多孔碳之间硝化性能的潜力和差异结果表明,在亚氮(NO₂^--N)进口负荷约200～800g/(L·min)的范围内.24孔/cm(Pores Per Centimeter,PPC)多孔碳过滤器的硝化速率最大,达到94%～98%;8PPC和18PPC多孔碳过滤器的硝化速率分别达到15%～21%和30%～40%.气相试验表明,在NO空床停留时间3.5min、进口浓度66.97～267.86mg/m³的范围内,24PPC多孔碳过滤器对NO的去除效率为41%～52%左右,表明了该自养硝化系统在NO废气治理中的应用潜力.     

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.     

代谢产物积累对二氯甲烷生物降解的影响

研究了代谢调节产物(NaCl)浓度积累对生物法降解二氯甲烷效率的影响。试验表明,一定浓度的NaCl对二氯甲烷降解菌(GD11)的生长有不同程度的抑制作用。摇瓶试验中NaCl对二氯甲烷降解菌的抑制浓度为35.1g/L;当空塔气速91.7m/h、二氯甲烷进口浓度2.02g/m3、温度28.5℃、循环液流量0.06m3/h、pH值6.5～7.5时,生物滴滤塔中NaCl对二氯甲烷降解菌的抑制浓度为23.4g/L,两者相比有一定差异。NaCl浓度对生物膜的厚度有一定影响,这从侧面反映了NaCl浓度对微生物活性的影响。     

工业废气中甲苯的生物降解研究

采用生物膜填料塔进行净化低浓度甲苯废气的研究结果表明，构成生物膜的假单胞菌属中的短杆菌对废气中甲苯有很强的生化降解能力，每升体积的生物膜填料对甲苯的生化去除量最大可达１０４．４ｍｇ／ｈ，且当入口气体甲苯浓度约低于２．０ｍｇ／Ｌ时，单塔净化效率可保持在８０％以上。反应级数的转换约在其液相浓度为０．８—１．２ｍｇ／Ｌ（相当于气相浓度约１．７—２．１ｍｇ／Ｌ）时发生。     

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。     

生物滴滤塔净化低浓度苯乙烯废气的研究

在生物滴滤塔中进行低浓度苯乙烯废气的生物净化实验,建立动力学模型,测定苯乙烯实验数据并定性定量检测生物膜微种群。当进口气体浓度为200～1000mg/m3、气体流量0.2～0.25 L/h、液体喷淋量10×10-3～12×10-3m3/h、停留时间50～65s、循环液体pH6.5～7.5时,净化效率为90%～99%。动力学模型的模拟计算值与实验值之间有很好的相关性,相关系数R为0.96～0.99。湿润生物膜微群落的优势菌种群包括恶臭假单胞菌、梭形芽胞杆菌、罗非氏不动杆菌等。恶臭假单胞菌的最大活菌数为5.5×107CFU/g,并随生物滴滤塔运行时间延长有减少趋势。     

生物滴滤塔净化氯代烃混合废气的研究

应用生物滴滤塔进行了二氯甲烷和1,2-二氯乙烷混合废气净化的研究,使用制药厂活性污泥挂膜,35 d后挂膜完成,对二者的去除率可分别维持在80%和75%以上.对二氯甲烷和1,2-二氯乙烷的最大去除负荷分别为13 g·(m3·h)-1和10g·(m3·h)-1.CO2的产生负荷与混合废气的去除负荷呈线性关系,生物滴滤塔对混合废气的矿化率维持在61.2%.对混合废气中二氯甲烷和二氯乙烷相互作用考察发现两者存在一定的抑制作用,同时考察了反应器运行过程中生物量的变化情况.     

BF和BTF工艺去除DCM性能比较

分别以营养型缓释填料的生物过滤塔(BF)和聚氨酯小球为填料的生物滴滤塔(BTF)去除二氯甲烷(DCM)模拟废气.结果表明,采用"专属菌+综合菌"挂膜方式,BTF和BF分别在25 d和22 d内完成快速挂膜.扫描电镜结果表明,BF填料表面的菌落结构较为疏松、生物膜较薄,BTF填料表面的菌落结构致密、生物膜较厚.在DCM进口浓度100~1 500 mg·m-3、停留时间25~85 s条件下,BTF和BF对DCM均有较好的去除效果,最大去除负荷分别为22.61 g·(m3·h)-1和29.05g·(m3·h)-1.滤塔中CO2生产量与DCM降解量呈线性关系,经拟合得出BTF和BF的矿化率分别为70.4%和66.8%,且BTF矿化程度好于BF,表明滤塔内减少的DCM主要是被微生物利用降解.滤塔内DCM的降解动力学行为符合Michaelis-Menten模型,BTF和BF单位体积最大降解速率r max分别为22.779 0 g·(m3·h)-1和28.571 4 g·(m3·h)-1,气相饱和常数K s分别为0.141 2 g·m-3和0.148 6 g·m-3.     

生物膜净化含苯废气的性能研究

在生物法净化废气装置中生物膜是设备的主体和关键．研究以净化含苯废气的生物滴滤塔为对象,采用静态反应器对塔内生物膜的净化性能进行研究,探索其过程机理,为生物滴滤器的优化提供技术支持．结果表明,在生物滴滤器中单位体积生物膜的呼吸速率和苯去除速率都沿气流方向逐渐减小,但单位质量生物膜的苯去除速率却是塔中部高两边低．研究发现,当生物膜经过3d的闲置后,苯的消除能力提高了70％左右,但闲置时间超过5d后,生物净化性能开始下降．综合实验结果,推测在生物膜中同时存在苯的生物降解过程和生物储备能源的合成过程,在苯浓度越高的地方储备能源的量也越多,储备能源的存在降低了生物膜的净化能力但增强了生物膜的稳定性．     

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.     

复合凹凸棒滤料生物滤池处理微污染原水研究

采用复合凹凸棒滤料部分替代石英砂滤料,利用复合凹凸棒滤料良好的吸附和生物挂膜性能对普通滤池进行生物强化。试验研究表明：在滤速6ndh时,复合凹凸棒生物过滤对COD№去除率为32．6％～42．1％,对NH2-N去除率为75．7％。87．8％．对NO2--N去除率为84．2％～92-4％。反冲洗对滤料表面附着的生物膜影响较小,在冲洗1—2h后能够恢复到冲洗前的水平。复合凹凸棒滤料生物滤池处理工艺不需增加新构筑物,适用于以微污染原水为水源的老水厂升级改造和新水厂建设．     

滴滤塔气液流动与微生物膜分布的相互影响

生物膜滴滤塔性能受多孔填料、生物膜和气液两相流体流动特性的共同影响,传质过程复杂,流体流动强烈地影响生物滴滤塔生物膜的形成和分布,同时生物膜在滴滤塔中的分布反过来影响填料层内气液两相流体流动。实验研究了生物滴滤塔挂膜前后填料层的孔隙率和不同气、液流量下压强降的变化,结果表明:滴滤塔内生物膜分布不均匀,填料层孔隙率随填料层高度增加而增加,填料层中下部,孔隙率低,生物量最大,填料层顶部,孔隙率与挂膜前相等,无生物膜生长;挂膜前气体流量对填料层压强降影响较液体流量影响大,挂膜后液体流量对填料层压强降影响较气体流量影响大;同时微生物挂膜成功后填料层气体压强降远大于挂膜前压强降。