用生物滴滤塔净化有机废气研究

化工制药行业往往会产生有机废气,严重污染环境、危害人类健康.废气的生物净化技术具有适用性强、运行费用低、无二次污染等优点.在化工制药公司建立了净化以甲苯为主要成分的有机废气的生物滴滤塔(BTF),废气量约为5 000 m3/h,有机废气的总质量浓度为140 ～ 250 mg/m3,甲苯的质量浓度为120 ～220 mg/m3.BTF经过21 d完成启动.在启动之后的调试期间,进口的有机废气的总质量浓度为164 ～ 236 mg/m3,进口的甲苯的质量浓度为137 ～196 mg/m3,BTF对有机废气的去除率保持在90％左右,对甲苯的去除率保持在87％左右,废气达标排放.     

生物滴滤塔净化甲基叔丁基醚废气的研究

应用生物滴滤塔处理甲基叔丁基醚废气,研究其挂膜启动及稳定运行阶段的降解性能,并考察了稳定期该系统的生物群落结构.结果表明,生物滴滤塔在停留时间为60 s,进气质量浓度为100 mg·m~(-3)的条件下,运行23 d后完成挂膜,填料上的生物量明显增加,去除率可维持在70%以上.反应器稳定运行时,去除负荷可达13.47 g·(m3·h)~(-1),矿化率可达68%;用Haldane模型拟合生物滴滤塔中去除负荷的变化趋势,获得理论ECmax为21.03 g·(m3·h)~(-1),KS为0.16 g·m~(-3),KI为0.99g·m~(-3).运用高通量测序技术分析生物膜中的微生物群落结构,发现其中优势菌属为Methylibium sp.和Blastocatella sp.,分别占11.33%和9.95%.     

生物滴滤塔净化多组分废气的研究

通过生物滴滤塔(biotrickling filter,BTF)净化硫化氢(H2S)、四氢呋喃(THF)、二氯甲烷(DCM)混合废气,研究其挂膜启动和稳定运行条件下的降解性能.结果表明,混合废气H2S、THF、DCM浓度分别为200、100和100 mg·m-3,空床停留时间(empty bed retention time,EBRT)50～20 s的条件下,H2S和THF的去除率分别能够维持在99%和60%左右,而DCM的去除率随EBRT的缩短从90%逐渐降低至37%左右.利用Michaelis-Menten动力学模型分析得到,理论降解效果为H2S>THF>DCM.     

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。     

SDS提高生物滴滤床净化氯苯废气的研究

以ACOF和陶粒作为生物滤床的填料,利用P.putida净化气相中的氯苯,并将十二烷基磺酸钠（SDS）添加于生物滴滤床的喷淋液中,研究其对滤床处理氯苯废气效果的影响.微生物静态培养结果表明,当培养基中SDS浓度大于35 mg/L时,对P.putida存在明显抑制作用.在喷淋液中添加25 mg/L的SDS,有助于缩短滤床的适应期,并提高稳态下滤床的性能.对于填料为ACOF的情况,喷淋液中的SDS最优添加浓度为25 mg/L,此时滤床的最大去除负荷为234.7 g/(m³·h).喷淋液中的SDS经过5 d的运行,会有18%～20%的损失,但对滤床的性能没有明显影响.     

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.     

生物滴滤法净化低浓度有机废气的实践研究

在工业快速发展之时,工业生产随之排放的废气也日益增加,其中废气污染物中所含的各种挥发性有机物(VOCS),严重污染空气,危害人体健康和生态环境。常规的处理方法为低温等离子与活性炭吸附处理,但是低温等离子净化设备使用时存在较大的安全风险,饱和后的活性炭的再生问题也较难解决,而生物滴滤法净化VOCS技术则是一种净化效率高,投资及运行成本低,符合安全和清洁生产原则的处理低浓度大风量VOCS气体的新型处理技术,具有广泛的工业应用前景。     

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.     

非稳态条件下生物滴滤塔净化甲苯废气的实验

在接近于工业应用的非稳定条件下,以陶粒为填料,恶臭假单胞菌为单一菌源,甲苯为目标污染物,对生物滴滤塔的抗负荷冲击与抗饥饿能力进行研究。结果表明,停留时间及进气污染负荷的瞬间变化不会造成滤塔处理性能明显下降,仅为7%左右,12h内基本恢复,最大去除能力为136.49g/(m3.h);碳源与氮源的突然中断以及短期的闲置,对滤塔处理性能的影响均较小;填料层中水分的含量是影响滤塔处理性能的一个重要因素。     

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.     

生物滴滤器去除挥发性有机物的影响因素

生物滴滤器用于处理挥发性有机物,有机物的去除效率受到许多因素的影响。总结和讨论了填料、营养液、进气等诸多因素对生物滴滤器性能的影响。这些讨论结果有助于在生物滴滤器实际应用中选择合适的设计和操作条件,从而达到更佳的处理效果。     

生物滴滤池净化二氯甲烷废气的实验研究

在φ50mm生物滴滤池内进行了二氯甲烷废气净化的实验研究.由工厂活性污泥经驯化培养得到菌种,进一步接种、在填料表面挂膜,接种和挂膜约需30d.滴滤池内装填聚丙烯散堆填料,废气和循环液在滴滤池内逆流操作,循环液pH值为7.0±0.5,温度维持在28.5±2℃的条件下,生物膜系统能较好地适应进口浓度的变化.在气体空床停留时间为15.7s、二氯甲烷进口浓度为0.7～3.12g/m³的范围内,去除效率为72.0%～99.1%.滴滤池中的酸性环境对二氯甲烷的降解具有明显抑制作用.     

生物滴滤器净化甲苯废气研究

为探索气态挥发性有机污染物（ＶＯＣｓ）高负荷生物滴滤器（ＢＴＦ）处理的可能性，采用筛选出的纤维附着活性载体材料，用经以甲苯为唯一碳源驯化而得的微生物菌种，进行了甲苯废气的净化实验。结果表明：采用ＡＣＯＦ的ＢＴＦ最大消除能力值可达２８０ｇ／ｍ＾２．ｈ。在甲七小于２８０ｇ／ｍ＾３．ｈ，停留时间１５．７ｓ的条件下，表观气速２３０ｍ／ｈ时间可保持９０％以上的净化效率。闲置恢复实验表明：数地的停运闲置对设备     

半经验生物滴滤器模型研究

生物滴滤(BTF)净化有机废气是一个复杂的过程,其数学模型往往形式繁琐、参数众多,实际应用比较困难.半经验生物滴滤模型是基于生物酶促反应基本原理(米-门方程),并在含苯废气的生物滴滤净化动态实验和生物膜静态实验等研究的基础上建立和完善的一个应用模型.为了符合生物滴滤器内的实际状况,在建模过程中引入了微生物质量浓度沿床层深度变化的函数等合理假设.模型的检验采用将静态实验所得参数代入模型计算,并与生物滴滤动态实验结果进行对比的方法.检验结果表明:在较宽的负荷、表观过滤气速范围内,该模型对滴滤器的模拟值均较符合实验值.该模型的数学形式简单,参数也较少,且主要参数,如生物膜最大净化速率,K值及微生物质量浓度分布等均可通过生物膜静态实验测得.      

有机垃圾处理机排放臭气的生物脱臭研究

文章利用生物滴滤塔对有机垃圾处理机排放的恶臭气体进行了脱臭研究。考察了生物滴滤塔的启动情况:装置启动7d后,NH_3排放浓度达到城市恶臭气体排放标准,11d后,H_2S排放浓度达到标准;在此基础上,研究了气体表面负荷、喷淋密度和pH值对净化效率的影响,发现实验条件下的适宜参数是:气体表面负荷≤300m~3/m~2·h,喷淋密度为0.1～0.2m~3/m~2·h,pH值维持在6.0～7.0。研究结果对于有机垃圾生物处理排放恶臭气体的净化具有一定的应用价值。     

苯系混合气体生物滴滤器非稳态工况性能

用以纤维附着活性炭(ACOF)和不锈钢丝网为载体材料的气体生物滴滤器(BTF)进行了净化TEX(甲苯、乙苯和二甲苯)混合气体的负荷冲击和闲置恢复运行.负荷冲击实验表明,在最大消除能力范围以内,污染负荷加倍后,起始阶段净化效率下降20%左右,但2d后就基本恢复原有效率.闲置恢复实验表明,8～12 h的停运闲置对设备的性能基本无影响;2d闲置停运后,恢复开机时性能下降20%左右,但在4～6h内便能恢复;29d的闲置对设备的性能影响较大,恢复开机时性能下降70%～80%,需10d左右的时间才能基本恢复.结果表明,采用ACOF和不锈钢丝网的BTF具较好的抗负荷变化及缓冲能力.     

低温等离子体-生物耦合系统对复合CVOCs的降解

采用低温等离子体-生物耦合系统降解氯苯和二氯乙烷混合气体,考察频率为10 000 Hz,能量密度(specific input energy,SIE)为6 111 J·L-1时进气浓度和气体流速对目标污染物降解的影响,并通过对产物与SIE之间关系以及生物滴滤塔中生物量和生物多样性的分析,更进一步揭示等离子-生物耦合系统的优势.结果表明,当SIE和气体流速一定时,增加初始浓度会降低混合气体的去除率;从经济效益考虑,气体流速宜采用0.71 L·min~(-1).经产物分析发现,在二氯乙烷和氯苯的浓度均为500 mg·m-3,气体流速为0.71 L·min~(-1)的条件下,二氧化碳的生成量以及选择性均随着SIE的增大而增大;在同样的条件下氯离子浓度随着SIE的增加而逐渐变大;生物滴滤塔中蛋白质含量随着反应器运行逐渐增加最后趋于稳定,下层的生物量高于上层;通过高通量测序分析,结果显示生物滴滤塔中的生物保有丰富的群落及物种多样性的特点.     

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.     

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。