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。     

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%.     

生物滴滤塔处理正丁醇废气的研究

实验分别采用清水吸收法和生物滴滤法处理模拟正丁醇废气,结果表明,在实验工况条件下,清水吸收的净化效率随进口浓度的增加而增加,净化效率可达99%,最佳液气比为2.1L/m3;生物滴滤塔的净化效率随着进气流量、液体流量和进气浓度的增加而降低,当进气流量<1.0m3/h时,其对降解效率的影响较小。     

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.     

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.     

恶臭假单胞菌生物滴滤塔净化甲苯废气的研究

在接近于工业化应用的非稳态条件下,采用恶臭假单胞菌为菌源接种生物滴滤塔,处理含甲苯废气.研究了滤塔的挂膜启动情况与稳定运行阶段抗负荷变化能力,并对滤塔内生物膜微观结构进行了观察分析.在停留时间为54 s和43.2 s,进气甲苯浓度为544～1 044 mg·m-3,环境温度为17～26 ℃的操作条件下,滤塔气体出口检测不到甲苯,最大体积去除负荷为105.35g·(m3·h)-1.结果表明,在非稳定条件下,以未经甲苯驯化筛选的恶臭假单胞菌作为菌源降解甲苯废气是可行的;稳定运行阶段滤塔具有较强的抗负荷变化能力,进气浓度与停留时间的变化不会引起处理性能的下降;通过控制营养液添加间隔可以较好地控制生物膜的快速增长;滤塔内微生物菌落发生了变化,大量微孔结构的存在证明了微孔的吸附是生物膜降解甲苯的重要前提.     

生物滴滤塔净化含硫混合废气

利用甲硫醚(DMS)降解菌Alcaligenes sp.SY1和丙硫醇(PT)降解菌Pseudomonas putida.S-1强化生物滴滤塔(BTF)处理DMS和PT的混合废气,研究了其挂膜启动及稳定运行阶段的降解性能,并考察了该系统同时去除H2S的能力.结果表明,BTF在DMS和PT进口浓度均为50 mg·m-3,EBRT为30 s的条件下,运行11 d即可完成挂膜启动,填料上的生物量明显增加,DMS、PT的去除率分别可达到90%和100%.系统稳定运行时,DMS和PT的最大去除负荷分别为8.7 g·(m~3·h)~(-1)和12.4 g·(m~3·h)~(-1),PT的去除效果更佳.DMS和PT混合废气在降解过程中,PT对DMS的降解有较明显的抑制作用,当PT进气浓度大于51 mg·m-3时,DMS的去除效率下降.BTF还能同时有效去除H2S,当混合废气中H2S浓度达到230 mg·m-3时,H2S去除率仍能高达98%,但是115 mg·m-3以上的H2S会对DMS的降解产生不利影响.     

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.     

生物法净化有机废气应注意的问题研究

气体生物净化的实质是污染物从气相向液相的传质、液相再向生物相的传质及生物降解的过程。若生物处理系统为微生物的生长和繁殖创造较好的环境,对废气污染物净化效率就较高。传质速率取决于气态污染物的性质及浓度,生物转化与微生物的活性和填料表面的物理性质等。技术开发主要强化传质和控制有利于转化的反应过程。本文着重论述生物净化法的类型、机理和工艺应用需注意的问题。     

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.     

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。     

转轮吸附法处理有机废气的研究

吸附转轮是一项应用于低浓度、高风量有机废气净化的处理技术,为优化转轮吸附关键工艺参数转速和吸附效率,以模拟甲苯废气为处理对象,采用蜂窝状改性13X分子筛(M-13X)为吸附剂,对比分析固定床和转轮两种吸附实验.结果表明,固定床实验信息可用于转轮吸附系统;依据吸附过程的热质平衡理论,综合废气特性(流速、温度、密度、污染物种类和浓度等)、吸附剂特性(热熔、吸附热、饱和吸附量等)及吸附床结构(床层厚度和密度、吸附区比例等)参数,推导了吸附转轮最佳转速(n opt)及周期去除效率(ηcycle)的数值计算,经与M-13X吸附转轮净化甲苯废气实验数据作比较,验证了所推导数值计算的可靠性.研究结果可为转轮吸附处理有机废气工程的设计和运行控制提供依据.     

高浓度有机废气生物处理研究

对生物滴滤器处理低流量、高浓度有机废气进行了研究。考察了高浓度下的有机废气净化。研究表明,正常运行情况下生物滴滤器对高浓度有机废气具有良好的净化效果,不同的污染物在相同的填料高度下具有一定的处理效率,且在一定的填料段内生化去除速率基本稳定,整个填料塔存在最大生化去除速率。     

废气降解菌分离及其与影响因素函数关系研究

文章介绍了一株芳香族废气降解菌的筛选过程,以及应用于生物反应器时各因素对甲苯降解的影响。塔式生物滤池是一种高效的废气净化装置,但其对污染物的降解性能受菌种性能、气体流量、液体流量、污染物性质及其量、pH值等条件的共同影响,重点研究了各种影响因素对芳香族废气降解的影响。     

活性污泥法处理甲苯废气吸收液的研究

以甲苯废气吸收液为研究对象,利用活性污泥法降解吸收液中的污染物,研究了吸收液与生活污水混合比,重点分析了反应体系降解中污染物COD、SS、SCOP和甲苯的浓度变化。实验结果表明,当吸收液与生活污水体积比为5:95,曝气量5L/min,连续曝气4h的条件下,COD、SS、SCOP和甲苯的去除率达到77.18%、94.59%、100%和89.47%,甲苯的好氧降解符合准一级动力学方程。     

复合吸收技术净化复杂工业有机废气

以低浓度、大风量、含无机物、尘粒和油分等成分的复杂工业有机废气为对象,进行复合吸收净化技术的研究,从吸收机制初步探索,对净化设备、工艺流程及工程应用分别进行了探讨.分别以3种不同的表面活性剂溶液为复合吸收剂,考察其处理含甲苯和醋酸丁酯废气的净化效果,结果表明降低复合吸收剂的表面张力,有利于甲苯和醋酸丁酯的去除率.针对复杂工业有机废气,开发高效吸收设备,集合了水膜、旋流板和填料3种吸收净化装置的优点于一体,具有结构简单、体积小、防堵塞及多级高效吸收传质的优势.工艺流程以吸收技术为主,整合了加热吹脱、燃烧和厌氧等工艺,最终使废气和吸收尾液达标排放.该技术已在制造、喷涂等多家企业的工程上应用.     

生物法治理污水处理场恶臭废气技术探讨

介绍了生物法治理污水处理场恶臭废气的工艺流程、基本原理,分析了对恶臭废气中有机污染物的去除效果,提出了需改进的问题。     

生物膜法净化甲苯二甲苯混合废气的研究

在生物滴滤器中对低质量浓度甲苯、二甲苯混合废气的净化性能进行试验研究。结果表明:甲苯、二甲苯的净化率均随入口浓度增加而降低,同样条件下二甲苯净化率明显低于甲苯;单负荷进气且气体流量为200L/h时,甲苯最大生化降解量为79.5g/(m3.h),二甲苯最大生化降解量为47.5g/(m3.h);多负荷进气由于竞争抑制作用导致两者净化程度均有所降低。维持甲苯、二甲苯质量浓度不变,两种废气的净化率η均随气量的增加而减少;在气量为260L/h时,两种化合物生化降解量均达到最大值,适宜停留时间为119s。