堆肥生物过滤器净化苯、甲苯混合废气的实验研究

选取木块和多孔塑料为填料,选择苯为VOCs代表,研究堆肥生物过滤器对高低浓度的苯生物降解性能。实验结果表明,（1) 以木块和多孔塑料为填料的堆肥生物过滤器对高、低浓度苯净化效率呈现降低后升高,最后再降低的过程,对高低浓度甲苯均呈现缓慢升高后降低的过程,高浓度苯的最大净化效率为90.5%和97.7%,甲苯的最大净化效率为71.34%和66.45%;（2) 以多孔塑料为填料的堆肥生物过滤器对高浓度苯具有较好的抗冲击性和抗负荷性,以木块为填料的堆肥生物过滤器对高浓度甲苯有更好的净化效果;（3) 堆肥生物过滤器对高低浓度苯、甲苯的平均净化率为68%和56%以上,低浓度苯和甲苯的平均去除能力分别为0.122和0.012 g/（m³·h）,最大去除能力为0.148和0.015 g/（m³·h）,而高浓度苯和甲苯的平均去除能力为0.94和0.11 g/（m³·h）,最大去除能力为1.32和0.135 g/（m³·h）。     

管式生物过滤器去除乙苯废气

生物过滤由于其良好的成本效益和环境友好性已经成为控制挥发性有机化合物(VOCs)含量和气味气体排放的常规技术。营养物质的均匀分布、生物膜和介质床内的气体流是成就一个性能优良的生物过滤器至关重要的因素。而由本实验室开发的管式生物过滤器(TBFs)已被证明具备此优势。本实验的管式生物过滤器以聚氨酯海绵作为填料,研究在不同有机负荷、气体停留时间(EBCT)、进气量和表面活性剂等条件下乙苯废气的去除效率(RE)。实验同时记录了管式生物过滤器启动阶段的表现。初期使附着在填料上的微生物暴露在浓度为40 mg/m3的乙苯废气中40 d,此时的气体停留时间为15 s,使微生物慢慢适应并逐步降解乙苯废气;然后连续地控制管式生物过滤器的入口乙苯浓度为40、80、120和160 mg/m3,以使有机负荷逐步升高。结果表明,乙苯去除效率随着有机负荷的增大而逐步减小。当气体停留时间从15 s增加到30 s和60 s,而有机负荷控制在38.60 g/(m3·h)时,乙苯废气去除效率略微增加。此外,随着进气量的增大乙苯废气的最大平均去除效率有所下降而此时的降解容量增大,这个过程中乙苯进气浓度保持不变。结果还表明,在营养液中加入聚乙二醇辛基苯基醚这种表面活性剂可以提高乙苯废气的去除效率。     

生物转鼓过滤器反硝化净化NO的效率研究

采用自行研制的生物转鼓过滤器(RDB)反硝化净化NO。结果表明,在实验温度为25～30℃、pH为7.0～7.5、转鼓转速为1.0r/min、空床停留时间(EBRT)为86.40s、营养液用量为5.0L、营养液更换频率为0.2L/d的条件下,RDB在30d内完成挂膜;RDB稳定运行期间,当NO进气质量浓度为90～433mg/m3时,NO去除率维持在42.9%～85.2%,平均去除负荷为10.40g/(m3.h);转鼓转速决定了生物膜表面的更新速率和液膜厚度,当转速为0.5r/min时,NO去除率达到最大值(75.0%);将营养液用量控制在1.3～3.0L较为合理;EBRT是决定反硝化效率的重要因素,当EBRT为345.60s时,NO去除率不受其进气浓度的影响,且去除率高达95%以上,当EBRT为43.20s、NO进气质量浓度从98mg/m3增加到1095mg/m3时,NO去除率从62.5%下降到30.7%,当进气负荷为50.00g/(m3.h)时,NO去除负荷达到最大值(27.50g/(m3.h))。     

生物过滤塔处理实验室废气

研究了生物过滤塔处理实验室排放的模拟混合废气,考察了反应器对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮、乙酸乙酯和甲烷等废气的去除效果。运行结果表明,在设备稳定运行期间,进气中总挥发性有机物(TVOCs)的浓度为124～380 mg/m3,而出气浓度在10～40 mg/m3,去除效率保持在85%以上。实验室废气中的多种污染物在生物过滤塔中去除机理不同,亲水性污染物的去除效率高于疏水性污染物。通过系统关停后重启,污染物的去除效果在第2天就能恢复,这为生物过滤塔处理实验室废气过程的停运检修或者系统闲置提供了可行性。     

氧气对生物转鼓过滤器反硝化净化NO废气的影响研究

在自行研制的生物转鼓过滤器(RDB)内,考察了反硝化净化一氧化氮(NO)废气的去除率、去除负荷和以及不同氧气含量对反硝化过程的影响。结果表明,在温度25~30℃、pH 7~7.5、转鼓转速1 r/min、营养液更新0.2 L/d条件下,挂膜历时30 d完成。稳定运行期,NO进气浓度为90~433 mg/m3,去除率维持在60%~85%之间,平均去除负荷为10.4 g/(m3.h);在短期影响考察时,氧气含量的增加使得气液两相的传质增强,加快了微生物的降解速率,但从长期影响的实验结果分析,低浓度的氧气能够提高NO的净化效率,而过高的氧气含量则抑制了反硝化过程,这是由于氧气对反硝化过程的抑制作用和化学氧化的促进作用共同影响的结果。     

颗粒填料复合式膜生物反应器的长期运行特性

在实验室条件下,从有机物去除效果、透膜压差、污泥颗粒粒径和污泥混合液过滤阻力等方面对颗粒填料复合式膜生物反应器（HMBR）的长期运行特性进行了研究。结果表明,与普通MBR相比,HMBR可以显著减缓膜污染,延长稳定运行时间,减少膜组件的清洗频率,在本试验条件下,当膜通量分别为3.0、4.5和6.0 L/（m2·h）时,MBR的透膜压差增长率分别是HMBR的5.5、3.3和2.2倍;HMBR的有机污染物去除效果显著,COD平均去除率达到92.3%,但是由于颗粒填料对HMBR膜表面污泥沉积层的去除,HMBR对有机物的筛滤/吸附作用减弱,造成HMBR出水的COD浓度比MBR略高;随运行时间的增长,HMBR污泥颗粒粒径呈下降趋势,而污泥混合液的过滤阻力逐渐增大,由于颗粒填料对污泥絮体的剪切作用,以及污泥生物相的变化导致HMBR的污泥粒径下降趋势比MBR更为明显,粒径分布范围更窄,而且HMBR的污泥混合液过滤阻力增长速率略大于MBR。     

微包埋恶臭假单胞菌复合填料制备及性能评价

填料是废气生物净化系统的核心组件,对净化性能有直接影响。以聚乙烯醇、海藻酸钠、腐熟植物纤维等为辅料,采用微包埋法制备出一种包埋恶臭假单胞菌复合填料,并将其装填于生物过滤塔中评价其对甲苯的净化性能。结果表明,制备的复合填料性能稳定、启动速度快、适宜微生物生长,对甲苯有较好的净化效果。生物过滤塔在空床停留时间47 s、进气负荷不高于42.00 g·(m3·h)-1的条件下,去除率可达90%以上。系统停运3 d和7 d,重新启动1 h后,去除率即可恢复至80%以上。动力学研究显示,与Michaelis-Menten模型相比,Haldane模型对使用该复合填料的生物净化过程拟合度较高。制备的复合填料理化性能好,对甲苯具有较高的净化效果,具有一定的应用前景。     

利用甘蔗渣制备微生物絮凝剂的预处理方法研究

通过对甘蔗渣进行不同的预处理,确定了提高纤维素酶糖化率和酱油曲霉发酵液絮凝率的方法.利用正交实验对固液比、颗粒粒径、溶剂浓度和预处理时间及其交互作用进行考察,确定较优的工艺方案.结果表明,在相同条件下,碱处理能够有效提高纤维素酶的糖化率,处理后甘蔗渣的酶解液中还原性糖浓度和酱油曲霉发酵液的絮凝率分别为3.46 g/L和...     

生物法净化低浓度苯乙烯有机废气填料的选择及运行功效

采用培养驯化的污泥菌种,对1#陶粒、2#陶粒、塑料小球和沸石4种填料进行生物挂膜,通过对比筛选,选择性能优越的1#陶粒作为滴滤塔填料净化苯乙烯废气,结果表明,在进气量Q=0.6 m3/h,循环喷液量L=90 L/min,进气负荷小于180 g/(m3·h),去除负荷可达到163 g/(m3·h),苯乙烯净化效率达到90%以上.     

生物滤塔-人工湿地组合工艺对农村生活污水净化效果研究

采用厌氧/射流充氧生物滤塔/人工湿地组合工艺处理农村生活污水,考察了组合工艺及其各处理单元对污染物去除的贡献率。在实验室进行了小试,实验结果表明：该组合工艺对污染物具有较好的去除效果,在稳定工况下,组合工艺对COD、NH4＋-N、TN和TP的平均去除率分别为85.4%、74.5%、75.9%和78.3%。生物滤塔能有效...     

氮源对气相生物滴滤床净化效果的影响

氮源对于气相生物滴滤床的净化效果有显著的影响。由于喷淋液体在生物滴滤床中分布不均匀 ,导致床层中局部氮源不充足 ,从而使滤床的去除效果降低。提高喷淋液中氮源的浓度 ,可以较大幅度提高净化效率。采用NH-4 N会导致滤床中硝化细菌的生长和累积 ,使得异养菌和硝化细菌在溶解氧、氮源和填料空间上形成竞争 ,并致使氮源分布不均匀 ,而采用NO3 N作为氮源可以改善这种状况     

污水厂生物除臭设施运行及影响因素的研究

在污水处理过程中会有大量的恶臭气体产生,主要含硫化氢和氨等发臭物质.这些臭味物质逸散到空气中,对污水处理厂及其周边的空气环境造成危害.针对清河污水处理厂原有生物除臭设施除臭效率难以提高的问题,对气体收集系统和生物除臭滤池内的喷淋管路进行了改造,并更换了新型生物填料.本研究对改造前后的除臭效果进行了考察,结果显示,硫化氢的平均去除率从改造前的36.5%提高到62.9%,最大去除率可以达到96.2%;氨的去除率从28.2%提高到接近100%.臭味气体的处理效果随除臭滤池的温度、气体的相对湿度的升高而提高.为此,对臭味气体的负荷、流量、温度以及湿度等因素进行了研究,在温度＞20℃、相对湿度＞80%的条件下,生物除臭滤池能够有比较理想的处理效果.     

两段生物滤池处理城市污水厂恶臭气体中试研究

采用两段式生物滤池工艺处理山东某城市污水处理厂格栅间和污泥浓缩池散发的恶臭气体,研究了反应器的运行效果、污染物去除特性和微生物特性。该污水处理厂格栅间和污泥浓缩池逸散气体的主要成分为硫化氢、氨以及由甲硫醇、二甲胺、甲醇、丙酮、乙酸、丁酸和苯乙烯等物质组成的挥发性有机化合物。应用两段式生物滤池能够有效地去除这些污染物质,...     

复合生物滤池处理H2S和NH3的挂膜与工艺条件

采用复合生物滤池(生物滴滤池 生物过滤池)处理H2S和NH3组成的混合恶臭气体,填料分别为经表面改性的天然斜发沸石和木屑.实验研究了该工艺的驯化挂膜情况和主要工艺条件,结果表明,天然斜发沸石和木屑改性后,驯化挂膜周期为10～14 d,比文献中颗粒活性炭挂膜缩短14～18 d.复合生物滤池的最佳工艺条件为:高度120 cm,循环液流量4.56 L/h.同时,生物滴滤池处理水溶性好的NH3气体效果较生物过滤池好,而生物过滤池处理水溶性差的H2S气体较生物滴滤池好.因此,复合生物滤池可用于处理不同水溶性的混合恶臭气体.     

厌氧/生物滤池/潜流人工湿地组合工艺处理农村生活污水效果评估

采用"厌氧/生物滤池/潜流人工湿地"组合工艺处理农村生活污水,系统稳定后表现出良好的净污效能,其中TSS、COD和NH4+-N的去除效率分别为97.7%、89.6%和63.3%,但对TN和TP的处理效果相对偏低,仅为26.7%和32.4%。组合工艺中,厌氧池、生物滤池和人工湿地对TSS去除的贡献率分别为35.7%、9.8%和52.1%,对COD去除的贡献分别为22.4%、33.8%和31.3%,对TN去除的贡献5.4%、0.0%和22.0%。生物滤池主要表现为COD和NH4+-N的强化处理,而人工湿地则能有效去除TSS、TP及TN。因此,在保持工艺不变的情况下,需优化工艺运行参数,保持碳源供给与微生物脱氮除磷之间的平衡。     

多层生物滤塔净化硫化氢废气研究

以木屑为填料,采用多层生物滤塔净化H2S气体,研究其适宜的工艺条件及生物降解宏观动力学.结果表明,填料分层可提高H2S去除率,当进气容积负荷＜153.2 g H2S/(m3·d)时,H2S的去除率保持在90%以上;进气浓度低于70 mg/m3,下层200mm填料对H2S总去除率的贡献在50%以上;填料含水率为50%～6...     

Mathematical modeling of biofiltration in activated pine-bark charge of a biofilter

Aim, Scope and Background Human economic activities cause emissions of various pollutants of an organic nature: butanol, butyl acetate, methanol, formaldehyde, phenol, benzene, toluene, xylene, etc. These compounds are emitted to atmosphere by various enterprises of food, chemistry, wood processing industries, from transportation means, agricultural enterprises, etc. Therefore, when purifying air from these pollutants, it is necessary to apply efficient and inexpensive air purification methods. In this dimension, the biological air purification is chosen from all possible air cleaning methods. An experimental biofilter with the activated charge of pine bark was developed at the Department of Environment Protection of the Vilnius Gediminas Technical University. In the course of the experimental investigation, it was determined that this air purification method is efficient. Filter efficiency, when purifying air of volatile organic compounds (butanol, butyl acetate and xylene), to a great extent, depending on the nature and concentrations (up to 100 mg/m3) of pollutants injected, might go up to 70-98%. The mathematical model of the biofilter was developed based on the research results and fully taking into consideration physical, chemical, and biological processes going on during its operations. Main Features The aim of this article is to determine biodegradation constant , absorption capacity , and half empiric expressions of filter efficiency. Knowing this, it is possible to find out the dependence of the filter efficiency on the operational parameters of the filter (i.e. on the concentrations and the height of biocharge of the initial pollutants (butanol, butyl acetate, xylene) fed through it). Conclusions With the help of mathematical modeling, the biodegradation constants and absorption capability of volatile organic compounds (butanol, butyl acetate, and xylene) fed into the biofilter charged with the activated pine bark and used for the cleaning of volatile organic compounds, as well as the efficiency of the biofilter in half empiric expression, have been established. It has been discovered that the constant of pollutant biodegradation is a value inverse to the time during which the amount of pollutants in the filter becomes times higher. It is rather complicated to carry out theoretical calculation of the biodegradation constant at a molecular level, therefore this constant has been established based on the results obtained in the course of research. The equations describing pollutant dynamics in the filter charge and the air cleaning processes going on in it have been derived from diffusion equations in a mobile medium. The modeling helped to find out the absorption capacity of the examined pollutants, which by its numeric value is equal to the volume unit of the absorbed gas amount. The latter factor, the same as the biodegradation constant, was determined basing on the experimental results. Mathematical modeling brought a range of formulas expressing dependences of each pollutant's efficiency on its initial concentrations and filter charge height. Recommendation /Outlook. Based on the experimental data, a mathematical model has been developed which will allow the measuring of the filter efficiency not only with regard to the absorption and biodegradation of the pollutants under examination, but also with regard to other pollutants and their compounds, etc., having an impact on the filter performance. The results of the mathematical modeling have revealed that the modeling of processes going on in the filter is much simpler than isthe performance of long and costly experiments. The developed mathematical model makes it possible to measure the filter efficiency at the present moment.