生物滴滤塔中挥发性有机物降解模型及应用

选择拉西环为滤塔填料,甲苯为VOCs代表,运行生物滴滤塔,研究滴滤塔的甲苯降解性能,建立滴滤塔中VOCs的降解模型.试验表明,在实验工况和挂膜条件下,生物滴滤塔对甲苯有较强的降解能力,滤料体积降解速率可达240g甲苯/(m3滤料(h),降解效率均大于80%,生物滴滤法处理低浓度甲苯废气是可行的;所建模型可以较好地模拟生物滤塔处理含苯废气的实验结果,验证了模型的正确性.     

生物过滤塔甲苯降解性能研究

在空塔气速0.7～3.5cm/h、停流时间30s～80s的试验范围内,选取柱状活性炭为滤料,选择甲苯为VOCs代表,研究过滤塔甲苯生物降解性能,分析浓度、流量以及湿含量对降解能力的影响,建立VOC生物降解模型并予以验证.运行试验表明,滤料微生物活性较强,对甲苯有较强的降解能力;菌落分析表明,在甲苯生物降解过程中,起主要作用的是真菌、杆菌和芽孢杆菌,其中芽孢杆菌为优势菌种.     

真菌Trichoderma viride Pers.ex Fr降解三苯废气性能实验

利用固相静态试验考察前期实验驯化出的真菌Trichoderma viride Pers.ex Fr对苯、甲苯、二甲苯的好氧生物降解性能。结果表明,在本研究的气相浓度范围内(苯47.25~1677.47g/m3,甲苯64.70~1258.50g/m3、二甲苯20.59~1707.85g/m3),3种气体的降解速率随其初始浓度的增大而增加,降解规律苯、甲苯符合Monod方程,二甲苯符合一级反应。     

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.     

真菌过滤塔净化含苯、甲苯废气影响因素的研究

利用2段可调温式生物过滤塔,以真菌为降解菌,研究了入口污染物浓度0.9～5.0 g/m3条件下,温度、填料湿度对苯、甲苯废气净化效率的影响.结果表明,当塔内温度在30～40 ℃时,生物塔净化能力较高;其中塔内温度32.8℃时,微生物对苯和甲苯的净化能力最高,在该温度下,当苯、甲苯入口负荷分别为673.5和665.0 g/(m3·h)时,过滤塔的最大去除负荷分别为136和150 g/(m3·h).试验研究了填料湿度对净化能力的影响,结果表明,高填料湿度不利于真菌过滤塔对苯和甲苯的净化,本试验的最佳填料湿度是45%左右,填料湿度在40%～50%范围内,过滤塔表现出较高的净化效率.随着过滤塔的运行,系统压降由挂膜前的18 Pa逐渐上升到后期的39 Pa,渗滤液的颜色也逐渐加深,表明塔内存在生物量积累的问题.     

高性能生物滴滤器净化甲苯气体的试验研究

为研究开发净化挥发性有机物的高性能生物滴滤器 ,以甲苯为唯一碳源筛选出对甲苯具有高生化降解能力的适宜微生物菌种 ,采用气液相同步驯化菌种 ,强化接种 ,投加营养改善挂膜的方法 ,挂膜周期由 2 3d左右缩短为 7d。甲苯气体的生物滴滤器净化试验研究结果表明 :在入口气体甲苯浓度范围为 0 4 2～ 4 71mg L和表观气速为 4 8～ 12 0m h(停留时间 10 5～ 2 6 7s)的条件下 ,该生物滴滤塔对废气中甲苯的最大去除能力为 6 2 6g m3·h ,稳定甲苯净化去除能力为 36 0g m3·h。     

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.     

6种挥发性有机物在甲苯驯化微生物中的好氧生物降解性能

利用振荡摇瓶法测定了6种典型挥发性有机物,甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯和氯苯在甲苯驯化微生物中的好氧生物降解性能.结果表明,在本研究的液相浓度范围内(甲苯＜174mg/L,邻二甲苯＜149mg/L,间二甲苯＜129mg/L,对二甲苯＜133mg/L,苯＜234mg/L,氯苯＜146mg/L),3种二甲苯、苯和氯苯的降解速率随其初始浓度的增大而增加,符合一级反应,这5种VOCs未对微生物产生明显的抑制或毒害作用;甲苯的液相浓度大于85mg/L时,其降解速率不随初始浓度的增大而改变,其降解规律符合Monod方程.     

不同pH下生物滴滤塔降解甲苯和硫化氢混气的研究

废气生物处理技术作为一项新型的大气污染控制技术得到广泛应用。实验分别在p H为4.5和7.0条件下,利用生物滴滤塔(BTF)对甲苯和硫化氢混气废气进行降解,为混合废气的高效生物净化提供理论指导。该装置在启动阶段,当空床停留时间(EBRT)为30 s,甲苯浓度为400 mg/m3以上时,p H为4.5和7.0的BTF对甲苯的去除率分别为90%和96%。在稳定阶段,通入2 000~15 000 mg/m3的硫化氢(H2S),发现硫化氢对甲苯的降解无影响.随着实验的进行,p H为7.0比4.5的BTF的生物量高,且压降也略高。p H为4.5和7.0的BTF对甲苯和硫化氢的降解过程符合Michaelis-Menten模型,对甲苯降解的相关系数(R2)分别为0.984 2和0.977 8,单位体积的最大降解速率rmax分别为132.46 g/(m3·h)和93.46 g/(m3·h),相对应的气相饱和常数Ks分别为0.25 g/m3和0.075 g/m3;对硫化氢降解的相关系数(R2)分别为0.969 0和0.971 7,rmax分别为60.24 g/(m3·h)和51.55 g/(m3·h),Ks分别为0.06 g/m3和0.13 g/m3。对CO2生成量分析得:p H为4.5和7.0的BTF矿化率分别为70.7%和74.6%。     

生物滴滤塔同步降解多组分挥发性有机物的实验研究

采用定向驯化活性污泥接种生物滴滤塔(BTF)同时处理甲苯、甲醇、丙烯酸乙酯挥发性有机化合物(VOCs)混合废气,考察BTF的长期稳定运行性能及微生物平均代谢活性.结果表明,混合气进口浓度低于910mg/m3时,BTF对VOCs混合废气总去除率可维持在80%以上,BTF可高效同步净化中低浓度VOCs混合废气;当进气负荷>120g/(m3·h)时,去除负荷趋于稳定,为100g/(m3·h)左右;CO2的生成量与混合废气的去除负荷的比值为1.731,表明BTF对此3种混合废气有较高程度的矿化;BTF对甲苯、甲醇、丙烯酸乙酯的降解行为符合Michaelis-Menten动力学模型,单位体积最大降解速率rmax分别是为90.9,50.5,58.5 g/(m3·h).平均吸光度(AWCD)值分析结果表明塔内微生物具有较高的代谢活性.     

微生物燃料电池表观内阻的构成和测量

将微生物燃料电池内部各种阻力用表观内阻统一表征,在建立其等效电路的基础上将表观内阻分为欧姆内阻和非欧姆内阻2部分.通过稳态放电法测量微生物燃料电池表观内阻,在改变外电阻后稳定时间需要60 s以上方能保证测定准确性,通过稳态放电法测定一室型微生物燃料电池的表观内阻为289 Ω,当外电阻等于表观内阻时微生物燃料电池对外输出功率达到最大,为241 mW/m²;通过电流中断法测量一室型微生物燃料电池的欧姆内阻为99 Ω,测定结果与断电前电流强度无关;当一室型微生物燃料电池对外供电分别处于活化极化区、欧姆极化区和浓差极化区时,非欧姆电阻占总内阻的比例分别为93％、66％和75％,在电池对外供电达到最大时非欧姆占总内阻比例最低.提高微生物燃料电池产电能力需要同时降低电池的欧姆内阻和非欧姆内阻.     

低温下间歇式生物过滤系统去除高负荷H2S的效能

以鸡粪堆肥和PE混合物为填料的生物过滤系统,在较低温度下进行生物去除H2S废气的性能研究.采用间歇式运行方式,当在较高气速条件下,即EBRT为39s、32s、24s和13s,入口浓度3000mg/m3时,去除率可分别达100%、100%、100%和65%.整个系统的入口负荷为812 g/(m3·h)时,去除负荷为528 g/(m3·h).且在较低的实验温度(9~16.5℃),入口浓度50~3000 mg/m3条件下,当EBRT为39s、32s、24s时,H2S的去除率为100%;当EBRT为13s时,去除率为62%~88%.结果表明,在较低温度下,高气速,高负荷条件下,间歇式生物过滤系统对H2S具有较高的去除性能.     

间歇喷淋营养液对生物滴滤塔净化甲苯的影响

为探索间歇喷淋营养液对生物滴滤塔的影响,以净化甲苯为研究对象,应用FX1N-14MR-001型可编程逻辑控制器(PLC),实现生物滴滤塔的间歇喷淋营养液操作,研究了环境温度、ρ(TN)、营养液喷淋密度和喷/停时间对净化甲苯能力的影响,并对机理进行了分析. 结果表明:当生物滴滤塔系统的气体停留时间为40.70s时,营养液最佳喷淋密度为4.5L/(m2·min),最佳喷/停时间为2min/4min. 当甲苯系统进口负荷小于88.29g/(m3·h)时,甲苯的去除率可达95.0%以上;当进口负荷为186.04g/(m3·h)时,甲苯的去除率为87.6%,系统对甲苯的最大去除能力由连续喷淋时的169.63g/(m3·h)升至248.85g/(m3·h).      

两级滴滤去除硫化氢和甲硫醇混合恶臭气体

把氧化硫硫杆菌(T. thiooxidans)、排硫硫杆菌(T. thioparus)组成的自养菌群和黄单胞菌(Xanthomonas)为主的异养菌群分别接种在两个生物滴滤反应器中,将其依次串联净化处理硫化氢(H₂S)、甲硫醇(MT)混合臭气.一级反应器(A^#)的复合自养菌在酸性环境下对负荷为7～8g/(m³h)的H₂S平均去除率可达94%,且不受混合气体中MT含量的影响.二级反应器(B^#)适于中性环境,对负荷为4～5g/(m^{3h)的MT平均去除率为83%.若H₂S在混合气体中浓度过高,经A#处理后的浓度仍高于50mg/m3,可导致后反应器酸化,使MT脱臭效率显著下降.}     

Investigation of factors on a fungal biofilter to treat waste gas with ethyl mercaptan

IntroductionOff gasescontainingVOCandodorsmaydogreatharmtoenvironmentandpeople’shealth .Therearemanymethodsfortreatingthem ,suchasphysicalmethods ,chemicalmethodsandbiologicalmethods.Biologicalmethodsarewidelyappliedintheprocessofoff gasespurificationfor…     

Performance of rotating drum biofilter for volatile organic compound removal at high organic loading rates

Uneven distribution of volatile organic compounds （VOCs） and biomass, and excess biomass accumulation in some biofilters hinder the application of biofiltration technology. An innovative multilayer rotating drum biofilter （RDB） was developed to correct these problems. The RDB was operated at an empty bed contact time （EBCT） of 30 s and a rotational rate of 1.0 r/min. Diethyl ether was chosen as the model VOC. Performance of the RDB was evaluated at organic loading rates of 32,1, 64.2, 128, and 256 g ether/（m^3·h） （16.06 g ether/（m^3·h） ≈ 1.0 kg chemical oxygen demand （COD）/（m^3·d））. The EBCT and organic loading rates were recorded on the basis of the medium volume. Results show that the ether removal efficiency decreased with an increased VOC loading rate. Ether removal efficiencies exceeding 99% were achieved without biomass control even at a high VOC loading rate of 128 g ether/（m^3·h）. However, when the VOC loading rate was increased to 256 g ether/（m^3·h）, the average removal efficiency dropped to 43%. Nutrient limitation possibly contributed to the drop in ether removal efficiency. High biomass accumulation rate was also observed in the medium at the two higher ether loading rates, and removal of the excess biomass in the media was necessary to maintain stable performance. This work showed that the RDB is effective in the removal of diethyl ether from waste gas streams even at high organic loading rates. The results might help establish criteria for designing and operating RDBs.     

白腐真菌生物过滤塔处理氯苯气体的研究

以竹子为填料,构建新型的白腐真菌Phanerochaete chrysosporium生物过滤塔,考察该过滤塔在不同操作条件下对氯苯的去除性能.结果表明,白腐真菌生物过滤塔对氯苯表现出较好的去除效果,在进口浓度200～1 500 mg/m3,空塔停留时间122 s的条件下,最大去除率接近80%,平均去除率约50%.过滤塔的去除速率与进口负荷和去除率有关,在进口浓度500～1 500mg/m3,流量0.5 m3/h的条件下,最大去除速率可达94 g/(m3·h),平均去除速率为60 g/(m3·h).过滤塔去除速率对进口负荷变化的响应幅度与流量有关,在低流量条件下随进口负荷的变化率较大.过滤塔中氯苯浓度的沿程分布呈现出非线性下降的特征,造成这一现象的原因可能与过滤塔内生物量的分布情况有关.