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.     

填料筛选与表面改性提高生物滴滤塔除含H_2S废气能力

生物滴滤塔的填料筛选及其表面性质改性优化可增加生物处理能力和系统抗冲击能力,通气比较了常用填料陶粒、鲍尔环、阶梯环,因去除效率较高,化学性质稳定筛选出陶粒为改性的基质,对表面进行FeCl3·6H2O理化高温改性,发现使用改性填料的生物滴滤塔系统H2S去除能力有较大提高,250mm填料高度实验中,在进气浓度1182～4396mg/m3范围内,去除率能稳定在95%以上,随机改变进气浓度153～4184mg/m3,系统均未失效表明其抗冲击能力较好。因而改性填料用于生物滴滤塔去除H2S可行。     

生物滴滤塔处理苯酚气体研究

采用生物滴滤塔处理苯酚气体,考察了苯酚去除性能的影响因素.结果表明,生物滴滤塔能高效处理苯酚气体,苯酚去除效率可达99.5%,长期运行平均去除效率在98%左右.适宜的运行条件为:停留时间20.6 s,循环液pH值7.0,喷淋密度1.67 m3·(m2·h)-1.采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究处理苯酚气体的生物滴滤塔填料表面的微生物,结果表明,生物滴滤塔内有5种降解苯酚的优势菌种:Polaromonas sp.、Acinetobacter sp.、Acidovorax sp.、Veillonella parvula和Corynebacterium sp..采用GC-MS分析出口气样,结果表明丙酮酸(CH3COCOOH)为生物降解苯酚的中间产物,并推测了苯酚生物降解的可能途径.     

复合催化膜生物反应器处理一氧化氮废气研究

采用溶胶-凝胶法以聚砜(PSF)中空纤维膜为载体制备了Fe-Ti O_2/PSF复合催化膜,以此构建新型复合催化膜生物反应器(HCMBR),实现膜催化与硝化反硝化耦合烟气脱硝,进一步提高NO去除能力.采用Fe-Ti O_2/PSF复合催化膜生物反应器(HCMBR)处理一氧化氮废气,实现了180 d长时间高效稳定运行,NO去除效率可达93.2%,去除能力可达167.1g·(m~3·h)~(-1).适宜运行条件为:气体停留时间9 s、自然光光照强度670 lx,p H为6.8~7.2,n C/n N=3.7.Fe-Ti O_2/PSF复合催化膜加入,复合催化膜生物反应器去除NO的效率比膜生物反应器提高了1.4%~13%,在Fe-Ti O_2/PSF复合催化膜附着稳定的生物膜后,复合催化膜生物反应器去除NO的效率比湿式膜催化反应器提高了59.5%~66%.     

基于好氧反硝化的SND生物滴滤塔除氨机制及微生物学分析

采用生物滴滤法除氨时,进气中的氧气会抑制生物反硝化,导致营养液中出现硝酸盐累积,不能真正实现氮素污染物的去除.本研究结合好氧反硝化理论,构建了同步硝化反硝化（SND）生物滴滤塔,探究了SND生物滴滤塔的除氨效率及氮转化规律,并采用16S rRNA技术解析了生物滴滤塔的微生物种群结构.结果表明,与对照生物滴滤塔相比,当停留时间为67 s时,SND生物滴滤塔可快速启动且除氨性能稳定,NH₃去除效率可达95%以上.当停留时间缩短为16 s时,SND生物滴滤塔的NH₃去除效率仍能达到90%,且具有较低的硝酸盐累积特征.高通量测序结果表明,SND生物滴滤塔具有更高的微生物多样性和稀有物种丰富度,其特有的优势菌属主要为黄杆菌属（Flavobacterium）.     

利用紫外预处理加强氯苯的生物滴滤净化

试验采用主波长为185nm的低压汞灯为紫外光源、醚型聚氨酯海绵(PU-foam)为填料的紫外-生物滴滤塔联合装置净化氯苯废气.进气氯苯浓度为600mg·m-3、停留时间分别为92、69和46s时,联合装置的平均去除率分别达到99%、95%和80%;最大去除负荷达到59.6g·(m3·h)-1;联合装置和单独生物滴滤塔生物膜形成时间分别为20d和27d;联合装置的抗冲击能力较好,停留时间缩短至30s,联合装置去除效率可达75%以上,高于单独生物滴滤塔的去除效率(25%).对紫外-生物滴滤塔联合装置机制初步探讨表明,紫外氧化氯苯形成了水溶性较好的可生物降解的物质,降低生物滴滤塔氯苯的处理负荷,同时紫外辐照过程中产生的O3能有效地控制生物滴滤塔内微生物的过量生长,从而维持整个装置的最佳运行状态.     

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).      

生物滴滤塔中两种优势菌种对高浓度甲苯废气净化对比实验

以陶粒为填料,用分别负载2种单一降解甲苯的优势菌种S1、S2的生物滴滤塔净化高浓度甲苯废气的性能进行对比实验研究,实验结果表明:虽然2种优势菌种同为芽孢杆菌,但是菌种S1在降解能力以及停用后恢复等各项指标中均明显高于菌种S2。当甲苯进口浓度低于5.81 mg/L时,S1菌种的去除率始终保持在90%以上,最高的进口浓度达到10.00 mg/L时,甲苯的去除率也可以达到59.78%。对于S2菌种而言,当最高进口浓度达到5.72 mg/L,甲苯的降解率仅可以达到65.65%。两个滴滤塔在停用后恢复运行时,菌种S1可以在极短的时间内恢复,菌种S2则是规律性的在恢复初期出现降解率最低点,且甲苯降解效率只能恢复到70%~80%。     

生物滴滤池去除VOCs工艺参数优化研究

以甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯及邻二甲苯的混合气体作为试样,考察了生物滴滤工艺中,不同填料选择、不同停留时间、不同进气浓度对去除效率的影响。结果表明:1)分别以竹炭、陶粒、火山岩及烧结填料作为填料时,特制烧结填料性能更佳,综合成本等因素,工程应用宜采用烧结填料或陶粒;2)生物滴滤池去除VOCs苯系物的停留时间宜取值25~40 s,去除率能够达到80%以上;3)VOCs苯系物应用生物滴滤工艺进行净化处理,含量在50~300 mg/m3时,能取得较高的去除率,去除率为63%~95%;升高到300~500 mg/m3时,出气苯系物残存量较大,应考虑多级滴滤池串联,或者串联其他工艺;4)生物滴滤池工艺对VOCs苯系物的去除具有可行性,最优工艺参数及填料时,污染物去除率可达90%以上。     

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。     

聚丙烯环生物滴滤塔去除实际市政污水厂硫化氢性能及微生物群落分析

在非稳态条件下,采用AAO剩余污泥为种泥、聚丙烯环为填料启动生物滴滤塔,处理实际市政污水厂细格栅H2S恶臭气体.研究了生物滴滤塔的启动、稳定阶段的运行模式,在空床停留时间为14 s,进气浓度2. 02～319. 19 mg·m-3,环境温度为7. 8～32. 5℃条件下,平均出气浓度为13. 08 mg·m-3,平均去除率达到91. 8%,最高去除负荷达到78. 37 g·(m3·h)-1.在247d运行中,监测到生物滴滤塔压降在长期运行中维持稳定在96 Pa·m-1.高通量测序表明,生物滴滤塔内的微生物群落发生了改变,Shannon指数由4. 99降低至3. 75,但Pseudomonas和Thiobacillus等功能菌的存在解释了生物滴滤塔较好的去除性能.结果表明,在非稳态条件下,以AAO剩余污泥为种泥的生物滴滤塔可实现H2S的高效去除;聚丙烯环作为填料可以在长期运行中维持稳定的压降;微生物群落在长期高浓度的H2S环境中,多样性降低,但降解性能可以得到提高.     

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。     

两种新型颗粒填料滴滤床处理VOC废气的试验研究

采用生物陶粒与Hat Creek煤载体两种新型颗粒生物填料,应用于滴滤床处理有机废气的研究,分别进行了贫营养、富营养、高营养条件下,去除VOC性能的对比试验。研究结果表明:二者都是良好的生物填料,然而生物陶粒需要在循环液中投加营养,Hat Creek煤则在不另加营养的低容积负荷条件下,可取得较好去除效果;添加营养液可使Hat Creek煤填料滴滤床处理效果进一步提高,且在贫营养条件下,处理效果明显优于同样添加营养液的生物陶粒滴滤床;二者的最大去除能力和临界容积负荷均随着设置挡板数目的增加而得到提高,但煤填料滴滤床的变化与提高不如陶粒载体滴滤床显著。     

生物滴滤塔处理制革恶臭气体微生物特性研究

在生物滴滤塔处理制革恶臭气体中,采用SBR法对活性污泥进行驯化,考查生物滴滤塔处理制革恶臭气体中微生物的特性。研究了微生物对氨氮和硫化物的去除效率以及驯化过程中污泥容积指数(SVI)的变化,并对挂膜后填料表面的微生物相进行扫描电镜观察。结果表明:经过19 d的驯化,微生物对氨氮和硫化物的去除率分别可以达到98.29%和94.16%,驯化期间污泥容积指数均保持在正常的范围之中。挂膜14 d的扫描电镜显示,填料表面有均匀的生物膜分布,说明微生物在填料上已经挂膜成功,驯化的微生物可以达到去除制革恶臭气体的要求。     

真菌滤塔启动及降解甲苯能力研究

生物法对于处理挥发性有机废气是一种经济和环境友好的处理工艺。研究在酸性条件下处理含甲苯气体,考察在不同进气浓度和入口负荷下真菌滤塔降解甲苯的能力。实验选用处理焦化废水的污泥作为真菌菌源,采用高浓度气态挂膜法,启动周期为12天,在pH=5的条件下运行2个月,以NO3--N为氮源能很好地去除高负荷甲苯气体,并且可以长期稳定高效运行。     

厌氧生物滴滤法脱除冷煤气中硫化氢的研究

水煤气中硫化氢在燃烧时会转变成二氧化硫,对环境产生污染。文章采用厌氧生物滴滤塔法对冷煤气进行脱硫处理。因煤气对氧的严格限制,通过设计生物滴滤塔,经挂膜驯化后在厌氧条件下对浓度在1~5 g/m3左右的硫化氢进行脱除处理,考察滴滤塔运行条件对脱除效果的影响。结果表明,生物挂膜25 d后,生物滴滤塔达到稳定,喷淋液pH值为2.23,ORP值为283 mV,溶解氧为0.4 mg/L,对溶液中硫离子氧化效率达到94%。滴滤塔在液气比0.15,空塔气速0.088 m/s,pH值5.0~7.0,填料高度为82 cm,塔温为25~30℃左右时,达到较优的运行条件,此时该滴滤塔对以CO、CO2、H2和1 940 mg/m3H2S组成的模拟水煤气的脱硫效率达91.2%。     

生物滴滤塔处理乙硫醇的实验研究

采用改进聚乙烯醇法制成的固定化活性污泥颗粒填充生物滴滤池,考察在不同的进气流量和进气浓度时,生物滴滤塔对乙硫醇恶臭气体的净化效率、抗冲击负荷能力以及连续运行稳定性.结果表明,当气体流量低于0.1 m3/h时,生物滴滤塔对乙硫醇的净化效率可达99.9%以上.当气体流量为0.2 m3/h时,净化效率只有60%.当进气流量为0.05 m3/h及0.1 m3/h时,乙硫醇的净化效率不随进气浓度的变化而变化,当气体流量为0.15 m3/h时,乙硫醇净化效率随着进气浓度的提高先降低后增加,出气浓度随进气浓度的增加而增加.生物滴滤塔对气体浓度变化造成的冲击负荷有较强的缓冲能力,连续运行情况稳定.     

生物滤塔处理含氨气体的长期运行研究

针对含氨恶臭气体的处理,选用堆肥和污泥颗粒作为填料,研究了生物滤塔长期运行(210d)处理氨的效果.结果表明,运行初期在低负荷(NH3浓度＜110 mg·m-3)条件下,生物滤塔对氨的去除能力均保持在较高水平,氨去除效率达到99%以上;随着负荷的不断增加,到实验后期,当进气浓度大于190 mg·m-3时,氨去除效率下降...     

进气量对两级生物滴滤塔降解甲硫醚的影响

采用两级生物滴滤塔处理甲硫醚废气,研究进气量对甲硫醚去除效果的影响,并考察塔内压降的变化情况。结果表明,当甲硫醚的进气量由15 L/min增加到35 L/min,一级生物滴滤塔对甲硫醚的去除率先由27%升高至50%后下降到35%,而二级生物滴滤塔对甲硫醚的去除率则由99%下降至76%。一级和二级生物滴滤塔的压降均随着进气量的增加而不断升高,其中一级从80 Pa提高到160 Pa、二级从100 Pa提高到180 Pa。利用高通量测序技术分析塔内的群落结构,发现当进气量为15 L/min时,一级生物滴滤塔的优势菌种门类是Proteobacteria(63%)、Planctomycetes(12%)、Bacteroidetes(11%)。进气量加大到35 L/min,一级生物滴滤塔的优势菌种门类变成2种Proteobacteria(77%)、Planctomycetes(8%)。但是二级生物滴滤塔的优势菌种门类在进气量为15 L/min和35 L/min时变化较小,分别对应为Proteobacteria(69%、74%)、Planctomycetes(10%、8%)。     

复合生物塔处理味精厂废气的试验研究

本试验采用专利技术,首次进行了利用复合生物塔工艺处理味精厂废气的试验研究,重点研究了利用生物滴滤塔、生物过滤塔以及复合生物塔对味精厂恶臭气体的去除效果及其影响因素。研究结果表明：采用复合生物塔去除味精厂恶臭气体是可行的。采用复合生物滤塔处理味精厂恶臭气体时,在上述条件下,恶臭去除率基本能达到100%。