生物滴滤塔净化恶臭气体研究进展

介绍了恶臭污染物的来源、危害及其治理方法,分析了生物法除臭的发展,着重对生物滴滤塔除臭系统进行了介绍。总结了生物滴滤塔除臭的影响因素,分析了生物填料的发展,并比较了不同填料的理化性质及其除臭性能。简要归纳了工艺操作参数对生物滴滤塔除臭性能的影响。详细列举了应用于生物滴滤塔除臭的降解菌的种类及其功能。综述了填料上恶臭组分的传质和降解规律,总结了国内外关于生物膜内恶臭组分的降解反应动力学模型。同时介绍了生物滴滤塔在市政除臭和工业除臭方面的应用实例,并对生物滴滤塔理论研究与应用中存在的不足进行了分析,提出了可能的解决途径。今后可加强研究的方向有生物填料的开发与改良、生物滴滤塔的模型化设计及生物除臭组合工艺。     

生物滴滤塔脱除SO2的填料选择研究

利用生物滴滤塔,比较了活性炭、煤矸石、陶粒、沸石和竹炭作为滴滤塔中生物附着载体性能的优劣.结果表明,竹炭对T.ferrooxidans菌液的固定效果最好,固定的生物量最高,其次是活性炭,然后是陶粒和沸石,煤矸石固定的生物量最小;不同填料滤塔对SO2的去除效率明显不同,去除效果从好到差依次为竹炭、活性炭、陶料、煤矸石和沸石,其对SO2的去除效率在运行时间内的平均值分别为93.71%、89.88%、80.08%、74.37%和63.65%.研究表明,竹炭填料系统对脱硫微生物的固定化效果最好,固定的生物量最高,且具有较好的SO2去除能力,是优质的生物滴滤填料.     

黄单胞菌生物滴滤塔处理硫化氢能力及产物研究

以黄单胞菌为硫氧化菌种挂膜于生物滴滤塔,研究其去除能力及产物.通过测定压降、生物量确定挂膜时间,以进出气口浓度变化反映去除效率,测定营养液pH值变化,用SEM电镜扫描、能谱分析、X射线衍射对产物进行分析.结果表明,黄单胞菌挂膜时间为4 d,持续运行,菌种均匀地分布于填料表面;保持气体流量为1 L/min,H_2S气体质量浓度在2 000 mg/m~3以下时,去除率大于90.5%,单位体积最大生化去除量为43.23 g/(m~3·h);以10 d为周期添加营养,系统的pH值在5～7;自然沉降得到的黄色颗粒状沉淀粒径为3.161～31.90 μm;能谱分析表面主要成分为C、O、S,应该为微生物和S系物;X射线衍射分析表明干燥粉末的主要无机物质存在形态为S单质.塔在弱酸环境运行,能减少对装置的腐蚀,营养液中通过物理沉降、过滤、低速离心的简单手段,就能回收产物S单质.     

低浓度氨气对生物滴滤塔处理硫化氢的影响研究

通过在生物滴滤塔中接种脱硫杆菌,以H2S和NH3为研究对象,选用合适的循环液喷淋量、循环液pH值以及进气中目标污染物的质量浓度,考察NH3的存在对系统净化H2S效果的影响.结果表明:当循环液喷淋量为120～ 160 mL/h,pH值为6～7.5,停留时间为34s,进气中NH3的质量浓度小于80 mg/m3,H2S的质量浓度在800～1 500 mg/m3时,进气中H2S和NH3的去除效率为99％和70％以上.说明该系统对H2S具有较好的处理能力,同时低质量浓度NH3的存在不影响生物滴滤塔对H2S的净化效果.在该生物净化装置中,H2S通过生物降解作用主要转化为SO42-,NH3则主要以(NH4 )2SO4的形式被去除.低质量浓度NH3存在时,系统无需对pH值进行调节.     

粉煤灰免烧生物填料去除硫化氢效果研究

以粉煤灰为主要原料,采用蒸汽养护法,研制了一种能有效去除硫化氢的营养生物填料;比较了该填料与基础填料和传统陶粒的挂膜速度,并考察了硫化氢的进气浓度、进气负荷和停留时间对硫化氢去除效率的影响。结果表明,营养填料可在10 d内成功挂膜。在硫化氢进气质量浓度低于460 mg/m~3,进气流量为0. 6 m~3/h的情况下,硫化氢去除效率可达90%以上;当硫化氢停留时间在28. 3～33. 4 s,进气流速为0. 55～0. 65 m~3/h时,其去除效率达99%以上。系统在运行过程中,免烧营养填料的酸缓冲能力和耐冲击性能良好。     

脱硫生物膜滴滤塔固定化启动工艺特性研究

通过塔外接种挂膜和塔内启动实验 ,进行脱硫生物膜滴滤塔固定化启动工艺特性研究。在塔外接种挂膜过程中 ,将粉煤灰、拉西环、陶土颗粒作为挂膜载体进行了比较。试验结果表明 ,陶土填料具有较强的生物膜附着性 ,膜活性明显好于其他两种挂膜载体。采用陶土颗粒进行塔内启动实验结果表明 ,生物膜的生长在塔中经历适应期、动力学增长期和稳定期 ,循环液的Fe2 +的氧化速率与吸光度具有明显的相关性 ,同时 ,压力损失和pH也是作为挂膜启动完成的重要指标。挂膜 3天后 ,氧化亚铁硫杆菌的Fe2 +氧化速率趋于稳定 ,挂膜完成。连续运行一周后 ,Fe~(2 +)氧化速率保持在 0 .2g·L~-( 1)·h ~(-1),连续通入低浓度二氧化硫气体驯化后 ,脱硫率可达到 90 %以上。     

生物填料地下渗滤系统处理生活污水的中试研究

以活性污泥等生物基质为填料.在不同的水力负荷和有机负荷条件下,研究了地下渗滤系统对生活污水的处理效果.中试结果表明:地下渗滤系统对COD、NH_4~+-N和TP有着良好的去除效果,在水力负荷为4 cm·d~(-1),污染负荷为280 mg·L~(-1)和320 mg·L~(-1)时.COD、NH_4~+-N和TP的去除去分别达到91.2%、97.2%、88.0%和90.6%、95.6%、90.4%;水力负荷达到450 mg·L~(-1)时,有机物及氨氮的去除率下降迅速,仅为83.2%和85.5%,TP的去除率略有提高,为91.7%;平均污染负荷为300 mg·L~(-1),水力负荷为4.0 cm·d~(-1)、6.5 cm·d~(-1)和8.1 cm·d~(-1)时,COD、NH+4_4~+-N和TP的去除率分别达到90.6%、97.4%、90.0%.87.3%、96.8%、84.0%和85.6%,96.3%,83.3%;适宜的生活污水处理条件是水力负荷为8.1 cm·d~(-1),污染负荷低于450 mg·L~(-1).在以上工况下的出水水质均优于生活杂用水水质标准(CJ251-89)和沈阳市污水处理中水回用标准,处理效果稳定;系统垂直方向的氨化细菌分布较均匀,硝化细菌在70 cm以上区域数量较多,反硝化细菌在70 cm以下区域数量较多;氨化细菌与COD、NH_4~+-N和TN的去除率的相关性显著,硝化及反硝化细菌与COD、NH_4~+-N和TN的去除率的相关性极显著;氨化、硝化和反硝化细菌与TP的去除率的相关性均不显著,说明生物作用不是TP脱除的主要途径.     

生物膜填料塔净化含甲醛异味气体的研究

采用改进的排泥挂膜方式进行微生物挂膜,扫描电子显微镜观察生物膜表面生物形态,探讨进气速度、停留对间、液体喷淋量、容积负荷等主要因素对不同浓度甲醛气体去除效率的影响.结果表明,驯化30d脱除甲醛的生物膜已基本成熟,生物膜表面长有大量真菌丝、原生及后生动物;优势菌体形态为球状和杆状,其中球菌直径2～2.5μm,且为中空网状的多孔性球团.通过对生物膜填料塔净化效果的研究,得到最佳工艺参数.当甲醛质量浓度为10～40 mg/m3,停留时间为27s,液体喷淋量20～40 L/h,容积负荷1～ 7.5 g/(m3·h)时,生物膜填料塔对甲醛的去除效率达到94％以上.     

紫外光催化预处理对生物滤塔二甲苯去除率的影响研究

为评价紫外光催化作为生物滤塔预处理的可行性,系统考察了生物滤塔中二甲苯气体的去除性能及其影响因素.所考察的影响因素包括进口二甲苯浓度和空塔停留时间,实验同时考察了挂膜过程中生物膜的表面形态变化过程.结果表明:顺利挂膜完成后的生物膜中占优势菌种的是长杆菌,有少量的短杆菌;紫外预处理可以有效提高生物滤塔系统处理二甲苯的效率;二甲苯去除率受到其进口浓度和空塔停留时间影响,当进口质量浓度为500 mg/m3,空塔停留时间为70 s时,二甲苯去除率可以达到95.7％.     

一种生物活性炭的制备及其对BTEX去除效果研究

针对BTEX污染问题,在传统活性炭吸附技术的基础上,设计了一种依托特殊微生物的,能够进行原位再生的生物活性炭并对其处理效率进行研究。从被苯系化合物污染的土壤样本中提取了微生物样品,经过筛选训化后保留了3株菌种B-01、B-02、B-03。利用生物滴滤法将微生物固定在椰壳活性碳上制成生物活性碳（BAC）,通过人工模拟的BTEX废气研究BAC再生效应对于处理BTEX废气的作用。研究结果表明,3株菌种分别为芽孢杆菌（Bacillus）、芽孢杆菌（Bacillus）和假单胞菌（Pseudomonas）,最适反应温度为30℃,通过持续喷淋营养液,活性碳上挂载的菌种能够在35 d内保持活性。所制备的BAC对乙苯的吸附能力最强,乙苯去除率可达98.75%。BAC在低负载情况下BTEX去除率最高可达98%。通过微生物挂膜延长了活性炭的使用寿命,为降低石油加工废气处理成本提供了技术支持,具有良好的实用价值。     

固体碳源填料床生物反应器去除水中硝酸盐的研究

采用室内试验装置,研究了以可生物降解聚合物材料(BDPs)变性淀粉为碳源和生物膜载体的填料床反应器对水体中硝酸盐的去除效果及其影响因素.结果表明,反应器能有效去除水中的硝酸盐且试验过程中未发现亚硝酸盐积累;温度对反应器的反硝化速率有很大的影响,在14～30 ℃范围内,反硝化温度常数K=0.03;水力停留时间对反硝化反应起重要作用,硝酸盐去除率随水力停留时间的延长而提高,但反硝化速率则随水力停留时间的延长而降低.变性淀粉扫描电子显微镜的观察结果表明,变性淀粉表面形成许多空洞结构,扩大了微生物附着生长的表面积,有利于微生物的生长.     

改性黏土去除水华束丝藻的研究

以采集自云南滇池的水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)为研究对象,分别用壳聚糖和聚合氯化铝对云南省常见的硅藻土进行改性,在实验室条件下研究两种改性黏土对水华束丝藻的去除效果。通过去除率的比较,得出两种改性黏土去除水华束丝藻的线性拟合方程。每毫升藻液壳聚糖改性硅藻土投加量(m L)与藻细胞光密度OD_(680)、叶绿素a质量浓度(mg/L)的关系分别为y=0.0377x-0.0014和y=0.009x+0.0002;每毫升藻液聚合氯化铝改性硅藻土投加量(m L)与藻细胞光密度OD_(680)、叶绿素a质量浓度(mg/L)的关系分别为y=0.0135x+0.002和y=0.0039x+0.002。壳聚糖改性硅藻土和聚合氯化铝改性硅藻土去除水华束丝藻的最适pH值范围分别为5~8、5~9,总氮(TN)去除率分别为39.77%、45.44%,总磷(TP)去除率分别为64.92%、78.01%。聚合氯化铝改性硅藻土去除水华束丝藻的最适pH值范围较宽,且其除藻过程中对TN、TP的去除率均较高。用透明溞(Daphnia magna)对其进行生态安全性试验,得出壳聚糖改性硅藻土和聚合氯化铝改性硅藻土除藻至48 h死亡率分别为30.77%、0。     

固定化生物活性炭纤维处理洗浴废水的研究

采用混凝-砂滤-固定化生物活性炭纤维的组合处理工艺来处理洗浴废水.利用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺为混凝剂对废水进行混凝处理,之后将废水通入砂滤柱,废水在曝气池进行曝气后进入固定化生物活性炭纤维(IBACF)单元.IBACF固定化完成后,连续运行30 d,去除率稳定之后,处理后的浊度、LAS、S0D_(Mn)平均值分别为2.2NTU、0.12 mg·L~(-1)、2.33 mg·L~(-1),平均去除率分别为95.2%、94.7%、84.8%.经处理后的洗浴废水各项指标均可以达到生活饮用水卫生标准或城市供水水质标准,可以直接回用于洗浴用水和其他生活杂用水.     

改性活性炭对废水中甲醛的吸附研究

通过浸渍-焙烧的方法制得铁改性活性炭,并将之应用于废水中甲醛的吸附.分别考察了吸附时间、初始溶液质量浓度、吸附剂投加量对改性活性炭吸附甲醛效果的影响,并研究了铁改性活性炭对甲醛水溶液的等温吸附及动力学.结果表明:在25℃、活性炭投加量为10 g/L、吸附时间为360 min时,铁改性活性炭对甲醛的去除率为91.8％;用准一级、准二级及内扩散动力学模型拟合吸附过程,准二级动力学模型符合该吸附过程;用Langmuir和Freundlich模型描述等温吸附过程,该吸附过程服从Langmuir模型,饱和吸附量为3.396 7mg/g.     

预涂动态膜-生物反应器处理人工废水的试验研究

以公称孔径为1 μm的聚丙烯无纺布(NWF)为基膜,分别以粉末状活性炭、粉末状活性炭及聚合氯化铝为预涂剂,制作预涂动态膜膜组件,组成预涂动态膜-生物反应器处理人工废水.结果表明,预涂动态膜-生物反应器出水COD值低且稳定,粉末状活性炭预涂膜-生物反应器出水COD平均值为49 mg/L,粉末状活性炭及聚合氯化铝预涂膜-生物反应器出水COD平均值为29 mg/L,而NWF-膜生物反应器出水COD为54 mg/L.膜生物反应器对污染物质的去除虽然主要依靠活性污泥混合液,但附着在基膜上的动态膜的吸附、混凝作用也能去除部分污染物质.预涂膜能减少及防止污染物质向膜材料表面和内部扩散,减轻膜污染,使预涂动膜-生物反应器显示出一定的耐污染性能.但粉末状活性炭粒径过小,影响粉末状活性炭预涂动态膜-生物反应器的出水浊度(平均值为3.3 NTU);而粉末状活性炭与聚合氯化铝形成的预涂动态膜,在提高COD去除效率的同时,能减少活性炭对出水浊度(平均值为2.3 NTU)的影响,保证出水水质.     

复合改性蒙脱土去除水体中颤藻的研究

为筛选用于景观水体水华应急治理的高效除藻材料,研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚合氯化铝(PAC)复合改性蒙脱土去除颤藻的效果.以藻液浊度去除率和叶绿素a去除率表征除藻效果,通过单因素试验和正交试验确定复合改性蒙脱土去除颤藻的最佳配比、用量和操作条件.通过Zeta电位、生物显微镜和SEM形态表征分析了复合改性蒙脱土去除颤藻的机理.通过λ=420 nm处的透光率随时间的变化来反映其絮凝沉降速率的变化.结果表明,蒙脱土投加量为70 mg/L、PAC投加量为9 mg/L、CTAB投加量为0.875 mg/L、蒙脱土粒径为90 μm、pH值为8时,颤藻叶绿素a和浊度去除率分别可达到96.02％和93.9％.蒙脱土经复合改性后电荷翻转,沉降絮凝藻细胞的速率和效果增加.复合改性蒙脱土通过电荷吸附和网捕包裹作用吸附沉降藻细胞,改性剂CTAB使藻细胞失活,抑制藻絮体重新上浮.     

水力停留时间对水解酸化-改性贻贝壳填料曝气生物滤池处理模拟生活污水的影响

研究了水力停留时间(HRT)对以贻贝壳和3种不同质量分数柠檬酸改性的贻贝壳为填料的曝气生物滤池(BAF)与水解酸化池组合对模拟生活污水中COD、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)去除效果的影响,并对4个系统的处理效果进行比较,以考察贻贝壳改性程度对系统处理效果的影响。结果表明,贻贝壳及改性贻贝壳均可以作为BAF的填料,其中0.5%柠檬酸改性的贻贝壳填料处理系统对模拟生活污水的处理效率最高。HRT对COD和TP去除效果的影响较大;HRT为4 h或8 h时,4个系统对NH3-N的平均去除率均在92.30%以上。     

改性生物炭固定枯草芽孢杆菌对黑臭水体中污染物的处理效果研究

以核桃壳生物炭为载体,通过吸附法和包埋法固定从黑臭水体底泥中分离出的具有降解功能的枯草芽孢杆菌N₃,考察固定化体对模拟黑臭水中NH■-N和化学需氧量(COD)的去除效果并研究降解机理。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等检测手段发现,吸附法制备的固定化体(XF-K)比包埋法制备的固定化体(BM-K)的表面形态及官能团更有益于吸附微生物和降解污染物。在90 h内,XF-K对NH■-N和COD的降解率分别达到88.46%和82.41%,降解效果明显优于BM-K。XF-K的最佳作用条件为pH=7、温度35℃、投加质量浓度0.01 g/mL。准二级动力学模型可以更好地描述XF-K对NH■-N和COD的吸附过程;XF-K对NH■-N的吸附更符合L型模型,对COD的吸附更符合F型模型。     

水力负荷对3种滤料生物挂膜和溶解无机氮去除效果的初步研究

以人工模拟海水养殖废水为处理对象,探讨了PE(聚乙烯)环、珊瑚石和PP(聚丙烯)方便面净水板3种生物滤料对氨氮的吸附性能,获得了动态吸附的穿透曲线。研究了3种滤料的生物挂膜情况以及挂膜成熟后在不同水力负荷下的净水效果。结果表明,珊瑚石滤料的挂膜成熟时间明显短于PE和PP材质的滤料,生物膜厚度与水流流速呈负相关。水力负荷对3种滤料生物滤器的净水效果有显著影响,当水力负荷为19～51 m3/(m2.h)时,生物滤器对TAN、TOC和NO2--N有较为理想的去除效果。     

壳聚糖改性膨润土的制备及对味精废水处理的试验研究

以膨润土和壳聚糖为原料制得新型水处理剂--壳聚糖改性膨润土,研究其制备条件对味精废水处理效果的影响.结果表明,土液比(膨润土质量与壳聚糖溶液体积之比)为1.25 g/mL,壳聚糖质量浓度为7.5 g/L,浸泡75 min,微波加热5 min条件下,制备的壳聚糖改性膨润土性能最好.此时,味精废水中CODCr的去除率可达56%,NH3-N的去除率达31%.对改性土比表面积、红外光谱及X-射线衍射图谱的分析表明,引入壳聚糖并没有改变膨润土的基本结构,壳聚糖只是吸附在膨润土表面,改变了膨润土在水中的分散状态,增强了膨润土对污染物的吸附和离子交换能力.