生物滴滤塔净化苯乙烯废气的强化启动及工艺性能

采用多面空心球与活性炭纤维组合填料构建生物滴滤塔(BTF),接种活性污泥净化苯乙烯废气。采用外加葡萄糖共代谢基质,气液相联合挂膜法启动生物滴滤塔,考察BTF启动及稳定阶段的工艺性能。结果表明,BTF的挂膜时间仅为20 d,实现了BTF的快速启动;适宜的苯乙烯进气浓度为195.2~1478.2 mg/m3,停留时间(EBRT)为57 s,气液比为300:1,系统最大去除负荷可达136.4 g/(m3·h); BTF对喷淋液pH的大幅变化及间歇运行有较强的适应性。     

填料对生物滴滤塔去除H2S的影响

为比较不同生物填料用于城市污水提升泵站除臭的性能,建立4组不同填料的生物滴滤塔(BTF)中试装置,并考察其对污水提升泵站中以H2S为主的市政臭气的去除效果。结果表明,在进气风量为180 m3·h-1,H2S进气浓度控制在7 500~8 500 μg·m-3条件下,竹炭在吸附阶段和挂膜阶段对H2S去除效果均最佳;竹炭生物滴滤塔挂膜速度最快,只需1~2周就可以完成挂膜,H2S主要集中在塔底填料层500 mm位置以下被降解,塔顶出气浓度稳定在(30±2)μg·m-3,压降稳定在(78.7±0.5)Pa,滤出液中SO42-浓度最高达到117.04 mg·L-1,塔内pH为2.0~3.0,降解H2S的微生物为嗜酸性菌。     

生物滴滤塔处理有机废气的填料选择研究

以含低浓度乙酸、正己烷和苯乙烯的混合有机气体模拟实际有机废气,采用实验室规模的生物滴滤塔处理有机废气,并比较了海绵、珊瑚石、陶粒和空心塑料小球4种填料的性能。结果表明:(1)生物滴滤塔启动时间最短的为海绵生物滴滤塔(约20d),其次为陶粒生物滴滤塔(约25d),启动时间较长的为珊瑚石生物滴滤塔(约35d)和空心塑料小球生物滴滤塔(约40d)。(2)在稳定运行期,不同填料生物滴滤塔对水溶性和极性较强的乙酸的去除率差异尤为明显,对正己烷和苯乙烯的去除率差异相对较小。(3)4种填料生物滴滤塔中的异养细菌数量依次为海绵>陶粒>珊瑚石>空心塑料小球。运行80d时,海绵、陶粒、珊瑚石和空心塑料小球生物滴滤塔中的异养细菌数量分别达5.9×108、4.8×108、3.6×108、3.0×108 cfu/g(以单位质量干填料计)。(4)在相同的进气流速下,4种填料生物滴滤塔的填料层压力降依次为珊瑚石>陶粒>空心塑料小球>海绵。(5)海绵和陶粒较适宜作为生物滴滤塔的填料。     

生物滴滤塔净化苯乙烯废气的实验研究

采用生物滴滤(BTF)系统对含苯乙烯的有机废气进行了生物净化实验并研究该系统VOCs生物降解性能。实验表明,苯乙烯进气浓度低于20 mg/m3时BTF去除效率可达92%以上,出口苯乙烯浓度低于1.6 mg/m3,达到GB14554-1993中规定的排放标准;该BTF装置对苯乙烯的去除负荷在2.0 g/(m3.h)左右;系统稳定运行时循环液COD、浊度和pH等都保持稳定,无脱落生物膜积累现象;生物滴滤塔系统适宜的气液比为300;系统总压降约100 Pa,鲍尔环填料和聚氨酯发泡填料混合装填方式可以降低系统压降并有利于微生物挂膜。     

喷淋条件对生物滴滤塔去除含H2S废气的影响

以竹炭为填料,采用高效生物滴滤塔（BTF）中试装置处理污水提升泵站产生的以H2S为主的废气,考察了喷淋时间和喷淋频率对塔内轴向H2S去除率、滤出液中SO42-浓度和pH、塔内压降的影响。结果表明：当生物滴滤塔系统的空塔停留时间为6.43 s,喷淋时间和喷淋频率分别为1 min·次-1和1次·（60 min）-1,BTF对H2S去除效果最好,去除率达99.0%以上,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级厂界排放标准;BTF滤出液中的pH值稳定在2.0~3.0之间,塔内的微生物为嗜酸性硫氧化菌;BTF对H2S的降解符合Michaelis-Menten动力学模型,在适宜喷淋条件下,BTF内的表观半饱和常数（Ks）和最大表观去除速率（Vm）分别为86.8 mg·m-3和22.3 g·（m3·h）-1,系统具有较高的抗负荷冲击能力。     

不同挂膜方式生物滴滤塔处理含H2S恶臭气体

采用菌剂挂膜,活性污泥挂膜和自然挂膜3种不同方式形成生物滴滤塔,考察挂膜方式对生物滴滤塔去除H2s恶臭气体的影响。结果表明,当进气H2S浓度为5mg／m3时,菌剂挂膜、活性污泥挂膜、自然挂膜形成的生物滴滤塔出气H2s浓度分别为15．7～17．4、11．6～14．8和15．0～15．9μg／m3;塔内压降分别为3—4mm水柱、6mm水柱和4—5mm水柱;喷淋后滤出液中硫酸根的浓度分别为14、22和17mg／L,硫的转化率分别为45％、60％和50％。当进气H2S浓度增大至7mg／m3时,3个塔经过7d的调整后,均能达到稳定状态,稳定后3个塔中出气H2s浓度和压降基本没变,喷淋后滤出液中硫酸根浓度依次增大至25、31和30mg／L左右。采用活性污泥挂膜形成的生物滴滤塔处理H2s的能力比菌剂挂膜和自然挂膜的高。     

铁氧化物多孔陶粒生物滴滤塔净化硫化氢气体

采用装有凹凸棒石基铁氧化物多孔陶粒作为填料的生物滴滤塔,进行了长期实验室H2S脱臭实验。结果表明,该生物滴滤塔H2S的进气浓度低于500 mg/m3 时,循环营养液喷淋量高于1.5 L/h,气体最佳停留时间为54.9 s,去除率在95 % 以上。代谢产物以SO42-为主,转化速率在52.42 g/(m3·d)左右。该滴滤塔系统可稳定而有效运行。生物相观察表明,滴滤塔填料表面附着大量微生物,铁氧化物陶粒具有化学和生物惰性,有利于微生物的附着。     

改进型生物滴滤塔处理H2S臭气的最适工艺条件研究

以H2S气体为研究对象,考察改进型生物滴滤塔的脱臭效能、最适工艺运行条件及其影响因素.试验结果表明,循环液喷淋量为10 L/s,气体流量为400 L/s的情况下,最高H2S负荷率可以达到68.2 g/m3·h;最适气体停留时间68.4 s.当入口H2S浓度分别为0～700 mg/m3、700～1000 mg/m3和大于1000 mg/m3时,对应的最适循环液喷淋量为10 L/s、15 L/s和60 L/s.H2S去除率100%的情况下,最大允许进气浓度可达1870 mg/m3,即最大H2S负荷率为98.4 g/m3·h.该研究表明,改进型生物滴滤塔具有较高的H2S去除能力,最适工艺运行条件的确定对污水厂臭气和化工行业产生的H2S处理具有一定的指导意义.     

生物滴滤塔中试处理某树脂制造企业VOCs

采用生物滴滤工艺对某树脂制造厂污水站产生的VOCs废气进行现场处理。将活性污泥和1,2-二氯乙烷降解菌Starkeya sp.T2接种至中试规模的生物滴滤塔中,以处理该厂污水站产生的含甲缩醛(DMM)和1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)混合废气。在生物滴滤塔运行40 d后,系统仍能稳定运行,甲缩醛和1,2-二氯乙烷的去除率分别达到77%和82%以上。随着进气负荷不断增加,甲缩醛和1,2-二氯乙烷的去除负荷最大分别可达9.0和6.8 g·(m³·h)⁻¹,表明工艺对甲缩醛和1,2-二氯乙烷去除效果较好。通过对反应器内氯离子浓度的监测发现,循环液中氯离子浓度的变化总体呈上升趋势,侧面说明了工艺对1,2-二氯乙烷具有良好的降解效果。试验前期和末期的压力损失p₁、p₂与气体流速v均存在线性关系,且试验末期的压力损失均大于前期。由高通量测序结果得出,在甲缩醛和1,2-二氯乙烷去除中占主导地位的是分枝杆菌属和生丝微菌属。     

生物滴滤法去除低浓度苯乙烯

通过装载改性聚乙烯填料的生物滴滤塔进行废气中的苯乙烯生物降解实验。结果表明,通过快速排泥法挂膜,该反应器可在较短周期内实现微生物的驯化。苯乙烯入口浓度和空床停留时间(EBRT)是影响反应器性能的重要因素,当EBRT分别为60、45、30和15 s以及对应的入口浓度分别为950、430、350和200 mg/m3时,可实现达标排放。循环喷淋液中的硝酸盐(亚硝酸盐)对生物滴滤池的影响十分明显,在初始阶段,亚硝酸根很快被耗尽,硝酸根则相对缓慢。当循环液中的TN从102.63 mg/L下降到24.24 mg/L时,滴滤池的去除效率由94.48%下降到43.16%,部分原因是降低NOx-的浓度减弱了反硝化作用对VOC碳源的利用。     

超重力-磷酸钠法脱除低浓度SO2

为开发脱硫率高、成本低、可回收SO2的脱硫技术,以旋转填料床为吸收设备,磷酸钠溶液为吸收剂,系统开展了液气比L／G、转速N、气体中SO2浓度CSO2,in吸收剂磷酸浓度CL和初始pH等工艺参数和溶液再生循环次数对脱硫率叼影响的实验研究。结果表明,叩随L／G、N、CL和初始pH的增加而增大,且它们的值越低时,叩增加越明显;受G和CSO2,in影响较小。在适宜操作条件下,脱硫率达99％以上,出口SO2浓度低于100mg／m^3。磷酸钠溶液可再生循环使用,脱硫率稳定在99％以上。表明超重力-磷酸钠法脱硫技术在小的液气比下即可达到高的脱硫率,吸收剂循环使用,可实现低成本并达标治理SO2废气,且适用范围宽,具有良好的工业应用前景。     

超重力-磷酸钠法脱除低浓度SO2

为开发脱硫率高、成本低、可回收SO₂的脱硫技术,以旋转填料床为吸收设备,磷酸钠溶液为吸收剂,系统开展了液气比L/G、转速N、气体中SO₂浓度CSO₂,in、吸收剂磷酸浓度CL和初始pH等工艺参数和溶液再生循环次数对脱硫率η影响的实验研究。结果表明,η随L/G、N、CL和初始pH的增加而增大,且它们的值越低时,η增加越明显;受G和CSO₂,in影响较小。在适宜操作条件下,脱硫率达99%以上,出口SO₂浓度低于100 mg/m³。磷酸钠溶液可再生循环使用,脱硫率稳定在99%以上。表明超重力-磷酸钠法脱硫技术在小的液气比下即可达到高的脱硫率,吸收剂循环使用,可实现低成本并达标治理SO₂废气,且适用范围宽,具有良好的工业应用前景。     

生物滴滤器处理间二氯苯废气的性能分析

从土壤中筛选1株能够降解间二氯苯能力的菌株,鉴定为土壤短芽孢杆菌(Brevibacillus agri),该优势菌最佳生长条件为:降解时间48 h,菌液接种量10%,pH=7,温度25℃。以间二氯苯为模拟有机废气,采用生物滴滤器接种土壤短芽孢杆菌的方法对其进行生物处理。结果表明,在空床停留时间为90 s、进气浓度为1 000 mg·m~(-3)、进气负荷为60 g·(m~3·h)~(-1)条件下,间二氯苯的去除率可以维持在85%以上。生物滴滤器稳定运行后,菌体表面官能团发生改变,通过傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱分析发现,菌株通过逐步加氧羧化后开环降解间二氯苯;对菌株再进行16S rRNA基因序列的同源性分析发现,生物膜中Brevibacillus agri占比达69.39%,并可以良好生长。研究可为间二氯苯的工业化处理提供参考。     

二氧化钛脱除高温烟气中的氯化氢

HCl是城市垃圾焚烧产生的主要气体污染物之一。将一种新型脱氯剂TiO2引入到垃圾焚烧系统中,并与其他脱氯剂的性能进行比较。研究了不同脱氯剂使用量、不同反应温度和不同HCl气体浓度对TiO2、CaO和CaTiO3脱氯效果的影响。结果显示,TiO2能在高温(800~1 000℃)、高HCl浓度(1 303.6~1 629.5 mg/m3)下获得较好的脱氯效果。与传统的脱氯剂CaO相比,TiO2更适合于高温烟气脱氯,其在1 000℃时的氯容(36.3 mg HCl/g TiO2)几乎是相同情况下的CaO氯容(9.3 mg HCl/g CaO)的4倍。而CaTiO3的脱氯效果不但受到自身分解效率的影响,还受到TiO2和CaO脱氯效果的影响,其脱氯效果较差。     

连续式生物吸收工艺脱除二氧化硫

运用连续式生物吸收处理工艺,以废糖蜜发酵液作为碳源进行了微生物法去除SO2气体的研究,在简单粗放的实验条件下,研究了脱硫脱硫弧菌对较大气量SO2气体的去除效果,并对产物H2S在第二级生物反应器中的去除率进行了测定。实验结果表明,随着进气量由0.18 m3/h增大至5 m3/h,脱硫率会降低,但是随之提高搅拌速度和补料速度后,脱硫率又恢复到较高水平,当搅拌速度为590 r/min时,5 L生物反应液可以处理5 m3/h的SO2气体,1#反应器SO2去除率和2#反应器H2S去除率分别达到92%和98%以上。在气量增至5 m3/h时,1#和2#反应器补料流速分别为175 mL/h和200 mL/h时,没有亚硫酸盐和硫化物的积累,pH值和菌体浓度稳定,系统运行良好。     

Removal of sulphur dioxide from exhaust gases using hazardous and structured packing

The expulsion of sulphur dioxide from hydrocarbon combustion can reach levels higher than accepted by the normative. In order to evaluate the efficiency of separation of SO₂ by different packing systems constructed with materials such as metals or ceramics, the mass transfer and hydrodynamic parameters were evaluated. With the use of mass transfer model, the ININ packing showed higher separation efficiency with respect to Sulzer BX, Mellapak, and Raschig packing: 33.74%, 45.43% and 61.32%, respectively. These results were because the ININ packing has lower corrugation angles and narrower corrugated side than the others. The present work quantifies the improvements in mass transfer, like mass transfer volumetric coefficient and the height of the transfer global units in gas and liquid phase per each packing, using absorption columns with different gas flow managed: 5,000, 4,000 and 3,000 Nm3/h. The hydrodynamic model was used to design the column, as well as to determine the diameter or the cross area of the column per each packing. It is discussed that the ININ packing was one of the best of those tested because it has the highest separation efficiency with the least height of the transfer global units.     

PCR-DGGE技术用于处理苯乙烯废气的生物滴滤塔中微生物优势菌种解析

采用生物滴滤塔能够有效去除含苯乙烯恶臭气体,塔内微生物中含有大量的球菌和杆状菌。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究处理苯乙烯恶臭气体的生物滴滤塔填料表面的微生物,结果表明,去除苯乙烯生物滴滤塔中有5种菌为降解苯乙烯的优势菌种;通过16S rDNA基因扩增测序同源性比对,结果显示嗜甲基杆菌属(methylophilus)丰度为50.5%,2种变形菌属(alpha proteobacterium、delta proteobacterium)相对丰度分别为16.9%和11.6%。     

Removal of hydrogen sulfide and sulfur dioxide by carbons impregnated with triethylenediamine

Activated carbon (AC) adsorption has long been considered to be a readily available technology for providing protection against exposure to acutely toxic gases. However, ACs without chemical impregnation have proven to be much less efficient than impregnated ACs in terms of gas removal. The impregnated ACs in current use are usually modified with metalloid impregnation agents (ASC-carbons; copper, chromium, or silver) to simultaneously enhance the chemical and physical properties of the ACs in removing specific poisonous gases. These metalloid agents, however, can cause acute poisoning to both humans and the environment, thereby necessitating the search for organic impregnation agents that present a much lower risk. The aim of the study reported here was to assess AC or ASC-carbon impregnated with triethylenediamine (TEDA) in terms of its adsorption capability for simulated hydrogen sulfide (H2S) and sulfur dioxide (SO2) gases. The investigation was undergone in a properly designed laboratory-scale and industrial fume hood evaluation. Using the system reported here, we obtained a significant adsorption: the removal capability for H2S and SO2 was 375 and 229 mg/g-C, respectively. BET measurements, element analysis, scanning electron microscopy, and energy dispersive spectrometry identified the removal mechanism for TEDA-impregnated AC to be both chemical and physical adsorption. Chemical adsorption and oxidation were the primary means by which TEDA-impregnated ASC-carbons removed the simulated gases.