生物滴濾法凈化甲苯廢氣的研究.pdf

1、甲苯是重要的化工原料,是基本有機(jī)原料之一,從甲苯中可以衍生出許多種化工原料,同時(shí),甲苯又有毒性,會(huì)對(duì)中樞神經(jīng)產(chǎn)生影響,從而造成對(duì)人身體的傷害。 本研究以甲苯為目標(biāo)污染物,從核心動(dòng)力微生物菌種進(jìn)行研究,在收集與整理大量微生物降解理論資料的基礎(chǔ)上,研究了VOCs降解菌的馴化、培養(yǎng)及降解性對(duì)比；在接近于工業(yè)應(yīng)用的非穩(wěn)態(tài)條件下,以單一純菌種惡臭假單胞菌、城市污水廠活性污泥、焦化廠活性污泥與馴化后的高效降解菌作為菌源,進(jìn)行了生物滴濾裝置的

2、掛膜啟動(dòng)及處理工藝研究,驗(yàn)證純菌種掛膜啟動(dòng)和錯(cuò)流操作方式的可行性；利用分子生物學(xué)手段建立了總細(xì)菌和惡臭假單胞菌細(xì)菌豐度的標(biāo)準(zhǔn)曲線；通過對(duì)生物膜微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描電鏡觀察,提出了生物滴濾法去除甲苯的機(jī)理過程,從微觀生物膜上的氣相擴(kuò)散和膜中的代謝反應(yīng)、宏觀濃度梯度在反應(yīng)器長(zhǎng)度上的變化出發(fā),建立了數(shù)學(xué)動(dòng)力學(xué)模型。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 底物的接種量會(huì)影響反應(yīng)速度以及菌種的降解性能,不同的菌種會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)最佳的接種量； 在接近于工

3、業(yè)化應(yīng)用的非穩(wěn)定條件下,以未經(jīng)過目標(biāo)污染物甲苯馴化的具有降解能力的純菌種惡臭假單胞菌作為菌源啟動(dòng)生物滴濾塔是可行的,最大體積去除負(fù)荷為105.35 g·m-3·h-1;漫灌沖洗法和調(diào)整營養(yǎng)液加入量可以去除部分多余生物膜,控制生物膜的增長(zhǎng),保證濾塔內(nèi)生物量保持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定；通過在進(jìn)氣截面上進(jìn)行填料大小極配,來進(jìn)行氣體在反應(yīng)器內(nèi)的再分布,解決中心氣速高,兩側(cè)低的問題； 在環(huán)境溫度、濕度變化,晝夜溫差較大,進(jìn)口甲苯濃度波動(dòng)的情況下,

4、以單一底物甲苯馴化后的純菌種惡臭假單胞菌作為菌源,采取錯(cuò)流式生物滴濾反應(yīng)器處理甲苯廢氣是可行且有效的,掛膜啟動(dòng)僅需要7天,掛膜速度很快且較為穩(wěn)定,最大體積去除負(fù)荷為276.62g·m-3·h-1:錯(cuò)流式生物滴濾裝置的設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作方式的改變提高了反應(yīng)器的有效降解空間,較好地調(diào)節(jié)了反應(yīng)器內(nèi)的濕度,生物膜分布比較均勻,更適于實(shí)際工業(yè)中排放的以大氣量、低濃度為特點(diǎn)的揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理；采取控制營養(yǎng)液溫度的控制策略,可以有效調(diào)整反應(yīng)器溫度,從

5、而提高反應(yīng)器去除效率,在環(huán)境溫度為17℃左右時(shí),控制營養(yǎng)液溫度為28-34℃,反應(yīng)器的去除效果較好且穩(wěn)定；溫度、氮源以及生物膜量對(duì)反應(yīng)器去除效率的影響是相對(duì)比較大的； 利用分子生物學(xué)手段可以有效地對(duì)反應(yīng)器內(nèi)細(xì)菌豐度的變化進(jìn)行檢測(cè),為運(yùn)行階段菌源補(bǔ)充提供了重要的依據(jù)； 生物膜內(nèi)不僅有細(xì)胞物質(zhì),而且還存在大量微孔結(jié)構(gòu),生物質(zhì)的分布呈現(xiàn)非均勻性,生物膜的微孔結(jié)構(gòu)在一定程度上起到了輸送氧的功能；根據(jù)得到的模型可知,甲苯濃度在填料