磁場(chǎng)流化床生物脫硫研究.pdf

1、微生物法脫硫技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、能耗少，無需高溫、高壓、催化劑、無二次污染等優(yōu)勢(shì)，是治理含硫污染物的重要技術(shù)，具有重要的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)硫酸鹽還原菌(SRB)和無色硫細(xì)菌(CSB)的硫代謝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出硫酸鹽廢水及硫化物廢水生物脫硫工藝，硫酸鹽廢水生物脫硫系統(tǒng)主要由固定化SRB生物膜磁場(chǎng)流化床(anMSFB)構(gòu)成。硫化物廢水生物脫硫系統(tǒng)主要是固定化CSB生物膜磁場(chǎng)流化床(aMSFB)。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效脫硫運(yùn)行，從以下方面

2、展開了深入研究： (1) 生物磁場(chǎng)穩(wěn)態(tài)流化床反應(yīng)器(MSFB)成功運(yùn)行的關(guān)鍵之一是合成既適合于微生物固載又具有較強(qiáng)磁性的多孔載體，因此，磁性多孔珠的合成是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。以苯乙烯為單體，二乙烯基苯為交聯(lián)劑，羧甲基纖維素與明膠作為分散劑，采用懸浮共聚法合成出磁性聚苯乙烯多孔珠(MPB)。掃描電鏡分析表明所制 MPB表面粗糙、孔洞密集、粒徑均勻(460μm)、呈單分散性；MPB具有球形度高、吸水性強(qiáng)、密度小(1050kg/m<'3

3、>)特點(diǎn)；壓汞儀和孔徑儀測(cè)定表明MPB具有大的比表面積(11400m<'2>/m<'3>)和大的孔度(67.6％)，孔徑分布較窄，而且平均孔徑介于細(xì)菌大小范圍內(nèi)，表面和孔洞內(nèi)結(jié)合酸酐基(酐基含量可達(dá)18 mmol/g)，因而具有良好的親水性和生物相容性，微生物聚集量大，是很好的酶和微生物固定化載體；MPB具有較強(qiáng)的磁響應(yīng)性(在有磁鐵時(shí)，其沉降速率達(dá)2.9 cm/min)，因此，MPB適合用作MSFB的填充顆粒。 (2) 由于M

4、SFB不僅可解決厭氧生物反應(yīng)器的低反應(yīng)效率，又可通過磁力穩(wěn)定作用解決生物流化床反應(yīng)器在高流速下生物顆粒的流失，因此，采用MSFB作為本系統(tǒng)的厭氧硫酸鹽還原和好氧產(chǎn)硫生物反應(yīng)器?？疾炝薓SFB在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的流化現(xiàn)象，研究了進(jìn)液流速對(duì)空隙率和壓力降的影響，確定了其最佳運(yùn)行參數(shù)：電流強(qiáng)度為5A，最小流化速度55 mL/min。 (3)生物脫硫系統(tǒng)運(yùn)行工況的研究對(duì)其應(yīng)用意義重大。馴化后的SRB和CSB菌群分別接入已填充有MPB的a

5、nMSFB和aMSFB中，采用載體浸泡掛膜法進(jìn)行啟動(dòng)運(yùn)行，然后通入模擬廢水進(jìn)入穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行。通過顯微、掃描電鏡等方法研究了系統(tǒng)anMSFB和aMSFB反應(yīng)器的生物膜組成及生物膜量；考察了pH、溫度對(duì)SO<,4><'2->和S<'2->去除率的影響；確定了anMSFB反應(yīng)器中SO<,4><'2->的降解動(dòng)力學(xué)方程及aMSFB反應(yīng)器中S<'2->的降解動(dòng)力學(xué)方程；理論推導(dǎo)出在特定進(jìn)液廢水濃度和脫硫率下anMSFB反應(yīng)器及aMSFB反應(yīng)器中M