生物滴濾塔凈化含低濃度苯乙烯廢氣的研究
摘要：利用菌絲體熱解炭作為填料,采用兩座相同實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的生物滴濾塔,分別填裝熱解炭-木屑混合填料和木屑單一填料,并聯(lián)操作,進(jìn)行微生物凈化含苯乙烯廢氣的實(shí)驗(yàn),研究并對(duì)比了兩座生物滴濾塔的凈化性能.結(jié)果表明,由于熱解炭具有比表面積大、孔隙率高等特點(diǎn),熱解炭-木屑混合作為生物滴濾塔填料,比單一的木屑填料掛膜速度快,凈化效果好,停運(yùn)恢復(fù)能力強(qiáng).適宜操作條件為:入口氣體濃度50~450mg·m-3,停留時(shí)間21.6~43.2s,氣液比110.7~55.3,凈化效率92%~100%,最大去除負(fù)荷可達(dá)153.1g·m-3·h-1.整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,系統(tǒng)的壓降始終維持在0~255Pa,動(dòng)力消耗小.研究發(fā)現(xiàn),循環(huán)液中氨氮(NH4+-N)濃度只需能夠保證微生物正常的生命活動(dòng)即可,不宜過(guò)量或不足.生物滴濾塔循環(huán)液的紫外吸光度(UV254)與苯乙烯去除率具有一定的相關(guān)性,可通過(guò)測(cè)定循環(huán)液UV254,了解生物滴濾塔的運(yùn)行狀況.
關(guān)鍵詞：生物滴濾塔，填料，苯乙烯，循環(huán)液
苯乙烯是一種重要的有機(jī)化學(xué)原料,屬于芳烴類化合物,在塑料、合成橡膠、絕緣材料及制藥、染料和農(nóng)藥等行業(yè)都具有廣泛的用途.在苯乙烯及一些以苯乙烯為原料的工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用和貯藏過(guò)程中,會(huì)排放大量低濃度(c≤300mg·m-3)的含苯乙烯廢氣,不僅污染大氣環(huán)境,還會(huì)對(duì)人體健康造成傷害,其“三致”作用均有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道.同時(shí),苯乙烯還是典型的VOCs惡臭污染物,已被美國(guó)環(huán)境保護(hù)局列為189種危害空氣污染物之一.
VOCs的傳統(tǒng)處理方法有吸附法、吸收法、燃燒法、冷凝法等,近年出現(xiàn)的新技術(shù)有電暈法、光氧化分解法、等離子體法等.這些方法各有其優(yōu)勢(shì),但存在投資大、成本高、二次污染等弊端.生物法作為一種安全、高效的VOCs凈化方法,正在受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者越來(lái)越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用,并取得了良好效果.生物法的實(shí)質(zhì)為微生物利用廢氣中的有機(jī)物作為唯一的碳源進(jìn)行新陳代謝,將其分解為無(wú)機(jī)物,并維持自身的生命活動(dòng).
生物滴濾法將生物膜凈化技術(shù)和高效化工裝置———填料塔相結(jié)合,不僅處理效果好、無(wú)二次污染,而且操作簡(jiǎn)便、易于管理、運(yùn)行費(fèi)用低.尤其在處理低濃度、生物降解性好的有機(jī)廢氣時(shí),則更加凸顯出其優(yōu)越性.目前對(duì)生物滴濾器的研究主要集中于生物處理對(duì)象、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型、填料、設(shè)備和工藝條件及優(yōu)勢(shì)菌種選育等方面.國(guó)內(nèi)開展相同領(lǐng)域的研究始于20世紀(jì)90年代,如孫珮石教授等分別從工藝條件、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和優(yōu)勢(shì)生物膜微種群等方面對(duì)凈化含苯環(huán)有機(jī)廢氣的生物滴濾塔進(jìn)行了研究.
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