本文選題：生物滴濾　切入點(diǎn)：正己烷　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：揮發(fā)性有機(jī)物(Volitile Organic Compounds,VOCs)的無(wú)組織排放已被認(rèn)為是導(dǎo)致大氣污染的主要原因之一。盡管生物滴濾器(Biotrickling filters,BTF)因其具有高效和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,但研究發(fā)現(xiàn),該技術(shù)應(yīng)用于降解疏水性有機(jī)污染物時(shí)去除效率并不理想,因此本研究采用表面活性劑生物強(qiáng)化技術(shù)來(lái)提高其降解效率。表面活性劑的添加不僅可以增強(qiáng)VOCs的水溶性,提高其從氣相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率;還能夠增強(qiáng)微生物的活性,提高其對(duì)VOCs的分解利用能力。本研究選取正己烷作為模擬VOC,聚氨酯海綿為填料,以城市污水處理廠二沉池內(nèi)活性污泥為接種菌體,以生物表面活性劑皂角苷和非離子表面活性劑Tween 20及其復(fù)配表面活性劑作為添加劑,采用兩套獨(dú)立運(yùn)行但結(jié)構(gòu)相似的生物滴濾器BTF1和BTF2對(duì)照考察其降解氣態(tài)正己烷的性能,從而研究表面活性劑對(duì)其性能的影響。在BTFs系統(tǒng)的啟動(dòng)階段,進(jìn)口正己烷濃度設(shè)定為250 mg m~(-3),空床停留時(shí)間為30 s,總進(jìn)氣流量為0.55 m3 h~(-1)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,BTF1和BTF2對(duì)正己烷的降解效率均可在第11和13天到達(dá)90%,在第18天時(shí),其降解效率均超過(guò)95%,表明生物滴濾器啟動(dòng)成功,整個(gè)啟動(dòng)階段共經(jīng)歷了22天。待BTFs啟動(dòng)成功后,首先進(jìn)行表面活性劑添加濃度及其混合比優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)。保持氣體停留時(shí)間為30s,正己烷廢氣的進(jìn)口濃度為600 mg m~(-3),進(jìn)氣流量為0.55m3 h~(-1),在BTF1的營(yíng)養(yǎng)液中添加不同濃度的單一或混合表面活性劑,BTF2營(yíng)養(yǎng)液中未添加任何表面活性劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,皂角苷的最佳添加濃度為1.25CMC,對(duì)應(yīng)的降解效率和去除容量分別為88.4%和63.4 g m~(-3) h~(-1);與BTF2相比,皂角苷添加濃度為0.1CMC、0.5CMC、1.0CM、1.25CMC和1.5CMC時(shí),降解效率分別提高了6.1%、12.1%、17.1%、27.0%和20%。同樣的方法得出,Tween 20的最佳添加濃度為0.1CMC,此時(shí)的將降解效率和去除容量分別為78.45%和56.25 g m~(-3)h~(-1);與BTF2相比,Tween 20添加濃度為0.05CMC、0.1CMC、0.2CMC、0.5CMC和1.0CMC時(shí),降解效率分別提高了7.33%、15.79%、8.07%、5.65%和~(-3).53%。皂角苷和Tween 20的最佳混合比為3:1,其對(duì)應(yīng)的降解效率和去除容量分別為91.66%和65.72 g m~(-3) h~(-1),與BTF2相比,皂角苷和Tween 20混合比為3:1、2:1、1:1、1:2和1:3時(shí),降解效率分別提高了30.6%、23.04%、19.24%、8.89%和5.94%。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中BTF1未出現(xiàn)任何生物膜過(guò)度蓄積現(xiàn)象,而BTF2發(fā)生了兩次生物膜堵塞現(xiàn)象。將最佳濃度的皂角苷引入到BTF1的營(yíng)養(yǎng)液中,與BTF2做對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)。逐步增加進(jìn)口正己烷的濃度至400、600、800和1000 mg m~(-3)以使其進(jìn)口有機(jī)負(fù)荷增大至47.83、71.74、95.65和120.0 g m~(-3)h~(-1),BTF1的最大平均降解效率分別為91.3%、88.3%、85.8%和83.0%,其對(duì)應(yīng)的去除容量為43.67、63.35、82.07和99.6 g m~(-3)h~(-1);而BTF2的平均最大降解效率僅為62.8%、61.4%、60.8%和56.8%,其對(duì)應(yīng)的去除容量也僅有30.04、44.05、58.16和68.16 g m~(-3) h~(-1)。保持有機(jī)負(fù)荷為71.7 g m~(-3) h~(-1)不變,氣體停留時(shí)間由30 s逐步減少至15、10和7.5 s,BTF1的平均最大降解效率分別為88.4%、84.4%、75.6%和64.5%,其對(duì)應(yīng)的去除容量為63.4、60.5、54.2和46.2 g m~(-3) h~(-1);而BTF2的平均最大降解效率僅為61.4%、53.9%、43.9%和38.3%,其對(duì)應(yīng)的去除容量也僅有44.0、38.6、31.5和27.5 g m~(-3)h~(-1)。結(jié)果顯示在上述兩種不同運(yùn)行條件下,BTF1的去除效率均明顯優(yōu)于BTF2,因此,在營(yíng)養(yǎng)液中添加適量濃度的表面活性劑能夠確保反應(yīng)器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X701

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 ;Performance of biotrickling filters packed with structured or cubic polyurethane sponges for VOC removal[J];Journal of Environmental Sciences;2011年08期

2 孫s釷，

本文編號(hào)：1588417