【摘要】：在對市政污水泵站惡臭進行了初步調(diào)研的基礎(chǔ)上，本研究選取了引起城市排水設(shè)施惡臭的主要污染物H_2S、NH_3和三甲胺作為研究對象，采用生物濾塔進行了脫臭的研究，探討了生物脫臭的機理以及影響生物濾塔工藝運行的因素。在惡臭處理的微生物研究方面，結(jié)合分子生物學的技術(shù)方法研究了處理氨的生物濾塔中的微生物多樣性，了解生物濾塔中微生物的種類及微生物生態(tài)。通過傳統(tǒng)的篩選分離的方法，得到了兩株三甲胺的高效降解菌。 選用泥炭生物濾塔處理含低濃度H_2S的惡臭氣體，結(jié)果表明，泥炭生物濾塔能有效處理濃度低于＜70 mg／m~3的H_2S氣體，氣體停留時間大于25 sec，去除效率可達99％以上，且該生物濾塔具有較強的抗沖擊負荷。但實驗發(fā)現(xiàn)，由于填料泥炭的顆粒分布不均勻、容積密度低、易壓縮，會導致塔內(nèi)壓降增大，從而在實際工程應(yīng)用中會導致運行費用的增大。 選用活性污泥堆肥作為填料處理低濃度H_2S和NH_3的混合氣體，結(jié)果表明，堆肥生物濾塔可以有效處理含低濃度H_2S的惡臭氣體，去除效率可達99％以上，氨的存在對H_2S的去除基本沒有影響，但該生物濾塔系統(tǒng)對氨的處理效率一直較低。通過對生物降解產(chǎn)物的分析表明，運行過程中進入生物濾塔的氨絕大部分是通過物理化學的作用(吸附、吸收以及中和作用)去除的，真正通過微生物硝化作用去除的氨較少。 針對含NH_3的惡臭氣體處理，選用了豬糞制成的堆肥和污泥顆粒作為填料，研究了生物濾塔長期運行處理氨的效果，考察了自養(yǎng)型氨氧化菌的生態(tài)及其種類隨運行時間的變化情況，以及在非穩(wěn)態(tài)條件下生物濾塔處理氨的能力。研究表明，在反應(yīng)器運行的210天內(nèi)，兩種填料用于處理含氨氣體的效果較好。污泥生物濾塔的啟動時間需要1個月左右，當兩反應(yīng)器運行達到穩(wěn)態(tài)后，對濃度低于110mg／m~3的氨，表現(xiàn)出較高的去除能力，但當氨的濃度繼續(xù)升高時，兩生物濾塔對氨的去除效率開始下降，當進氣濃度大于190 mg／m~3時，去除效率降到了50％左右。長期運行以及高負荷條件下，兩生物濾塔均出現(xiàn)了失活現(xiàn)象，這可能與填料結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生改變有關(guān)，，產(chǎn)物積累是填料性質(zhì)改變的因素之一，即由于產(chǎn)物積累造成鹽濃度過高，引起滲透壓效應(yīng)抑制了硝化細菌的活性。通過對接種的生物濾 塔內(nèi)自養(yǎng)型氨氧化菌的DGGE分析，發(fā)現(xiàn)堆肥原樣中本身就存在有氨氧化菌， 在堆肥生物濾塔的運行過程中氨氧化菌以亞硝化螺菌屬的從介刀sosPira mult晌rmis為主;而污泥生物濾塔開始運行時氨氧化菌數(shù)量較少，當馴化完成后 反應(yīng)器達到穩(wěn)態(tài)，氨氧化菌增多并以亞硝化單胞菌屬的Ni枷口monas eutrl，ha為 主，同時可以看出兩生物濾塔中的模式菌種并不完全相同。 非穩(wěn)態(tài)條件下生物濾塔處理低濃度含氨氣體的結(jié)果表明，生物濾塔能很快適 應(yīng)進氣濃度以及氣體流量的突然改變，進氣負荷的波動對生物濾塔的影響不大; 在經(jīng)歷一段時間的閑置后重新啟動生物濾塔，兩生物濾塔對氨的去除能力均能在 較短時間內(nèi)得以恢復，所需要的時間從幾個小時到一天不等，一般被閑置的時間 越長，恢復處理能力所需的時間越長;生物濾塔空負荷運行一段時間后再重新啟 動，其恢復對氨的去除能力所需要的時間比完全停止運行后再啟動需要的時間 短;高容積負荷會導致生物濾塔去除效率的顯著下降，主要是因為高濃度的氨對 生物濾塔中的微生物有毒害作用，微生物的活性恢復需要較長的時間;填料的含 水率對生物濾塔的正常運行非常重要，一旦填料出現(xiàn)干化，去除效率會急劇下降. 常見的三甲胺降解微生物屬包括尸毋口印cc。，Me負泌叨hil公，Pseudom口。， 場，homicrobium等。本研究從兩種不同的生境，以三甲胺為碳源富集，分離和 純化得到的2株三甲胺降解菌株均屬于副球菌屬(paracocco sP.)。分離菌株既 可以在好氧條件下降解三甲胺，也可以在厭氧條件下利用三甲胺作為唯一碳源生 長。菌株在生理生化水平和165 rDNA序列同源性上差異較小，均接近于 Paraeoeeus amsnovorans，與Paraeoccus aminovorans的165 rDNA序列相似性均 為98.8%。生物濾塔處理惡臭氣體三甲胺的結(jié)果表明，堆肥生物濾塔和污泥生物 濾塔可以有效處理含三甲胺的惡臭氣體，對三甲胺的處理效率達到了100%。在 實驗過程中，堆肥不僅可以有效處理三甲胺，還可以完全處理其代謝產(chǎn)物氨;而 污泥僅能處理三甲胺，不具有進一步降解氨的能力。填料中代謝產(chǎn)物分布與填料 中微生物分布以及發(fā)生的生物化學反應(yīng)密切相關(guān)，堆肥生物濾塔中出現(xiàn)了典型的 順序反應(yīng)現(xiàn)象，即生物濾塔的第一段主要進行三甲胺的降解，第二段主要是進行 氨的硝化反應(yīng)。
【圖文】：

填充塔生物脫臭法封閉式就是通常所說的填充塔式生物處理系統(tǒng)，該裝置加強了對脫臭過程的控制能力。生物濾塔和生物滴濾塔的構(gòu)造如圖1一2所示。圖1一2生物濾塔(A)和生物滴濾塔(B)Fig.1一2Closedaeratedbio川ter(WEFIASCE，199勻生物濾塔的載體通常采用泥炭、堆肥、木屑、灌木等有機物。潤濕的惡臭氣體進入塔內(nèi)，通過約0.5一lm厚的生物活性填料層，惡臭物質(zhì)被微生物捕獲，并氧化分解轉(zhuǎn)化成無臭的化合物。生物濾塔噴淋水量較少，因此適用于處理氣一水分配系數(shù)大至10的化合物，而且塔內(nèi)有機填料物質(zhì)的非極性部分可以促進非極性物質(zhì)的吸附和后續(xù)的生物降解。生物濾塔的缺點是反應(yīng)器體積大，由于無循環(huán)水相，反應(yīng)器運行條件較難控制，長期運行填料會

No3一和50矛一等降解產(chǎn)物或合成新的細胞物質(zhì)，從而達到惡臭凈化的目的。惡臭物質(zhì)的生物降解是該過程的限速階段，可見微生物處于生物脫臭的核心地位。生物濾塔去除污染物的基本原理見圖1一3。氣態(tài)污染物在生物濾塔中的去除是不同的物理化學作用和生物作用的復雜結(jié)合。污染物的吸附作用是通過向生物膜內(nèi)的擴散或者在固體顆粒表面發(fā)生直接的氣一固接觸來實現(xiàn)的。污染物與氧氣在氣相中靠強制對流傳輸，傳質(zhì)發(fā)生在相界面，并達到界面平衡，如果填料顆粒很小，氣相傳質(zhì)阻力可以被忽略。在生物膜內(nèi)，污染物的擴散和生物降解同時發(fā)生，微生物的存在會導致氧氣擴散受阻。生物膜內(nèi)發(fā)生生物降解作用時，會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，代謝產(chǎn)物也同時會發(fā)生擴散/生物降解/吸附等過程。酸性代謝產(chǎn)物會被石灰或其它pH緩沖物質(zhì)所中和。氧化過程產(chǎn)生的COZ會反向擴散并轉(zhuǎn)移至氣相中，其中一部分會以碳酸鹽的形式累積。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：X701

【引證文獻】

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1 李環(huán);王衛(wèi)東;劉光利;齊國慶;;生物法治理惡臭氣體的中試試驗[J];廣東化工;2011年05期

2 齊國慶;劉發(fā)強;劉光利;;生物滴濾塔處理惡臭氣體工藝優(yōu)化試驗[J];中外能源;2007年04期

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1 舒明;工業(yè)規(guī)模生物過濾系統(tǒng)處理白肋煙加工尾氣的研究[D];浙江大學;2008年

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2 汪英學;復合微生物制劑處理垃圾惡臭氣體的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2012年

本文編號：2590844