【摘要】：揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds,以下簡稱VOCs)的生物凈化技術具有處理效果好、投資運行費用低、無二次污染等優(yōu)勢,近年來備受關注。而在很多情況下,尤其是處理一些難降解和難溶性VOCs,生物法的凈化性能往往受到限制,出現(xiàn)去除能力低、凈化效果差的問題。本文以甲苯廢氣為研究對象,建立反硝化生物反應器,探索了甲苯廢氣液相吸收反硝化降解特性,并通過與普通生物反應器的對比,發(fā)現(xiàn)反硝化生物反應器具有更好的凈化性能。同時,本文研究了影響甲苯廢氣凈化過程中反硝化作用的主要因素,并對甲苯氣體液相吸收反硝化降解的過程機理進行了分析。通過研究主要獲得如下結論:(1)對比發(fā)現(xiàn)反硝化生物膜反應器(DBR)對甲苯廢氣的凈化效果優(yōu)于普通生物膜反應器(BR)。當甲苯進氣濃度在340mg·m-3～5550mg·m-3之間變化時,DBR系統(tǒng)的出氣濃度均低于BR系統(tǒng),DBR獲得更高的去除率,尤其是在甲苯進氣濃度較高時,兩者間的差別更顯著。其中甲苯進氣濃度不超過3440mg·m-3時,DBR系統(tǒng)的去除率保持在94%以上,而BR系統(tǒng)的去除率在83%以上;當進氣濃度從3440mg m-3上升到5500mg·m-3時,DBR去除率從94.1%降低到76.3%,BR去除率從83.0%降低到68.3%。DBR系統(tǒng)的最大去除能力為127.2g.m-3·h-1左右,比BR系統(tǒng)高出11.8%。(2)DBR系統(tǒng)中反硝化速率在一定范圍內隨甲苯進氣濃度的增加而增大,最大反硝化速率為2.4mgNO3--N·L-1·h-1。在DBR系統(tǒng)中,甲苯進氣濃度為50mg·m-3～340mg·m-3之間變化時,基本沒有發(fā)生反硝化,反硝化速率為零;進氣濃度從720mg·m-3增至2130mg·m-3時,反硝化速率隨甲苯進氣濃度呈直線增加,從0.3mgNO3-N·L-1·h-1增加到1.9mgNO3--N·L-1·h-1;甲苯進氣濃度為從2130mg·m-3增加到5550mg·m-3時,反硝化速率增加的幅度變緩,并逐漸穩(wěn)定為2.4mgNO3--N·L-1·h-1。(3)在DBR系統(tǒng)凈化甲苯廢氣的過程中,當僅投加硝態(tài)氮做反硝化電子受體時,系統(tǒng)中沒有檢測出亞硝態(tài)氮;在同時投加亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的情況下,發(fā)現(xiàn)亞硝態(tài)氮首先被利用,當亞硝態(tài)氮幾乎被消耗完后,硝態(tài)氮的還原才開始進行。(4)在DBR系統(tǒng)中,甲苯的去除主要依靠好氧降解和反硝化降解的共同作用,生物膜外層主要進行甲苯的好氧降解,傳遞到膜內的甲苯被反硝化降解。而反硝化作用本身對甲苯的去除量很小,DBR系統(tǒng)獲得較好的凈化效果主要是由于生物膜內部反硝化對甲苯的快速去除,加劇了生物膜中的濃度梯度,通過加強甲苯的傳質過程進而提高反應器的凈化性能。
【圖文】：

①生物洗滌塔逡逑生物洗滌法一般是由兩部分組成：具有廢氣吸收作用的生物洗滌塔和含有活性污泥的逡逑生物反應器（活性污泥池）（如圖１－２）。生物洗滌法的工藝過程分為吸收和再生過程兩部逡逑分，ＶＯＣｓ氣體從洗滌塔底部進入，有機污染物在洗滌塔內從氣相溶解到液相中，并且完逡逑成少部分污染物的降解，然后循環(huán)液從塔頂進入活性污泥池中，大部分污染物在此被微生逡逑物降解去除，并實現(xiàn)再生的目的［２４］。逡逑凈化氣體邐循環(huán)液逡逑NN邐逸出的空氣及逡逑洗邐降解轉化后的逡逑滌邐氣相產物逡逑塔逡逑？邋＾邐—：■－邐活性污逡逑進＇邐泥池逡逑循環(huán)液逡逑圖１－２生物洗滌塔工藝流程圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ邋ｓｋｅｔｃｈ邋ｏｆ邋ｂｉｏｓｃｒｕｂｂｅｒ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑生物洗滌法中ＶＯＣｓ的傳質方式，既可以采用液相噴淋的方式（氣體為連續(xù)相），也逡逑可以采用氣相鼓泡的方式（液體為連續(xù)相）。通常來說，當液相阻力較大時采用氣相鼓泡；逡逑

①生物洗滌塔逡逑生物洗滌法一般是由兩部分組成：具有廢氣吸收作用的生物洗滌塔和含有活性污泥的逡逑生物反應器（活性污泥池）（如圖１－２）。生物洗滌法的工藝過程分為吸收和再生過程兩部逡逑分，ＶＯＣｓ氣體從洗滌塔底部進入，有機污染物在洗滌塔內從氣相溶解到液相中，并且完逡逑成少部分污染物的降解，然后循環(huán)液從塔頂進入活性污泥池中，大部分污染物在此被微生逡逑物降解去除，并實現(xiàn)再生的目的［２４］。逡逑凈化氣體邐循環(huán)液逡逑NN邐逸出的空氣及逡逑洗邐降解轉化后的逡逑滌邐氣相產物逡逑塔逡逑？邋＾邐—：■－邐活性污逡逑進＇邐泥池逡逑循環(huán)液逡逑圖１－２生物洗滌塔工藝流程圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ邋ｓｋｅｔｃｈ邋ｏｆ邋ｂｉｏｓｃｒｕｂｂｅｒ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑生物洗滌法中ＶＯＣｓ的傳質方式，既可以采用液相噴淋的方式（氣體為連續(xù)相），，也逡逑可以采用氣相鼓泡的方式（液體為連續(xù)相）。通常來說，當液相阻力較大時采用氣相鼓泡；逡逑
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X701

【參考文獻】

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本文編號：2603972