生物過濾法處理有機(jī)廢氣具有工藝設(shè)備簡單、安全性好、管理維護(hù)方便、反應(yīng)條件溫和、能耗低、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、對污染物去除率較高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，尤其適于處理大流量、低濃度、生物降解性好的有機(jī)廢氣。 本研究采用以堆肥—珍珠巖(或火山灰)為填料的生物過濾器處理含甲苯和乙酸乙酯的氣體。通過半連續(xù)和連續(xù)運(yùn)行的方式，考察了氣態(tài)污染物的不同濃度、不同空床停留時(shí)間以及不同操作條件下(溫度、濕度、營養(yǎng))的甲苯和乙酸乙酯去除效果和填料的變化及菌系狀態(tài)；分離了甲苯和乙酸乙酯生物過濾填料中部分單純菌株，并分別測定其降解性能；考察了甲苯、乙酸乙酯和異丙醇混合氣體污染物的生物過濾效果；從微生物學(xué)和酶學(xué)角度初步探討多組分氣體有機(jī)污染物在生物過濾過程中的抑制機(jī)理。主要研究結(jié)果為： (1)填料中的微生物對氣態(tài)有機(jī)污染物的耐受性和降解活性經(jīng)馴化而得以提高。在相同的進(jìn)氣負(fù)荷下，乙酸乙酯的馴化時(shí)間非常短，甲苯的馴化時(shí)間較長。微生物降解活性是生物過濾去除氣相有機(jī)污染物的限制因素，并在生物過濾器長期運(yùn)行中起主要作用。 生物過濾器對負(fù)荷為400mg·m~(-3)·h~(-1)的乙酸乙酯進(jìn)行長期生物過濾的去除能力基本穩(wěn)定在300mg·m~(-3)·h~(-1)以上；對負(fù)荷為57～100mg·m~(-3)·h~(-1)的甲苯進(jìn)行長期生物過濾的去除能力基本穩(wěn)定在約20mg·m~(-3)·h~(-1)。 (2)在長期連續(xù)運(yùn)行過程中，因填料水分損失和營養(yǎng)消耗，生物過濾器對污染物的去除率和去除能力下降。生物過濾器在連續(xù)運(yùn)行處理氣態(tài)污染物約130天時(shí)，對氣態(tài)甲苯和乙酸乙酯的去除率下降50％。向生物過濾器填料補(bǔ)水和營養(yǎng)液，生物過濾效能得以提高且表現(xiàn)出促進(jìn)作用的滯后性。 (3)對去除甲苯，填料的適宜起始濕度為60％。自然狀態(tài)填料的營養(yǎng)水平基本能滿足甲苯生物過濾的要求，給填料適量補(bǔ)加營養(yǎng)可使生物過濾系統(tǒng)較快地高效去除甲苯。 對去除乙酸乙酯，填料的適宜起始濕度為40％～60％，并可快速高效去除。自然狀態(tài)填料的營養(yǎng)水平可滿足快速高效去除高負(fù)荷乙酸乙酯之需求，過多的營養(yǎng)對快速高效去除乙酸乙酯有一定抑制作用。 大連理工大學(xué)博土學(xué)位論文 閃生物過濾器對甲苯和乙酸乙酯行使主要降解作用的微生物菌群為嗜溫型。去除 氣相甲苯的適宜溫度范圍在 25～40℃。在溫度超過 40 C時(shí)，對乙酸乙酯的去除率有下 降的趨勢。 （5在甲苯和乙酸乙酯共存的條件下，生物過濾器優(yōu)先去除乙酸乙酯；當(dāng)進(jìn)氣中同‘ 時(shí)存在甲苯、乙酸乙酯和異丙醇時(shí)，生物過濾器優(yōu)先去除乙酸乙酯和異丙醇。高負(fù)荷的 乙酸乙酯和異丙醇會(huì)明顯抑制主物過濾器對甲苯去除；高負(fù)荷的異丙醇會(huì)明顯抑制生物 過濾器對乙酸乙酯去除。 液相間歇培養(yǎng)的結(jié)果揭示了這種生物過濾組分間相互抑制的部分機(jī)理。液相培養(yǎng)結(jié) ＋ 果表明，在甲苯和乙酸乙酯共存時(shí)，混合菌群優(yōu)先利用乙酸乙酯；乙酸乙酯氧化降解生 成和積累的乙酸會(huì)引起生物過濾器填料pH下降，從而影響混合菌群的苯甲酸雙加氧酶 合成量以及苯甲酸雙加氧酶的活性；乙酸乙酯對酶活力有抑制作用。這些因素綜合作用 的結(jié)果使乙酸乙酯抑制生物過濾器對甲苯的去除作用。 （）填料的pH變化取決于進(jìn)氣中污染物種類、負(fù)荷和運(yùn)行時(shí)間；填料的物質(zhì)組成 變化主要與污染物負(fù)荷和填料的狀態(tài)有關(guān)。所用填料之pH穩(wěn)定性較好。 在甲苯生物過濾過程中，填料pH值升高，填料中水溶性總氮含量、總磷含量、氨 氮含量、有機(jī)質(zhì)含量及填料重量均有減少，其中總氮含量降低最多。 在乙酸乙酯生物過濾過程中，填料pH值降低，填料中水溶性總氮含量、總磷含量 及填料重量均有減少，其中總氮含量降低最多。有機(jī)質(zhì)含量有所增加，氨氮含量略有增 力口。 O 填料中的微生物種類和數(shù)量取決于進(jìn)氣中污染物種類和濃度。 對甲苯生物過濾器，隨填料起始濕度的增加（30％、50％、70％），填料中細(xì)菌細(xì)胞 數(shù)量增加而霉菌和放線菌的細(xì)胞數(shù)量減少，濕度為扣％對酵母生長較有利。細(xì)菌的生長 與進(jìn)氣甲苯濃度和填料營養(yǎng)水平正相關(guān)。在進(jìn)氣甲苯濃度較高時(shí)，填料的營養(yǎng)水平對霉 菌和放線菌生長影響較小，較低營養(yǎng)水平對酵母菌生長有利。在進(jìn)氣甲苯濃度較低時(shí)， 較低營養(yǎng)水平對霉菌生長有利，較高營養(yǎng)水平對酵母菌和放線菌生長有利。 對乙酸乙酯生物過濾器，隨填料起始濕度的增加（30％、50％、70％），填料中細(xì)菌 和霉菌數(shù)量增多而放線菌和酵母菌數(shù)量減少。細(xì)菌和放線菌生長所需營養(yǎng)水平較高，營 養(yǎng)水平對霉菌和酵母菌的生長影響較小。 侶）生物過濾器中的細(xì)菌對進(jìn)氣中新增的乙酸乙酯和異丙醇較敏感，表現(xiàn)為進(jìn)氣中 1！
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2002
【中圖分類】：X701
【部分圖文】：

為了研究填料的營養(yǎng)濃度對生物過濾甲苯的影響，向甲苯生物過濾填料中加入不同濃度的營養(yǎng)液，在其他操作條件均相同的條件下，對含甲苯氣體連續(xù)進(jìn)行生物過濾，在生物過濾過程中，取氣測定甲苯濃度并計(jì)算甲苯去除率和去除能力，結(jié)果如圖4.7所示。圖中:Ctin(Oan)、Cti:(lan)、Ctin(Zan)、C七in(3an)分別表示填料中未加營養(yǎng)液、加l倍、2倍、3倍濃度營養(yǎng)液時(shí)進(jìn)氣甲苯濃度(mg·m一，);Cto。t(Oan)、Ctout(x二n)、Ctout(Zan)、Ctoot(3an)分別表示填料中未加營養(yǎng)液、加1倍、2倍、3倍濃度營養(yǎng)液時(shí)出氣甲苯濃度(rng·m一‘):REt(Oan)、REt(1an)、REt(Zan)、REt(3an)分別表示填料中未加營養(yǎng)液、加l倍、2倍、3倍濃度營養(yǎng)液時(shí)的甲苯去除率(%);RCt(Oan)、RCt(lan)、RCt(Zan)、RCt(3an)分別表示填料中未加營養(yǎng)液、加1倍、2倍、3倍濃度營養(yǎng)液時(shí)的甲苯去除能力(mg·m一‘·h一’)。由圖4.7的結(jié)果可知，在生物過濾器運(yùn)行的整個(gè)過程中，填料中補(bǔ)加1倍和2倍濃度的營養(yǎng)液的實(shí)驗(yàn)進(jìn)氣甲苯濃度較低且相近，不加營養(yǎng)液和補(bǔ)加3倍濃度營養(yǎng)液的實(shí)驗(yàn)進(jìn)氣甲苯濃度較高且相近。比較補(bǔ)加l倍和2倍濃度營養(yǎng)液的甲苯生物過濾效果可見，前者出氣甲苯濃度降低較快，降低幅度較大，甲苯去除率和去除能力較高。比較不加營養(yǎng)液和補(bǔ)加3倍濃度營養(yǎng)液的甲苯生物過濾效果，表現(xiàn)出前者出氣甲苯濃度降低較快，降低幅度較大，甲苯去除率和去除能力較高。在運(yùn)行到49h和72h時(shí)

4.4.2.3不同起始濕度填料的濕度變化對不同起始濕度的填料在處理相同進(jìn)氣負(fù)荷的乙酸乙醋144h后，取出填料，測填料終濕度，結(jié)果示于圖4.15。80一—口填料起始濕度口填料終濕度︷浮體探魂塔磷棘書借|匕|||||廠.廠!.1卜1wereL..l八U八U八U﹄日︶0CU八U月r月bl口4qJC‘11著V如勺誦氣凍帳稱2實(shí)驗(yàn)號圖4.15不同起始濕度的乙酸乙酷生物過濾填料的濕度變化F19.4.15MoisturevariationofPaekingmaterialwithdifferentinitialmoistureinethylaeetatebiofilter由圖4.15可見，起始濕度50%的填料，濕度變化最小，而起始濕度70%的填料濕度變化最大。這是由于填料起始濕度為70%時(shí)，微生物細(xì)胞生長量較多，在細(xì)胞呼吸和降解乙酸乙酷的過程中，產(chǎn)生的生物熱較多，使填料內(nèi)水分蒸發(fā)較多，所以濕度下降最多，這也易造成70%起始濕度的填料在運(yùn)行過程中由于濕度較大幅度下降，而使污染物在填料中的溶解程度和填料均勻程度下降，最終引起污染物去除率不穩(wěn)定并下降，由此也可進(jìn)一步說明填料起始濕度不宜為70%。而50%起始濕度的填料雖然細(xì)菌和霉菌含量較多，但由于細(xì)胞總數(shù)與30%起始濕度的填料中細(xì)胞總數(shù)相近

為了研究填料的營養(yǎng)濃度對生物過濾乙酸乙醋的影響，向乙酸乙酷生物過濾填料中加入不同濃度的營養(yǎng)液，在其他操作條件均相同的條件下，用生物過濾器連續(xù)處理含乙酸乙酷氣體，測定結(jié)果如圖4.16所示。圖中:Cein(Oan)、Cein(lan)、Cein(Zan)、Cein(3an)分別表示填料中未加營養(yǎng)液、加1倍、2倍、3倍濃度營養(yǎng)液時(shí)進(jìn)氣乙酸乙酷濃度(mg·m一氣);Ceout(oan)、Ceout(lan)、Ceout(Zan)、Ceout(3an)分別表示填料中未加營養(yǎng)液、加1倍、2倍、3倍濃度營養(yǎng)液時(shí)出氣乙酸乙酷濃度(mg·m一‘);REe(oan)、REe(lan)、REe(Zan)、REe(3an)分別表示填料中未加營養(yǎng)液、加1倍、2倍、3倍濃度營養(yǎng)液時(shí)乙酸乙醋去除率(%);Ree(oan)、Ree(lan)、Ree(Zan)、RCe(3an)分別表示填料中未加營養(yǎng)液、加1倍、2倍、3倍濃度營養(yǎng)液時(shí)乙酸乙醋去除能力(。g·m一，·h一’)。由圖4.16可知，在生物過濾實(shí)驗(yàn)前期，自然狀態(tài)填料的進(jìn)氣乙酸乙酷濃度較大，但其表現(xiàn)出的出氣乙酸乙酷濃度較低且乙酸乙酷去除率和去除能力均較高，而補(bǔ)加2倍濃度營養(yǎng)液的填料雖然表現(xiàn)出出氣乙酸乙酷濃度較低，且乙酸乙醋去除率較高，但因其進(jìn)氣濃度較低和乙酸乙酷去除能力較低，而不能說明其對快速高效去除乙酸乙醋最有效，所以，自然狀態(tài)填料與補(bǔ)加2倍濃度營養(yǎng)液的填料相比，前者可較快且高效去除進(jìn)氣中的乙酸乙酉旨。對補(bǔ)加l倍濃度和3倍濃度營養(yǎng)液的填料
【引證文獻(xiàn)】

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本文編號：2882436