含硫廢氣生物過(guò)濾中關(guān)鍵影響因素、生物膜形成和微生物群落的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-29 19:00
還原性硫化物(Reduced sulfur compounds,RSCs)臭味閾值極低,往往具有強(qiáng)烈惡臭氣味。H2S、硫醇和硫醚通常被認(rèn)為是惡臭氣體的關(guān)鍵致臭組份。RSCs釋放到大氣環(huán)境中不僅影響人體健康和生活質(zhì)量,較高濃度的RSCs吸入呼吸道內(nèi)還將引發(fā)呼吸黏膜急性病變。在工業(yè)生產(chǎn)中RSCs將導(dǎo)致設(shè)備或管道的腐蝕,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。RSCs的各類工業(yè)和農(nóng)業(yè)排放源,其污染物組份復(fù)雜、濃度波動(dòng)大,同時(shí)往往伴隨著多種揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile organic compounds,VOCs)。對(duì)復(fù)雜組份含RSCs和VOCs廢氣的同步、高效去除在工程中難以實(shí)現(xiàn)。生物過(guò)濾被認(rèn)為是一類環(huán)境友好、成本低廉的廢氣處理技術(shù),已經(jīng)成功應(yīng)用于多種含RSCs或含VOCs廢氣的去除工程中。生物過(guò)濾處理的源動(dòng)力為附著于填料表面的微生物,污染物從氣相轉(zhuǎn)移至液相,再進(jìn)入生物膜內(nèi)從而被微生物降解。硫酸是含RSCs廢氣生物處理的代謝終產(chǎn)物,其在填料上的積累將導(dǎo)致pH的急劇下降,從而影響生物反應(yīng)器的去除性能。本研究系統(tǒng)對(duì)比了酸性和中性生物滴濾池對(duì)H2S去除性能差異;詳細(xì)分析了pH、空床停留時(shí)間、進(jìn)氣負(fù)荷對(duì)去除性能和生物...
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:142 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 常見含硫惡臭污染物及控制現(xiàn)狀
1.2 惡臭及VOCs廢氣生物處理技術(shù)
1.2.1 生物濾池
1.2.2 生物滴濾池
1.2.3 生物洗滌塔
1.2.4 膜生物反應(yīng)器
1.2.5 四種生物反應(yīng)器對(duì)比
1.3 生物反應(yīng)器處理含RSCs廢氣的主要影響參數(shù)
1.3.1 傳質(zhì)因素
1.3.2 微生物
1.3.3 填料
1.3.4 營(yíng)養(yǎng)源
1.3.5 pH
1.4 含硫廢氣生物處理技術(shù)研究進(jìn)展
1.4.1 單一組份含硫廢氣生物過(guò)濾
1.4.2 復(fù)雜組份含硫廢氣生物過(guò)濾
1.5 含硫廢氣生物處理微生物機(jī)理研究
1.5.1 生物過(guò)濾器內(nèi)生物膜
1.5.2 含硫生物過(guò)濾器內(nèi)微生物生態(tài)學(xué)研究
1.6 研究目的、意義與主要內(nèi)容
1.6.1 研究意義
1.6.2 研究目的
1.6.3 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 酸性和中性生物過(guò)濾處理硫化氫性能及pH對(duì)其菌群結(jié)構(gòu)的影響
2.1 材料與方法
2.1.1 生物滴濾池啟動(dòng)和運(yùn)行參數(shù)
2.1.2 接種物預(yù)處理
2.1.3 分析方法
2.1.4 代謝產(chǎn)物起始濃度對(duì)反應(yīng)器礦化率影響
2.1.5 16S rRNA基因MiSeq測(cè)序
2.1.6 高通量序列數(shù)據(jù)分析
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 瞬態(tài)下生物滴濾池對(duì)H2S處理性能比較
2.2.2 BTFs去除H2S的宏觀動(dòng)力學(xué)分析
2.2.3 H2S礦化率及反應(yīng)器對(duì)代謝產(chǎn)物耐受分析
2.2.4 微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)比分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 酸性和中性BTF處理硫化氫廢氣過(guò)程中生物膜特性的研究
3.1.材料與方法
3.1.1 生物滴濾池啟動(dòng)和運(yùn)行條件
3.1.2 填料上生物膜及其組成
3.1.3 單質(zhì)硫定量分析
3.1.4 激光共聚焦顯微鏡觀察
3.1.5 微生物In vitro硫氧化能力測(cè)試
3.1.6 H2S檢測(cè)
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 酸性和中性生物滴濾池對(duì)H2S去除能力
3.2.2 兩BTF之間生物量及生物膜組成
3.2.3 激光共聚焦分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 疏水性填料促進(jìn)生物滴濾池共同去除硫化氫和有機(jī)含硫廢氣
4.1 材料與方法
4.1.1 生物滴濾池啟動(dòng)和運(yùn)行條件
4.1.2 填料樣品中pH,生物量,離子濃度測(cè)定
4.1.3 氣相內(nèi)硫化物測(cè)定
4.1.4 DNA樣品提取,高通量測(cè)序及數(shù)據(jù)分析
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.2.1 BTFs啟動(dòng)以及溫度對(duì)去除效率的影響
4.2.2 饑餓脅迫對(duì)BTFs性能的影響
4.2.3 BTFs去除動(dòng)力學(xué)分析
4.2.4 BTFs內(nèi)上、中和底層對(duì)污染物去除貢獻(xiàn)
4.2.5 pH對(duì)去除率的影響
4.2.6 填料上生物量及微環(huán)境因子的影響
4.2.7 微生物群落結(jié)構(gòu)
4.3 討論
4.4 本章小結(jié)
第五章 復(fù)雜組份含硫廢氣生物過(guò)濾控制因素研究
5.1 材料與方法
5.1.1 生物滴濾池啟動(dòng)和運(yùn)行條件
5.1.2 聚氨酯填料改性
5.1.3 氣相樣品檢測(cè)
5.1.4 生物相和液相檢測(cè)
5.1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 填料改性對(duì)復(fù)雜RSCs廢氣各組分去除效率影響
5.2.2 各組分氣體去除率與理化特性相關(guān)性分析
5.2.3 污泥臭氣各組分去除規(guī)律
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
創(chuàng)新之處
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
本文編號(hào):3168001
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:142 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 常見含硫惡臭污染物及控制現(xiàn)狀
1.2 惡臭及VOCs廢氣生物處理技術(shù)
1.2.1 生物濾池
1.2.2 生物滴濾池
1.2.3 生物洗滌塔
1.2.4 膜生物反應(yīng)器
1.2.5 四種生物反應(yīng)器對(duì)比
1.3 生物反應(yīng)器處理含RSCs廢氣的主要影響參數(shù)
1.3.1 傳質(zhì)因素
1.3.2 微生物
1.3.3 填料
1.3.4 營(yíng)養(yǎng)源
1.3.5 pH
1.4 含硫廢氣生物處理技術(shù)研究進(jìn)展
1.4.1 單一組份含硫廢氣生物過(guò)濾
1.4.2 復(fù)雜組份含硫廢氣生物過(guò)濾
1.5 含硫廢氣生物處理微生物機(jī)理研究
1.5.1 生物過(guò)濾器內(nèi)生物膜
1.5.2 含硫生物過(guò)濾器內(nèi)微生物生態(tài)學(xué)研究
1.6 研究目的、意義與主要內(nèi)容
1.6.1 研究意義
1.6.2 研究目的
1.6.3 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 酸性和中性生物過(guò)濾處理硫化氫性能及pH對(duì)其菌群結(jié)構(gòu)的影響
2.1 材料與方法
2.1.1 生物滴濾池啟動(dòng)和運(yùn)行參數(shù)
2.1.2 接種物預(yù)處理
2.1.3 分析方法
2.1.4 代謝產(chǎn)物起始濃度對(duì)反應(yīng)器礦化率影響
2.1.5 16S rRNA基因MiSeq測(cè)序
2.1.6 高通量序列數(shù)據(jù)分析
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 瞬態(tài)下生物滴濾池對(duì)H2S處理性能比較
2.2.2 BTFs去除H2S的宏觀動(dòng)力學(xué)分析
2.2.3 H2S礦化率及反應(yīng)器對(duì)代謝產(chǎn)物耐受分析
2.2.4 微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)比分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 酸性和中性BTF處理硫化氫廢氣過(guò)程中生物膜特性的研究
3.1.材料與方法
3.1.1 生物滴濾池啟動(dòng)和運(yùn)行條件
3.1.2 填料上生物膜及其組成
3.1.3 單質(zhì)硫定量分析
3.1.4 激光共聚焦顯微鏡觀察
3.1.5 微生物In vitro硫氧化能力測(cè)試
3.1.6 H2S檢測(cè)
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 酸性和中性生物滴濾池對(duì)H2S去除能力
3.2.2 兩BTF之間生物量及生物膜組成
3.2.3 激光共聚焦分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 疏水性填料促進(jìn)生物滴濾池共同去除硫化氫和有機(jī)含硫廢氣
4.1 材料與方法
4.1.1 生物滴濾池啟動(dòng)和運(yùn)行條件
4.1.2 填料樣品中pH,生物量,離子濃度測(cè)定
4.1.3 氣相內(nèi)硫化物測(cè)定
4.1.4 DNA樣品提取,高通量測(cè)序及數(shù)據(jù)分析
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.2.1 BTFs啟動(dòng)以及溫度對(duì)去除效率的影響
4.2.2 饑餓脅迫對(duì)BTFs性能的影響
4.2.3 BTFs去除動(dòng)力學(xué)分析
4.2.4 BTFs內(nèi)上、中和底層對(duì)污染物去除貢獻(xiàn)
4.2.5 pH對(duì)去除率的影響
4.2.6 填料上生物量及微環(huán)境因子的影響
4.2.7 微生物群落結(jié)構(gòu)
4.3 討論
4.4 本章小結(jié)
第五章 復(fù)雜組份含硫廢氣生物過(guò)濾控制因素研究
5.1 材料與方法
5.1.1 生物滴濾池啟動(dòng)和運(yùn)行條件
5.1.2 聚氨酯填料改性
5.1.3 氣相樣品檢測(cè)
5.1.4 生物相和液相檢測(cè)
5.1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 填料改性對(duì)復(fù)雜RSCs廢氣各組分去除效率影響
5.2.2 各組分氣體去除率與理化特性相關(guān)性分析
5.2.3 污泥臭氣各組分去除規(guī)律
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
創(chuàng)新之處
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
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