生物滴滤净化挥发性有机污染物技术是近年来发展起来的一项新技术。提高微生物的降解能力,改进生物滴滤填料,完善生物滴滤模型和开展实际废气的应用成为研究的重点。 本研究以甲苯为目标污染物,采用自行设计的改进错流式生物滴滤床,研究了甲苯高效降解菌的培养、驯化、筛选与分离纯化；以前期筛选的高效甲苯降解菌进行挂膜,通过挂膜效果和系统长期运行效果验证菌种的降解能力及错流操作方式的可行性；同时摸索了错流式生物滴滤床的相关的工艺操作条件,探讨了停留时间、入口甲苯浓度、体积负荷、营养液温度、氮源等对错流式生物滴滤床净化性能的影响；对生物膜及生物菌群进行了长期的的观察和分析；并探索了净化过程中,甲苯由气相到生物相发生生化降解反应的反应机理。 实验结果表明：以焦化厂污泥为菌源进行驯化培养,筛选分离出一株以甲苯为唯一碳源,且表现出较强降解能力的甲苯专性降解菌,初步鉴定为假单胞菌。用其挂膜错流式生物滴滤床可以有效的降解甲苯废气,挂膜启动仅需要7天,比前期未经驯化筛选的杂菌挂膜时间提前一周,挂膜速度快且较为稳定。在不同停留时间下长期运行,错流式生物滴滤反应器的连续运行较为稳定,进气质量浓度为1120～1928 mg/m3的范围内,平均去除效率为95％,单位体积填料最大去除负荷能力为251.00 g/(m3·h)。对比其他研究结果,在本研究情况下反应器的净化能力得到了强化,去除率和体积去除负荷都有了一定提高。选用比表面积相对较大的小陶粒填料有助于生物滴滤床性能的提高。改进后的生物滴滤床处理甲苯废气,进气甲苯浓度在775～2619 mg/m3的范围内波动,反应器处于一种非稳态的条件。长期运行保持平均90％以上的去除效率,最大体积去除负荷为276.62g/(m3·h)。当气体流量从0.2 m3/h增加到0.8 m3/h时,净化效率则从95.20％下降至66.36％。当甲苯浓度在500～5000 mg/m3范围内逐渐增加时,错流式生物滴滤反应器的去除效率整体上呈下降的趋势。随着停留时间的缩短,体积负荷的增大,错流式生物滴滤反应器的体积去除负荷也会增大。控制营养液温度为28～34℃,反应器的去除效果较好且稳定。运行稳定阶段用NO3-N代替NH4-N的方法进行反应器内为生物生存环境的维持,从而保证反应器长期运行的稳定性,同时可以防止反应器内生物膜的堵塞。设备结构和操作方式的改变提高了反应器的有效降解空间,较好地调节了反应器内的湿度,生物膜分布比较均匀,更适于实际工业中排放的以大气量、低浓度为特点的挥发性有机废气的治理。为错流式生物滴滤床的操作运行探索了工艺条件,奠定了工艺和菌源方面的基础。
- 作 者：
- 张京
- 学科专业：
- 环境工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 北京工业大学
- 导师姓名：
- 金毓峑
- 学位年度：
- 2008
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
