生物过滤塔_生物滴滤塔降解苯和甲苯的性能比较
生物滴滤法对甲苯废气的净化效率及机理研究
生物滴滤法对甲苯废气的净化效率及机理研究甲苯是一种常见的有机溶剂，广泛应用于化工、油漆、印刷等工业领域。
然而，甲苯废气的排放对人体健康和环境造成严重的威胁。
因此，寻找一种高效的甲苯废气净化技术显得尤为重要。
生物滴滤法是一种基于生物降解原理的废气净化技术，已被广泛应用于甲苯废气的净化过程。
本文将对生物滴滤法对甲苯废气的净化效率及机理进行研究。
首先，生物滴滤法对甲苯废气的净化效率是比较高的。
研究表明，选择适宜的生物滤料、优化运行参数以及维持适宜的废气接触时间可以显著提高甲苯废气净化效率。
生物滤料通常选用具有较高菌群适应性和降解能力的微生物，如芽孢杆菌、假单胞杆菌等。
通过合理控制滴滤床高度、污染物浓度、废气通量和湿度等运行参数，可提高甲苯去除效率。
此外，定期对生物滤料进行适当的管理和维护，可以保持滤料的活性，提高废气净化效率。
其次，生物滴滤法对甲苯废气的净化机理主要涉及生物降解和物理吸附两个过程。
微生物通过酶的作用将甲苯分解为无害的物质。
生物降解的过程中，甲苯分子被微生物降解酶降解成较小的代谢产物，最终转化为二氧化碳和水。
这一过程被称为甲苯的生物降解。
物理吸附是指甲苯分子在滤料表面通过吸附作用被滞留，从而实现废气的净化。
生物滴滤法中的滤料通常为多孔性材料，具有较大的表面积，因此可以较好地吸附有机废气。
此外，生物滴滤法对甲苯废气净化的效果还受到其他因素的影响。
温度是影响生物滴滤法的关键因素之一。
适宜的温度有利于微生物的生长和代谢，提高废气的降解效率。
一般来说，20到35摄氏度是较为适宜的温度范围。
此外，废气中的湿度、氧浓度、废气通量等也对生物滴滤法的效果产生影响。
湿度过高可能导致滤料结块和微生物活性降低，影响废气处理效果。
合理控制废气中的氧浓度可以避免滤料中微生物的窒息死亡。
废气通量的增大可能会导致废气对滤料的过快通过，降低废气的净化效果。
总结来说，生物滴滤法是一种高效且环保的甲苯废气净化技术。
通过选择适宜的生物滤料、合理控制运行参数以及定期维护管理，可以提高甲苯废气的净化效率。
生物滴滤法在甲苯废气净化中的降解效能研究
生物滴滤法在甲苯废气净化中的降解效能研究生物滴滤法是一种常用的废气净化技术，在甲苯废气处理中具有很高的应用潜力。
本文旨在研究生物滴滤法在甲苯废气净化中的降解效能。
1. 甲苯废气的来源和危害甲苯是一种常见的有机溶剂，在许多工业过程中被广泛使用。
甲苯废气的释放对环境和人体健康都带来严重危害。
甲苯废气具有刺激性气味，能引起呼吸道炎症和刺激眼睛。
长期暴露于高浓度的甲苯废气中，还可能导致中枢神经系统受损和慢性疾病的发生。
2. 生物滴滤法的工作原理生物滴滤法是一种基于微生物降解有机污染物的废气净化技术。
其工作原理是将废气与生物膜接触，通过微生物的降解作用将有机污染物转化为无害物质，实现废气的净化。
生物滴滤法通常分为两个步骤：吸附和生物降解。
在吸附阶段，废气中的甲苯被生物膜表面的微生物吸附。
在生物降解阶段，微生物分解甲苯产生二氧化碳和水，从而完成废气的净化过程。
3. 生物滴滤法在甲苯废气净化中的优势生物滴滤法在甲苯废气净化中具有以下几个明显的优势：(1) 高效降解：生物滴滤法利用微生物的降解能力，具有很高的降解效率。
研究表明，生物滴滤法在甲苯废气净化中可以达到较高的甲苯去除率。
(2) 环保净化：生物滴滤法是一种环保的废气净化技术，通过微生物降解有机污染物，可以将甲苯等有害物质转化为无害物质，减少对环境造成的污染。
(3) 运行稳定性好：生物滴滤法在甲苯废气净化中具有良好的运行稳定性。
微生物膜的稳定附着和生物降解能力的保持是生物滴滤法长期运行的关键。
(4) 适应性广：生物滴滤法可以适用于不同浓度和流量的甲苯废气净化。
通过调整生物滴滤器的设计参数和操作条件，可以使其适应不同应用场景的废气净化需求。
4. 影响生物滴滤法降解效能的因素生物滴滤法的降解效能受多种因素的影响，包括废气浓度、温度、湿度、进气速率、pH值等。
(1) 废气浓度：废气浓度是影响生物滴滤法降解效能的重要因素。
较高浓度的甲苯废气可以提供更多的底物供给微生物降解，从而提高降解效能。
生物滴滤法在甲苯废气净化中的应用及效能评估
生物滴滤法在甲苯废气净化中的应用及效能评估甲苯是一种常见的有机溶剂，广泛应用于油漆、胶水和塑料等工业生产过程中。
然而，甲苯废气的排放对环境和人类健康产生负面影响。
因此，寻找一种高效、经济、环保的废气净化技术是非常重要的。
生物滴滤法是一种利用特定微生物代谢能力来降解有机废气的处理技术。
在甲苯废气净化中的应用中，生物滴滤法已被广泛研究和应用。
生物滴滤法的工作原理是将甲苯废气通过填充了特定微生物的滤料层，微生物利用甲苯作为碳源进行降解，将甲苯转化为二氧化碳和水等无害物质。
生物滴滤法具有以下几个优点：首先，生物滴滤法对甲苯废气有很高的降解效率。
由于滤料层中的微生物能够专门利用甲苯进行降解代谢，因此可以有效地减少甲苯浓度，降低环境污染。
其次，生物滴滤法不会产生二次污染物。
在甲苯的降解过程中，微生物将其转化为无害物质，如二氧化碳和水，避免了其他化学方法中可能产生的副产物问题。
此外，生物滴滤法相对于其他废气处理技术来说，操作和维护成本较低。
滤料层中的微生物可以自行更新和繁殖，不需要频繁更换滤料，降低了操作成本。
对于生物滴滤法在甲苯废气净化中的效能评估，可以从以下几个方面进行：首先是甲苯降解效率的评估。
通过测量进出口甲苯浓度的差异，可以计算出甲苯的降解率。
高降解率表明生物滴滤法对甲苯废气净化具有较好的效果。
其次是对滤料中微生物的生长情况进行评估。
滤料中的微生物生长状况直接关系到其对甲苯废气的降解能力。
可以通过测量微生物数量、活性等指标来评估微生物的生长情况。
另外，还可以对影响生物滴滤法效能的因素进行评估。
例如，温度、湿度、废气流速等因素都会影响甲苯降解效率，需要考虑这些因素对生物滴滤法效能的影响。
此外，还可以考虑生物滴滤法在长期运行中的稳定性评估。
通过长期连续运行的实验，观察生物滴滤法在不同工况下的甲苯降解效率，评估其运行稳定性和可靠性。
在实际应用中，需要根据甲苯废气的特性和处理要求选择合适的生物滴滤法工艺和操作参数。
生物滴滤法优化与甲苯废气净化效果的相关性研究
生物滴滤法优化与甲苯废气净化效果的相关性研究生物滴滤法是一种常用于废气处理的生物技术，通过利用微生物降解有机物来净化废气。
本文将以甲苯废气为例，探讨生物滴滤法在优化处理过程中的相关性研究。
首先，我们需要了解生物滴滤法的基本原理。
生物滴滤法是一种在滤料上生长微生物，利用微生物代谢过程中产生的酶降解污染物的废气处理技术。
在生物滴滤法中，废气通过滤料层，水滴被滤料吸附，在滤料颗粒的表面形成滴状。
微生物在滤料颗粒表面附着生长，对废气中的有机物进行降解，将有机物转化为无害的水和二氧化碳。
甲苯是一种有机溶剂，常用于油漆、胶水、印刷等工业生产过程中。
甲苯废气对环境和人体健康都会造成严重的影响。
因此，如何有效净化甲苯废气成为了一个重要的问题。
生物滴滤法作为一种可行的废气处理技术，能够对甲苯废气进行有效的降解，具有很高的应用潜力。
优化生物滴滤法的关键是选择合适的滤料和微生物。
滤料的选择应考虑到其对甲苯的吸附能力和微生物的附着生长能力。
通常采用多孔陶瓷、海绵等材料作为滤料。
这些材料具有较大的比表面积和孔隙度，能够提供足够的附着生长面积。
微生物的选择是优化生物滴滤法的关键，合适的微生物菌株能够在恶劣环境下快速生长并有效降解甲苯废气。
常用的微生物菌株包括大肠杆菌、假单胞菌和霉菌等。
在优化生物滴滤法过程中，影响甲苯废气净化效果的因素很多。
首先是废气中甲苯浓度的影响。
甲苯废气浓度的增加会增加微生物的代谢负荷，降解效果可能降低。
因此，在设计生物滴滤法时，需要根据甲苯废气浓度确定滤料层的高低程度和滴滤液的滴速，以达到最佳降解效果。
其次是温度和湿度的影响。
适宜的温度和湿度能够提供良好的生物活性环境，促进微生物的生长和降解反应。
一般来说，25~35摄氏度和70%左右的相对湿度是较为适宜的条件。
此外，pH值和营养物质的供应也会影响甲苯废气的净化效果。
微生物对于不同的pH值和营养物质有不同的适应性。
合适的pH值和适当的营养物质供应可以提高微生物的代谢活性和降解能力。
利用生物滴滤法降解甲苯废气的研究
利用生物滴滤法降解甲苯废气的研究研究利用生物滴滤法降解甲苯废气意味着探索一种有效的方法来处理甲苯废气，减少对环境的污染。
本文将提供关于生物滴滤法的基本原理、适用性和优势，并介绍该方法在降解甲苯废气方面的研究进展。
生物滴滤法是一种基于微生物代谢的废气处理技术，可将有机污染物转化为无害的物质。
其基本原理是通过在滤料床上载体固定厌氧或好氧微生物，使废气通过滤料床时与微生物发生接触，进而被微生物降解。
生物滴滤法具有以下优势：1. 高效降解：生物滴滤法能够高效降解甲苯等有机废气，转化率可达到90%以上。
2. 无二次污染：生物滴滤法通过微生物降解有机污染物，不会产生二次污染物，对环境友好。
3. 易操作：该方法操作简单，运行成本相对较低。
4. 适用性广泛：生物滴滤法适用于多种有机废气处理，包括甲苯、苯、醇类、醚类等。
在研究生物滴滤法降解甲苯废气方面，主要涉及以下几个方面的研究内容：1. 微生物选择和固定化技术：选择适合降解甲苯的微生物是研究的关键。
常见的选择包括厌氧微生物和好氧微生物，如硝化菌、硫化菌等。
此外，采用固定化技术固定微生物以提高其生物降解效率和稳定性也是一个研究热点。
2. 反应条件优化：包括温度、pH值、甲苯浓度和进气速率等条件的优化，以提高生物滴滤法的降解效率。
适当调整反应条件可以增加微生物的代谢活性，提高甲苯的去除效果。
3. 滤料选择和改性：滤料的选择和改性对于生物滴滤法的降解效果起到重要作用。
常见的滤料有活性炭、沸石、陶粒等。
滤料的特性直接影响微生物附着和废气传质，因此选择合适的滤料对于提高降解效率至关重要。
4. 应用示范和实际应用：研究生物滴滤法降解甲苯废气的应用示范，通过构建实验装置并模拟实际工业废气条件，对该方法的可行性和应用效果进行评价。
同时，与传统的化学吸附和燃烧等方法进行对比，评估其在实际应用中的优势和经济性。
最后，我们需要指出的是，生物滴滤法作为一种创新的废气处理技术，在降解甲苯废气方面具有巨大的潜力。
生物滴滤法在甲苯废气净化中的效能评估
生物滴滤法在甲苯废气净化中的效能评估甲苯是一种常见的有机溶剂，广泛用于工业生产和实验室试验中。
然而，甲苯废气的排放对环境和人体健康造成严重影响。
生物滴滤法是一种常用的废气净化技术，通过利用微生物代谢分解有机物来去除废气中的污染物。
本文将对生物滴滤法在甲苯废气净化中的效能进行评估。
首先，生物滴滤法是一种基于微生物代谢的生物处理技术。
该技术利用特定的微生物菌株，将废气经过填充物上的液滴滴落，微生物菌株在滴落液滴中进行附着和生长。
甲苯废气经过滴滤装置时，微生物能够利用甲苯作为碳源进行代谢分解。
生物滴滤法具有处理效率高、运行成本低、操作维护简单等优点，因此在甲苯废气净化中得到广泛应用。
其次，甲苯废气净化效能的评估需要考虑以下几个因素：1. 去除效率：即生物滴滤法对甲苯废气中污染物的去除效果。
通过监测进出口废气中甲苯浓度的变化，可以评估废气净化的效果。
实验研究表明，生物滴滤法可以将甲苯去除率达到90%以上，具有较高的净化效率。
2. 处理能力：生物滴滤法的处理能力与滴滤装置的设计和操作参数有关。
通常情况下，处理能力与填充物的表面积、生物菌株的附着量以及滴落数量等因素相关。
研究表明，适当选择填充物和优化操作参数可以提高生物滴滤法的处理能力，使其能够适应不同浓度和流量的甲苯废气净化需求。
3. 微生物适应性和稳定性：生物滴滤法的有效运行需要一定的微生物菌株，这些菌株需要适应并降解甲苯废气中的污染物。
因此，评估生物滴滤法的效能还应包括微生物菌株的适应性和稳定性。
研究表明，良好的微生物菌株和适宜的操作条件可以保持生物滴滤法的长期稳定运行，同时降低菌落的降解能力随时间的下降。
最后，生物滴滤法在甲苯废气净化中具有较好的效能。
然而，为了进一步提高净化效果，减少能耗和操作成本，还需要进行进一步的研究和优化。
例如，结合其他废气净化技术如活性炭吸附、催化氧化等，可以进一步提高废气的处理效率。
此外，对微生物菌株的筛选和改良，可以增强其对甲苯等污染物的适应能力和降解能力，从而提高生物滴滤法的净化效果。
生物滴滤法在甲苯废气净化中的效能研究
生物滴滤法在甲苯废气净化中的效能研究甲苯是一种常见的有机溶剂，在许多工业过程中使用，但其排放对环境和人体健康产生负面影响。
因此，有效净化甲苯废气尤为重要。
生物滴滤法是一种有效的废气净化技术，被广泛用于有机物污染物的去除。
本文将探讨生物滴滤法在甲苯废气净化中的效能研究。
首先，生物滴滤法是一种基于生物降解原理的废气净化技术。
它利用生物滤料中的微生物群落，将废气中的有机污染物转化为无害的化合物。
甲苯在生物滤料表面被微生物吸附，然后通过生物降解过程分解为二氧化碳和水。
这种方法不仅能够有效去除甲苯，还能减少温室气体的排放。
其次，生物滴滤法具有高效性和可持续性的特点。
由于生物滤料表面的微生物降解甲苯的速度较快，效果迅速显著。
此外，与其他废气净化技术相比，生物滴滤法具有较低的操作和维护成本，并且不会产生二次污染物。
生物滴滤法还可以通过添加适宜的营养物质来提高微生物的降解能力，进一步提高净化效果。
然而，生物滴滤法在甲苯废气净化中仍面临一些挑战。
首先是生物滤料的选择问题。
不同的生物滤料具有不同的微生物群落和降解能力，因此选择合适的生物滤料对于提高净化效果至关重要。
其次，适宜的运行条件也是影响净化效果的重要因素。
影响生物滴滤法效果的运行条件包括温度、湿度、空气流速等。
在实际应用中，需要根据具体情况进行优化和调整。
近年来，研究人员对生物滴滤法的效能进行了深入研究，并提出了一些改进方法。
例如，通过改变生物滤料的结构和成分，可以增加微生物的吸附和降解能力。
同时，结合其他技术如活性炭吸附、光催化等，可以进一步提高净化效果。
此外，基于模型的预测方法也被应用于优化生物滴滤法的运行条件，以提高效率。
综上所述，生物滴滤法作为一种有效的废气净化技术，在甲苯废气净化中具有显著的效能。
通过利用微生物降解甲苯，可以将有害物质转化为无害物质，减少环境污染和健康风险。
未来的研究应该继续探索生物滴滤法的优化方法，针对甲苯及其他挥发性有机物的废气净化进行更加深入的研究。
生物滴滤法净化甲苯废气的性能研究及机理探析
生物滴滤法净化甲苯废气的性能研究及机理探析生物滴滤法是一种常用的生物处理技术，被广泛应用于废气处理领域。
本文将对生物滴滤法在甲苯废气净化中的性能进行研究，并探析其机理。
首先，我们需要了解生物滴滤法的原理。
生物滴滤法是利用生物膜在填料表面形成的微生物团聚体，将废气中的有机污染物转化为无机盐和水的生物过程。
该方法主要通过将废气通入滴滤柱，在填料上形成的生物膜上生长的微生物利用废气中的有机物进行新陈代谢，从而达到废气净化的目的。
在甲苯废气净化中，生物滴滤法已被广泛应用。
甲苯是一种常见的有机污染物，它的排放对环境和人类健康有着潜在的危害。
生物滴滤法净化甲苯废气的性能研究旨在找到最佳的操作条件和最高的去除效率，以提高废气净化的效果。
研究表明，生物滴滤法对甲苯废气的去除效果比较显著。
在适宜的操作条件下，生物滴滤法可以将甲苯废气的浓度降低到环境标准以下。
这一性能表现得益于生物滴滤法的以下优点：首先，生物滴滤法具有高效的降解能力。
通过选择合适的填料和培养合适的微生物，生物滴滤柱中的生物膜能够高效地降解甲苯废气。
培养合适的微生物菌种，并提供充足的氧气和营养物质，可以进一步提高降解效率。
其次，生物滴滤法具有较低的运行成本。
相比于其他废气净化技术，生物滴滤法的运行成本较低。
生物滴滤柱中的生物膜可以周期性地清洗和更新，从而延长其寿命。
此外，生物滴滤法不需要额外的化学药剂，更加环保。
此外，生物滴滤法还具有较高的适应性和稳定性。
生物滴滤柱中的生物膜具有较高的适应性，可以适应不同环境条件和负荷波动。
同时，良好的生物膜结构和稳定的微生物群体可以保证长期稳定的废气处理效果。
关于机理探析部分，生物滴滤法净化甲苯废气的机理涉及微生物降解甲苯的过程。
微生物在甲苯废气中降解甲苯时，通常会经历一系列的反应。
首先是甲苯的吸附过程，甲苯分子在填料表面被吸附，并被微生物吸附酶解吸附的甲苯进一步降解。
其中，微生物的代谢过程是甲苯降解的关键环节。
微生物在降解甲苯的过程中，会产生一系列降解产物。
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文章编号:0253-2468(2001)-增刊-0122-05 中图分类号:X712 文献标识码:A生物过滤塔、生物滴滤塔降解苯和甲苯的性能比较李国文1,胡洪营1,郝吉明1,马广大2(1.清华大学环境工程系,北京 100084;2.西安建筑科技大学,西安 710054)摘要:分别选取活性炭、拉西环为生物过滤塔、生物滴滤塔滤料,苯、甲苯为VOCs 代表,研究过滤塔、滴滤塔VOCs 生物降解性能.实验表明,在总有机负荷低于400g/(h #m 3)、停留时间小于90s 的实验条件下,过滤塔、滴滤塔对苯、甲苯均有较强的降解能力,过滤塔中苯、甲苯的最大削减能力分别为128、175g/(h #m 3),滴滤塔中苯、甲苯的最大削减能力分别为118、140g/(h #m 3),甲苯比苯更易被微生物降解;滤塔中CO 2生成量随苯、甲苯降解量的增加呈线性增长,但实验增长速率小于理论增长速率;菌落分析表明,滤塔中微生物主要有真菌、杆菌、芽孢杆菌,其中芽孢杆菌为优势菌种.关键词:过滤塔;滴滤塔;生物降解;苯;甲苯.Use of biofilter and biotrickling reactors to treat benzene and toluene LI Guow en 1,H U Hongying 1,HAO Jiming 1,M A Guangda 2 (1.Dept of Envir Sci and Eng,Tsinghua Un -i versity,Beijing 100084;2.Dept of Envir Sci and Eng,Xi .an Arch &Tech,Xi .an 710054)Abstract: T his research,selecting Activated Carbon and Ras chig ring as th e filter of bi ofilter and biotrickling reactors resp ectively and taking toluene and benzene as representatives of VOCs,aims to comp are the performance of biofilter to bi otri ckling reactors for the removal of toluene and benzene from air streams.The resu lts show that the biofilter and biotrickling reactors can effectively treat gases containi ng toluene and benzene.For total mass l oading lower than 400g/(h #m 3),retention time ranging from 15s to 90s ,the eliminati on capacities(EC)of toluene and benzene in biofi lter are more higher than those of bi otri ckling reactor:The EC in b iofilter of b enzene and toluene are 128,175g /(h #m 3)respectively ,theEC in bi o -trickling reactor of benzene and toluene are 118,140g/(h #m 3)sevearlly.T he CO 2produ ced increases w ith th e d egrad ation of benzene and toluene,but the exp erimental value is low er than the theoretical valu e.Th e observation of bi oti c community d emonstrates that the microb es are composed of fungi ,bacillus and spore baci llus.of them s pore baci llus i s dominant.K ey words: biofilter;bio -tri ckling reactor;bi o -treatment;benzene;toluene1 前言挥发性有机化合物(VOCs)作为有机化合物的主要分支,是指在常温下饱和蒸汽压大于70Pa 、常压下沸点在260e 以内的有机化合物,VOCs 广泛地存在于水、土壤和大气环境中,其中许多是有毒有害物质.目前,一般采用催化燃烧、化学氧化、吸附、吸收等方法去除VOCs,但都有一定的局限性.生物净化技术是近年来发展起来的VOCs 控制技术,与常规处理法相比,具有设备简单、运行费用低、较少形成二次污染等优点,尤其在处理低浓度、生物可降解性好的气态污染物时更显其经济性.根据系统的运转情况和微生物的存在形式,可将生物处理工艺分为生物过滤塔系统和滴滤塔系统[1].本研究选择苯、甲苯为VOCs 代表,选取柱状活性炭和拉西环为过滤塔和滴滤塔滤料,研究过滤塔、滴滤塔对苯、甲苯生物降解性能,为生物法在VOCs 净化领域的应用提供依据.基金项目:清华大学百人计划支持基金;陕西省自然科学基金作者简介:李国文(1968)),男,博士后第21卷增刊2001年6月 环 境 科 学 学 报ACTA SCIENTIAE CIRCUM STANTIAE Vol.21,SupplJun.,20012 实验材料与方法2.1 生物过滤塔工艺流程及实验装置见图1.采用柱状活性炭为过滤塔滤料,接种炼油厂活性污泥对滤料静态挂膜,待达到较好的降解性能后进行动态实验.过滤塔由内径100mm 、有效高度800m m 的有机玻璃塔组成,沿塔高度方向设置4个气体采样口、3个温度测定口和滤料介质提取口.实验过程中,循环液通过注塞泵从循环液槽提升至滤塔顶部与气向主体同向下渗为微生物提供水分和营养,液相为非流动相[2].图1 过滤塔、滴滤塔降解VOCs 工艺流程Fig.1 Lab oratory biofilter and bio -trickling reactor2.2 生物滴滤塔工艺流程及实验装置见图1.采用拉西环为滴滤塔挂膜介质,接种炼油厂活性污泥对滤料动态挂膜.其规格同过滤塔,运行方式也是气液同向流,但与过滤塔不同的是循环液为流动相,起着吸收有机物和为微生物提供水分和营养的双重作用.2.3 VOCs 源气VOCs 源气采用动态法配制,空压机供气进入空气贮罐,通过减压阀减压并经活性炭过滤后的空气分为主气流和辅气流两股,主气流经缓冲瓶进入VOCs 挥发瓶,将VOCs 溶液鼓泡挥发,与辅气流进入气体混合瓶充分混合并增湿后,形成VOCs 源气.源气浓度通过调整挥发瓶温度和主气流与辅气流的比例来控制,通过取样监测来确定.配好的源气由塔顶分别进入过滤塔和滴滤塔.2.4 VOCs 选则和营养液配比选择甲苯(分析纯)为VOCs 代表,研究过滤塔和滴滤塔生物降解性能.根据甲苯有机负荷、系统pH 要求和微生物对营养的需求平衡,配制含有K 2PO 4、NaHPO 4、NH 4Cl 、FeCl 3、Mn -SO 4、M gSO 4、CaCl 2营养液,维持微生物正常生长和较高的降解能力.2.5 测试方法甲苯浓度:用气相色谱法测定,色谱仪装有氢火焰检测器,色谱柱内径为1mm,长为4m 的不锈钢柱,柱内填充玻璃微球(40~60目),柱温64e ,汽化室温度150e ,检测室温度150e ,氢气流量50mL/min ,氮气流量50mL/min,助燃空气流量320mL/min.CO 2浓度测定:便携式CO 2测定仪,量程0)6000mg/m 3.微生物菌落特征分析:分别提取过滤塔和滴滤塔生物膜进行培养,用结晶紫单染色,显微观测菌落形态、大小、特征和颜色并进行平板计数,估算各菌落比例.123增刊 李国文等:生物过滤塔、生物滴滤塔降解苯和甲苯的性能比较3 结果与讨论在温度20)30e ,循环液pH =7)8,气体流量为0.25、0.50、0.75m 3/h,所对应的停流时间分别为75、38、25s,入口苯、甲苯浓度分别为200)4000mg/m 3,过滤塔滤料40%)60%,滴滤塔循环液喷淋量150、200mL/h 的实验条件下,运行生物过滤塔、滴滤塔,实验历时3个月,测定各条件下苯、甲苯浓度、CO 2浓度和温度变化,镜检分析微生物菌落特征和数量,比较过滤塔、滴滤塔对苯、甲苯的降解性能[3].运行结果见图2.图2 浓度、流量、降解能力、CO 2生成量随时间变化曲线Fig.2 Operating cond itions(inlet toluene and benzene concentrati on and flow rate vs.ti m e,eliminati on cap acityand q uantity of CO 2producted vs.time)3.1 过滤塔、滴滤塔降解能力(EC)和降解效率比较[4]评价生物滤塔降解性能的重要指标是有机物的降解能力(EC)和降解效率(EE),EC 是指单位体积滤料单位时间内有机物的降解量,g (VOC)/(h #m 3)(滤料).根据动态实验绘制EC 随负荷F 变化曲线和EE 随浓度变化曲线,分别见图3a 、图3b.图3 降解能力随进口负荷变化曲线Fig.3 Eliminati on capacity vs.inlet load for variou s gas flow rates由图3可知,当负荷较低时,过滤塔和滴滤塔对苯、甲苯消解能力均随负荷的增加而增大,124环 境 科 学 学 报 21卷但两种塔型对甲苯的削减能力大于对苯的削减能力,当苯、甲苯的负荷大于150g /(h #m 3)(滤料)时,滤塔对苯、甲苯的消解能力不再增加,而是稳定在一较高水平,可以认为滤塔生物降解性能达到最佳,此时,EC 最大.过滤塔中苯、甲苯的最大削减能力分别为128、175g/(h #m 3),滴滤塔中苯、甲苯的最大削减能力分别为118、140g/(h #m 3),由此可见过滤塔比滴滤塔有较强的苯、甲苯降解能力,甲苯比苯更易被微生物降解.图4 降解效率随进口浓度变化曲线Fig.4 Removal efficiency vs.inlet concentrati on for various gas flow fate由图4可知,过滤塔、滴滤塔对苯、甲苯的降解效率随浓度的增加呈下降趋势,下降速率随气量的增加而加快,且过滤塔的降解效率大于滴滤塔的降解效率,甲苯的降解效率大于苯的降解效率.当浓度小于1000mg/m 3时,在3种气量条件下,滤塔对苯、甲苯的降解效率均保持在80%以上.当Q =0.25m 3/h 、降解效率大于80%时,滴滤塔、过滤塔苯的进口浓度分别为1600、2000mg /m 3,甲苯的进口浓度分别为3500、4200mg /m 3.说明与滴滤塔相比过滤塔具有更强的苯、甲苯降解能力和抗冲击能力.3.2 过滤塔、滴滤塔CO 2生成量分布图5 CO 2浓度随进口浓度变化曲线Fi g.5 CO 2concentrati on vs.benzene and toluene inlet concentration滤塔生物降解过程中,苯、甲苯被微生物代谢,生成CO 2、H 2O 和生物机体,最终被降解.因此,滤塔CO 2生成量是表征滤塔生物降解性能好坏的一个重要参数.图5是过滤塔、滴滤塔降解苯、甲苯过程中CO 2生成浓度随进口浓度变化曲线.在试验条件下,滤塔出口CO 2生成浓度始终大于0,表明滤塔内部生物降解反应的进行.当Q =0.50m 3/h 时,滤塔CO 2生成浓度随进口浓度的增加而增加,当浓度较低时,增长速率较快,但随着进口浓度的增加,CO 2增长速率逐渐减慢,这一结果与图3中表征的滤塔削减能力曲线相一致,进一步证明了滤塔的生物降解性能.CO 2生成量随苯、甲苯降解量变化曲线见图6,由图可知,CO 2生成量随苯、甲苯的降解量的增长呈线性增长.过滤塔中,甲苯降解过程中单位滤料CO 2的生成量是甲苯降解量的2.15倍,苯降解过程中单位滤料CO 2的生成量是苯降解量的1.66倍;滴滤塔中,甲苯降解过程中CO 2的生成量是甲苯降解量的1.57倍,苯降解过程中CO 2的生成量是苯降解量的1.57倍,进一步表明,过滤塔比滴滤塔有更好的苯、甲苯降解能力,甲苯更易被微生物所降解.但是,在苯、甲苯完125增刊 李国文等:生物过滤塔、生物滴滤塔降解苯和甲苯的性能比较全氧化生成水和CO 2的过程中,CO 2的生成量与苯、甲苯降解量的理论比分别为3.30、3.35,实验值小于理论值,这是由于在有机物的生物降解过程中,部分有机物被微生物利用,生成生物机体,同时,少量的CO 2以HCO 3-、H 2CO 3、CO 32-形态沉积于滤料中或随液向流失所致.图6 CO 2生成量随降解量变化曲线Fig.6 Quantity of carbon dioxide produced vs.elimination capacity 3.3 生物膜菌落分析分别提取过滤塔、滴滤塔微生物膜进行培养、染色,观测记录菌落分析结果,见图7.从图中可知,构成过滤塔、滴滤塔降解苯、甲苯的微生物膜的菌落组成基本相同,均为真菌、杆菌和芽孢杆菌,其中芽孢杆菌为优势菌种.滤塔降解苯、甲苯生物菌落差异是,在降解甲苯过程中短杆菌的数量远远少于降解苯过程中短杆菌的数量.滤塔中的优势菌种杆菌为假单胞菌属,是一种对有机化合物有很强生化能力的化能异氧型细菌,其对苯、甲苯的生物降解能力为生物法降解VOCs 的工业化应用提供生物学基础.图7 滤塔生物菌落分析Fig.7 Observation of bi oti c community4 结论在总有机负荷低于400g/(h #m 3)、停留时间小于90s 的实验条件下,滴滤塔中苯、甲苯的最大削减能力分别为118、140g /(h #m 3),过滤塔中苯、甲苯的最大削减能力分别为128、175g/(h #m 3),过滤塔、滴滤塔有较强的苯、甲苯降解能力,甲苯比苯更易被微生物降解.过滤塔、滴滤塔对苯、甲苯的降解效率随浓度的增加呈下降趋势,下降速率随气量的增加而加快,且过滤塔的降解效率大于滴滤塔的降解效率,甲苯的降解效率大于苯的降解效率,过滤塔比滴滤塔具有更强的抗冲击能力;滤塔中CO 2生成量随苯、甲苯的降解量的增加呈线性增长,但实验增长速率小于理论增长速率,这是由于在有机物的生物降解过程中,部分有机物被微生物利用,生成生物机体,同时,少量的CO 2以HCO 3-、H 2CO 3、CO 32-形态沉积于滤料中或随液向流失所致;菌落分析表明,滤塔中微生物主要有真菌、杆菌、芽孢杆菌,其中芽孢杆菌为优势菌种.参考文献:[1]Paul T ogna,M anjari Singh.Biological vapor-phase treatm ent using biofilter and biotricki ng filter reactor:practical operating regimes[J].Envir Progr,1994,13(2):94)97[2]Aaron B Neal,Raymond C e of bio-fi lters and suspended-grow th reactors to treat VOCs [J].W aste M anage -ment,2000,20:59)68[3]李国文.生物法净化挥发性有机废气(VOCs)的研究[D].西安:西安建筑科技大学.1999[4]李国文,胡洪营,郝吉明,等.生物滴滤塔中挥发性有机物降解模型及应用[J].中国环境科学,2001,21(1):81)84126 环 境 科 学 学 报 21卷/yq_class/yq_269_1.html。