發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 05:10

【摘要】：揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds,以下簡(jiǎn)稱VOCs)的生物凈化技術(shù)具有處理效果好、投資運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì),近年來(lái)備受關(guān)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(wèn)題。本文以甲苯廢氣為研究對(duì)象,建立反硝化生物反應(yīng)器,探索了甲苯廢氣液相吸收反硝化降解特性,并通過(guò)與普通生物反應(yīng)器的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)反硝化生物反應(yīng)器具有更好的凈化性能。同時(shí),本文研究了影響甲苯廢氣凈化過(guò)程中反硝化作用的主要因素,并對(duì)甲苯氣體液相吸收反硝化降解的過(guò)程機(jī)理進(jìn)行了分析。通過(guò)研究主要獲得如下結(jié)論:(1)對(duì)比發(fā)現(xiàn)反硝化生物膜反應(yīng)器(DBR)對(duì)甲苯廢氣的凈化效果優(yōu)于普通生物膜反應(yīng)器(BR)。當(dāng)甲苯進(jìn)氣濃度在340mg·m-3～5550mg·m-3之間變化時(shí),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(jìn)氣濃度較高時(shí),兩者間的差別更顯著。其中甲苯進(jìn)氣濃度不超過(guò)3440mg·m-3時(shí),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(dāng)進(jìn)氣濃度從3440mg m-3上升到5500mg·m-3時(shí),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(nèi)隨甲苯進(jìn)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(jìn)氣濃度為50mg·m-3～340mg·m-3之間變化時(shí),基本沒(méi)有發(fā)生反硝化,反硝化速率為零;進(jìn)氣濃度從720mg·m-3增至2130mg·m-3時(shí),反硝化速率隨甲苯進(jìn)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(jìn)氣濃度為從2130mg·m-3增加到5550mg·m-3時(shí),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(guò)程中,當(dāng)僅投加硝態(tài)氮做反硝化電子受體時(shí),系統(tǒng)中沒(méi)有檢測(cè)出亞硝態(tài)氮;在同時(shí)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(dāng)亞硝態(tài)氮幾乎被消耗完后,硝態(tài)氮的還原才開始進(jìn)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(jìn)行甲苯的好氧降解,傳遞到膜內(nèi)的甲苯被反硝化降解。而反硝化作用本身對(duì)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(nèi)部反硝化對(duì)甲苯的快速去除,加劇了生物膜中的濃度梯度,通過(guò)加強(qiáng)甲苯的傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)而提高反應(yīng)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(yīng)器（活性污泥池）（如圖１－２）。生物洗滌法的工藝過(guò)程分為吸收和再生過(guò)程兩部逡逑分，ＶＯＣｓ氣體從洗滌塔底部進(jìn)入，有機(jī)污染物在洗滌塔內(nèi)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(jìn)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(shí)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(zhuǎn)化后的逡逑滌邐氣相產(chǎn)物逡逑塔逡逑？邋＾邐—：■－邐活性污逡逑進(jìn)＇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(zhì)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(lái)說(shuō)，當(dāng)液相阻力較大時(shí)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(yīng)器（活性污泥池）（如圖１－２）。生物洗滌法的工藝過(guò)程分為吸收和再生過(guò)程兩部逡逑分，ＶＯＣｓ氣體從洗滌塔底部進(jìn)入，有機(jī)污染物在洗滌塔內(nèi)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(jìn)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(shí)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(zhuǎn)化后的逡逑滌邐氣相產(chǎn)物逡逑塔逡逑？邋＾邐—：■－邐活性污逡逑進(jìn)＇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(zhì)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(lái)說(shuō)，當(dāng)液相阻力較大時(shí)采用氣相鼓泡；逡逑
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X701

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2603972