皂角苷强化生物滴滤器净化高浓度乙苯废气的性能及生物膜特性

发布时间：2020-07-05 18:51

【摘要】：近年来,由于挥发性有机物(Volitile Organic Compounds,VOCs)的排放引起环境问题已受到广泛关注,国内外相继颁布了与之有关的法律法规。生物滴滤工艺(Biotrickling filters,BTF)因其运行成本低廉、操作方便、环境友好等特点,被用于VOCs的净化。然而,对疏水性VOCs的净化效果并不可观。表面活性剂强化BTF技术而被认为是最有潜力的BTF强化技术。基于上述原因,本研究以乙苯为目标污染物,以皂角苷为添加剂,运行两套结构完全相同的反应器BTF1与BTF2,研究皂角苷对BTF性能的影响。此外,为进一步探索表面活性剂的强化机理,特此对比分析表面活性剂存在条件下,床层生物膜的组成、结构以及表面特性包括相对疏水性及表面电位的研究。在BTFs的启动阶段,乙苯进口浓度约为250 mg/m~3,停留时间为30 s,在第16天时,乙苯去除效率达97%,第21天时,装置启动完成。BTFs启动成功后,通过对比分析进行皂角苷的最佳用量的确定实验。保持乙苯的平均浓度达到1300 mg/m~3,乙苯废气EBCT约为30 s,BTF1为强化型反应器,BTF2为普通型反应器。当皂角苷的添加浓度为20 mg/L逐渐上升至48 mg/L时,BTF1对乙苯的净化效率均高于BTF2;当添加浓度为40 mg/L时,BTF1对乙苯的净化效率及其降解能力达到最高,分别为84.3%,131.9 g/(m~3 h)。因此,皂角苷的最佳用量为40 mg/L。在BTF1中引入40 mg/L的皂角苷,通过对比试验,评估其对操作参数的变化的抵抗能力。当乙苯的停留时间一定时(30 s),乙苯平均进口浓度由750 mg/m~3逐渐升高至2300 mg/m~3时,BTF1的去除效率及去除能力均高于BTF2;当乙苯的平均浓度维持在1300 mg/m~3不变时,停留时间从45 s逐渐减少至15 s时,皂角苷的引入对BTFs降解乙苯废气具有显著的强化作用,当停留时间继续降低至7.5s时,其强化作用不显著。这一结果阐明了皂角苷的引入能更好的应对操作参数的变化对BTFs性能的影响。在皂角苷最佳用量的实验中,皂角苷的引入提高了生物膜内多糖及蛋白质的含量、相对疏水性以及Zeta电位;当皂角苷浓度低于48 mg/L时,随着皂角苷浓度的上升,多糖及蛋白质的含量、相对疏水性以及Zeta电位会随之略微上升,这一结果阐明了表面活性剂的引入会改变生物膜表面特性,可能促进了生物膜对VOCs的摄取速度。由FTIR分析可得出,皂角苷的引入并不会改变生物膜的化学结构。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X701
【图文】：

趋势图,生物过滤,生物法,过程机理

图 1. 1 生物过滤过程机理生物法的研究现状及趋势OCs 的生物净化技术具有无二次污染，运行成本低，处理效率好等优点性的有机废气和污水处理厂的臭气处理方面已经得到成功应用。目前，

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工艺流程图,生物滴滤,乙苯,工艺流程图

图 2.1 生物滴滤法净化乙苯工艺流程图(Sf:生物膜取样口; Sg:气体取样口)生物滴滤系统主要由生物滴滤器主体、营养供给系统、配气系统以及压差计。生物滴滤器装置主体结构是由一根高为 78 cm，内径为 10 cm 的有机玻璃构成，玻璃柱共分为 4 层填料层，每层由网格的玻璃筛板作为填料的承托，

【参考文献】