高效生物除臭滴滤塔的构建及微生态学分析
发布时间：2020-12-25 11:49
本研究采用立式和分期布液式两种结构形式的生物反应器进行了净化H2S废气的研究。生物滴滤塔闲置后，采用生物强化的方法进行了立式生物滴滤塔的再启动实验。以稳态运行的生物滴滤塔中的优势菌群作为菌源，采用包埋方式进行微生物固定化研究，探索制备固定化小球的最佳工艺条件，并考察固定化小球的H2S降解性能。采用PCR-DGGE技术进行了生物滴滤反应器的微生态学研究，并建立了基于“累积效应”的生物动力学模型。采用高营养刺激生长和液相降解底物“优胜劣汰”的复合挂膜方法启动反应器，仅需3天。立式生物滴滤塔在进气浓度为50300mg·m-3时，其最佳营养液喷淋量为6L·h-1，停留时间高于15s时，滴滤塔保持90%以上的净化效率。最佳体积去除负荷为89.15g·（m3·h）-1，最大体积去除负荷为135g·（m3·h）-1。通过优化反应器布液布气，设计了气液两相呈错流接触的分期布液生物滴滤床。采用气液联合驯化方式...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 恶臭污染物的来源及其危害
1.1.1 恶臭污染物的来源及分类
1.1.2 恶臭污染物的危害
1.2 恶臭污染物控制技术
1.2.1 掩蔽法
1.2.2 稀释法
1.2.3 吸附法
1.2.4 吸收法
1.2.5 化学氧化法
1.2.6 燃烧法
1.2.7 生物制剂法
1.2.8 生物法
1.3 生物法治理恶臭废气的主要工艺
1.3.1 生物过滤法
1.3.2 生物洗涤法
1.3.3 生物滴滤法
1.4 生物法处理恶臭废气的国内外研究现状
1.4.1 滴滤塔结构形式的研究
1.4.2 填料的特性研究
1.4.3 高效降解菌的驯化和培养
1.4.4 机理的研究
1.4.5 生物滴滤塔内微生物生态学的研究
1.5 研究意义及内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第2章 立式生物滴滤塔净化 H2S 废气的研究
2.1 实验装置及方法
2.1.1 实验装置
2.1.2 菌源与填料
2.1.3 实验分析方法
2.1.4 生物滴滤塔净化工艺评价指标
2.2. 实验结果与分析
2.2.1 菌种驯化
2.2.2 立式生物滴滤塔的接种挂膜与启动研究
2.2.3 营养液对立式生物滴滤塔影响性能研究
2.2.4 立式生物滴滤塔不同部位污染物能力对比
2.2.5 生物滴滤塔体积去除负荷与进气负荷之间的关系
2.2.6 立式生物滴滤塔不同停留时间下的运行效果
2.2.7 立式生物滴滤塔的温度分布特性
2.2.8 压力降
2.3 小结
第3章 分期布液生物滴滤床净化 H2S 废气研究
3.1 实验装置及方法
3.1.1 实验装置
3.1.2 菌源与填料
3.1.3 实验方法
3.2 实验结果与分析
3.2.1 分期布液式生物滴滤床的挂膜启动
3.2.2 进气负荷对分期布液式生物滴滤床净化效能的影响
3.2.3 进气负荷对分期布液式生物滴滤床种群结构的影响
3.2.4 高负荷运行条件下微生物代谢产物及其特性研究
3.2.5 营养液对生物滴滤床去除效能的影响
3.2.6 分期布液生物滴滤床温度分布特性
3.2.7 系统内营养液 pH 和 SO2-4变化
3.2.8 进气方向对滴滤床去除效能的影响
3.2.9 压力降
3.3 小结
2S 降解菌的筛选及降解特性研究">第4章 H2S 降解菌的筛选及降解特性研究
4.1 实验材料与方法
4.1.1 筛菌培养基
4.1.2 菌种的分离和纯化
4.1.3 菌种生长培养条件确定
4.2 实验结果与分析
4.2.1 培养基选择的结果分析
4.2.2 细菌菌落的初步鉴定
4.2.3 细菌生长条件
4.2.4 细菌生长曲线的测定
4.2.5 真菌菌落的筛选鉴定
4.3 小结
第5章 生物强化立式生物滴滤塔的再启动研究
5.1 实验材料和方法
5.1.1 实验装置
5.1.2 菌源
5.1.3 实验方法
5.2 实验结果与分析
5.2.1 生物强化后生物滴滤塔菌落结构
5.2.2 生物强化后生物滴滤塔的运行性能
5.2.3 生物强化后生物滴滤塔的去除负荷
5.2.4 生物强化后生物滴滤塔短期闲置
5.3 小结
2S 降解菌的固定化研究">第6章 H2S 降解菌的固定化研究
6.1 实验材料与方法
6.1.1 菌源
6.1.2 实验方法
6.1.3 实验装置
6.2 实验结果与分析
6.2.1 正交试验
6.2.2 活性炭固定化小球的制备研究
6.2.3 活性炭小球的降解性能测试
6.2.4 固定化生物滴滤塔的启动
6.2.5 停留时间对固定化生物滴滤塔去除性能的影响
6.2.6 进气浓度对固定化生物滴滤塔去除性能的影响
6.3 小结
第7章 生物滴滤塔微生态学分析及动力学模型的建立
7.1 实验材料和方法
7.1.1 取样
7.1.2 DNA 的提取
7.1.3 DNA 的 PCR 扩增
7.1.4 变性梯度凝胶电泳
7.1.5 DGGE 图谱遗传多样性分析
7.2 实验结果与分析
7.2.1 滴滤塔陶粒样品基因组 DNA 的提取
7.2.2 基因组 DNA 的 PCR 扩增
7.2.3 变性凝胶电泳分析
7.2.4 生物滴滤塔动力学模型的建立
7.3 小结
结论
参考文献
攻读博士期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物滴滤降解氯苯废气的实验研究[J]. 周卿伟,朱润晔,胡俊,张丽丽,陈建孟. 环境科学. 2011(12)
[2]固定化微生物技术在大气恶臭污染物处理中应用研究进展[J]. 万顺刚,李桂英,安太成. 生态环境学报. 2011(10)
[3]板式生物滴滤塔高效净化硫化氢废气的研究[J]. 钱东升,房俊逸,陈东之,陈建孟. 环境科学. 2011(09)
[4]Performance of biotrickling filters packed with structured or cubic polyurethane sponges for VOC removal[J]. Chunping Yang 1,2,Guanlong Yu 1,3,Guangming Zeng 1,3,Haining Yang 1,Fayuan Chen 1,3,Congying Jin 1,31.College of Environmental Science and Engineering,Hunan University,Hunan 410082,China.2.College of Environmental Science and Engneering,Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310012,China 3.Key Laboratory of Environmental Biology and Pollution Control,Hunan University,Ministry of Education,Hunan 410082,China. Journal of Environmental Sciences. 2011(08)
[5]多孔陶粒固定化微生物效果及扫描电镜观察[J]. 倪红,熊哲,张珊,曾思泉,李林. 湖北大学学报(自然科学版). 2011(02)
[6]革兰氏染色三步法应用试验探讨[J]. 洪庆华,石璐,孙井梅,秦璐璐,卢楠. 实验室研究与探索. 2010(11)
[7]葡萄霜霉菌基因组DNA不同提取方法的比较[J]. 尹玲,张雅丽,卢江. 中外葡萄与葡萄酒. 2010(03)
[8]扩体错流式生物滴滤床净化甲苯废气[J]. 章小军,李坚,刘佳,彭淑婧,刘春敬,金毓峑. 环境污染与防治. 2009(11)
[9]生物脱臭填料的研究现状及发展趋势[J]. 刘玲,郭兵兵. 当代化工. 2009(02)
[10]铬酸钡分光光度法(热法)测定水中硫酸盐不确定度评定[J]. 宋健男,方小芳,滕成君,牟燊. 中国卫生检验杂志. 2009(02)
博士论文
[1]生物滴滤塔净化H2S气体的菌种筛选、填料改性及反应动力学分析[D]. 葛洁.西安建筑科技大学 2011
[2]净化低浓度有机废气生物膜滴滤塔传输及降解特性[D]. 田鑫.重庆大学 2006
硕士论文
[1]在NH3存在的条件下生物滴滤塔处理含H2S气体实验研究[D]. 许新艳.西安建筑科技大学 2011
[2]农业废物堆肥中微生物总DNA提取方法的研究及其应用[D]. 宋琳玲.湖南大学 2008
[3]生物滴滤池除臭工艺特性及数学模型研究[D]. 吕景.上海师范大学 2008
[4]生物滴滤塔处理乙硫醇恶臭气体的研究[D]. 张雅旎.北京化工大学 2007
[5]错流式生物滴滤塔净化含硫化氢废气的高效降解菌筛选实验研究[D]. 王晓艳.西安建筑科技大学 2007
本文编号：2937591
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 恶臭污染物的来源及其危害
1.1.1 恶臭污染物的来源及分类
1.1.2 恶臭污染物的危害
1.2 恶臭污染物控制技术
1.2.1 掩蔽法
1.2.2 稀释法
1.2.3 吸附法
1.2.4 吸收法
1.2.5 化学氧化法
1.2.6 燃烧法
1.2.7 生物制剂法
1.2.8 生物法
1.3 生物法治理恶臭废气的主要工艺
1.3.1 生物过滤法
1.3.2 生物洗涤法
1.3.3 生物滴滤法
1.4 生物法处理恶臭废气的国内外研究现状
1.4.1 滴滤塔结构形式的研究
1.4.2 填料的特性研究
1.4.3 高效降解菌的驯化和培养
1.4.4 机理的研究
1.4.5 生物滴滤塔内微生物生态学的研究
1.5 研究意义及内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第2章 立式生物滴滤塔净化 H2S 废气的研究
2.1 实验装置及方法
2.1.1 实验装置
2.1.2 菌源与填料
2.1.3 实验分析方法
2.1.4 生物滴滤塔净化工艺评价指标
2.2. 实验结果与分析
2.2.1 菌种驯化
2.2.2 立式生物滴滤塔的接种挂膜与启动研究
2.2.3 营养液对立式生物滴滤塔影响性能研究
2.2.4 立式生物滴滤塔不同部位污染物能力对比
2.2.5 生物滴滤塔体积去除负荷与进气负荷之间的关系
2.2.6 立式生物滴滤塔不同停留时间下的运行效果
2.2.7 立式生物滴滤塔的温度分布特性
2.2.8 压力降
2.3 小结
第3章 分期布液生物滴滤床净化 H2S 废气研究
3.1 实验装置及方法
3.1.1 实验装置
3.1.2 菌源与填料
3.1.3 实验方法
3.2 实验结果与分析
3.2.1 分期布液式生物滴滤床的挂膜启动
3.2.2 进气负荷对分期布液式生物滴滤床净化效能的影响
3.2.3 进气负荷对分期布液式生物滴滤床种群结构的影响
3.2.4 高负荷运行条件下微生物代谢产物及其特性研究
3.2.5 营养液对生物滴滤床去除效能的影响
3.2.6 分期布液生物滴滤床温度分布特性
3.2.7 系统内营养液 pH 和 SO2-4变化
3.2.8 进气方向对滴滤床去除效能的影响
3.2.9 压力降
3.3 小结
2S 降解菌的筛选及降解特性研究">第4章 H2S 降解菌的筛选及降解特性研究
4.1 实验材料与方法
4.1.1 筛菌培养基
4.1.2 菌种的分离和纯化
4.1.3 菌种生长培养条件确定
4.2 实验结果与分析
4.2.1 培养基选择的结果分析
4.2.2 细菌菌落的初步鉴定
4.2.3 细菌生长条件
4.2.4 细菌生长曲线的测定
4.2.5 真菌菌落的筛选鉴定
4.3 小结
第5章 生物强化立式生物滴滤塔的再启动研究
5.1 实验材料和方法
5.1.1 实验装置
5.1.2 菌源
5.1.3 实验方法
5.2 实验结果与分析
5.2.1 生物强化后生物滴滤塔菌落结构
5.2.2 生物强化后生物滴滤塔的运行性能
5.2.3 生物强化后生物滴滤塔的去除负荷
5.2.4 生物强化后生物滴滤塔短期闲置
5.3 小结
2S 降解菌的固定化研究">第6章 H2S 降解菌的固定化研究
6.1 实验材料与方法
6.1.1 菌源
6.1.2 实验方法
6.1.3 实验装置
6.2 实验结果与分析
6.2.1 正交试验
6.2.2 活性炭固定化小球的制备研究
6.2.3 活性炭小球的降解性能测试
6.2.4 固定化生物滴滤塔的启动
6.2.5 停留时间对固定化生物滴滤塔去除性能的影响
6.2.6 进气浓度对固定化生物滴滤塔去除性能的影响
6.3 小结
第7章 生物滴滤塔微生态学分析及动力学模型的建立
7.1 实验材料和方法
7.1.1 取样
7.1.2 DNA 的提取
7.1.3 DNA 的 PCR 扩增
7.1.4 变性梯度凝胶电泳
7.1.5 DGGE 图谱遗传多样性分析
7.2 实验结果与分析
7.2.1 滴滤塔陶粒样品基因组 DNA 的提取
7.2.2 基因组 DNA 的 PCR 扩增
7.2.3 变性凝胶电泳分析
7.2.4 生物滴滤塔动力学模型的建立
7.3 小结
结论
参考文献
攻读博士期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物滴滤降解氯苯废气的实验研究[J]. 周卿伟,朱润晔,胡俊,张丽丽,陈建孟. 环境科学. 2011(12)
[2]固定化微生物技术在大气恶臭污染物处理中应用研究进展[J]. 万顺刚,李桂英,安太成. 生态环境学报. 2011(10)
[3]板式生物滴滤塔高效净化硫化氢废气的研究[J]. 钱东升,房俊逸,陈东之,陈建孟. 环境科学. 2011(09)
[4]Performance of biotrickling filters packed with structured or cubic polyurethane sponges for VOC removal[J]. Chunping Yang 1,2,Guanlong Yu 1,3,Guangming Zeng 1,3,Haining Yang 1,Fayuan Chen 1,3,Congying Jin 1,31.College of Environmental Science and Engineering,Hunan University,Hunan 410082,China.2.College of Environmental Science and Engneering,Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310012,China 3.Key Laboratory of Environmental Biology and Pollution Control,Hunan University,Ministry of Education,Hunan 410082,China. Journal of Environmental Sciences. 2011(08)
[5]多孔陶粒固定化微生物效果及扫描电镜观察[J]. 倪红,熊哲,张珊,曾思泉,李林. 湖北大学学报(自然科学版). 2011(02)
[6]革兰氏染色三步法应用试验探讨[J]. 洪庆华,石璐,孙井梅,秦璐璐,卢楠. 实验室研究与探索. 2010(11)
[7]葡萄霜霉菌基因组DNA不同提取方法的比较[J]. 尹玲,张雅丽,卢江. 中外葡萄与葡萄酒. 2010(03)
[8]扩体错流式生物滴滤床净化甲苯废气[J]. 章小军,李坚,刘佳,彭淑婧,刘春敬,金毓峑. 环境污染与防治. 2009(11)
[9]生物脱臭填料的研究现状及发展趋势[J]. 刘玲,郭兵兵. 当代化工. 2009(02)
[10]铬酸钡分光光度法(热法)测定水中硫酸盐不确定度评定[J]. 宋健男,方小芳,滕成君,牟燊. 中国卫生检验杂志. 2009(02)
博士论文
[1]生物滴滤塔净化H2S气体的菌种筛选、填料改性及反应动力学分析[D]. 葛洁.西安建筑科技大学 2011
[2]净化低浓度有机废气生物膜滴滤塔传输及降解特性[D]. 田鑫.重庆大学 2006
硕士论文
[1]在NH3存在的条件下生物滴滤塔处理含H2S气体实验研究[D]. 许新艳.西安建筑科技大学 2011
[2]农业废物堆肥中微生物总DNA提取方法的研究及其应用[D]. 宋琳玲.湖南大学 2008
[3]生物滴滤池除臭工艺特性及数学模型研究[D]. 吕景.上海师范大学 2008
[4]生物滴滤塔处理乙硫醇恶臭气体的研究[D]. 张雅旎.北京化工大学 2007
[5]错流式生物滴滤塔净化含硫化氢废气的高效降解菌筛选实验研究[D]. 王晓艳.西安建筑科技大学 2007
本文编号：2937591
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