含硫废气生物过滤中关键影响因素、生物膜形成和微生物群落的研究

发布时间：2021-04-29 19:00

　　还原性硫化物（Reduced sulfur compounds,RSCs）臭味阈值极低,往往具有强烈恶臭气味。H2S、硫醇和硫醚通常被认为是恶臭气体的关键致臭组份。RSCs释放到大气环境中不仅影响人体健康和生活质量,较高浓度的RSCs吸入呼吸道内还将引发呼吸黏膜急性病变。在工业生产中RSCs将导致设备或管道的腐蚀,造成巨大的经济损失。RSCs的各类工业和农业排放源,其污染物组份复杂、浓度波动大,同时往往伴随着多种挥发性有机物（Volatile organic compounds,VOCs）。对复杂组份含RSCs和VOCs废气的同步、高效去除在工程中难以实现。生物过滤被认为是一类环境友好、成本低廉的废气处理技术,已经成功应用于多种含RSCs或含VOCs废气的去除工程中。生物过滤处理的源动力为附着于填料表面的微生物,污染物从气相转移至液相,再进入生物膜内从而被微生物降解。硫酸是含RSCs废气生物处理的代谢终产物,其在填料上的积累将导致pH的急剧下降,从而影响生物反应器的去除性能。本研究系统对比了酸性和中性生物滴滤池对H2S去除性能差异;详细分析了pH、空床停留时间、进气负荷对去除性能和生物... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 常见含硫恶臭污染物及控制现状
    1.2 恶臭及VOCs废气生物处理技术
        1.2.1 生物滤池
        1.2.2 生物滴滤池
        1.2.3 生物洗涤塔
        1.2.4 膜生物反应器
        1.2.5 四种生物反应器对比
    1.3 生物反应器处理含RSCs废气的主要影响参数
        1.3.1 传质因素
        1.3.2 微生物
        1.3.3 填料
        1.3.4 营养源
        1.3.5 pH
    1.4 含硫废气生物处理技术研究进展
        1.4.1 单一组份含硫废气生物过滤
        1.4.2 复杂组份含硫废气生物过滤
    1.5 含硫废气生物处理微生物机理研究
        1.5.1 生物过滤器内生物膜
        1.5.2 含硫生物过滤器内微生物生态学研究
    1.6 研究目的、意义与主要内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究目的
        1.6.3 主要研究内容
第二章 酸性和中性生物过滤处理硫化氢性能及pH对其菌群结构的影响
    2.1 材料与方法
        2.1.1 生物滴滤池启动和运行参数
        2.1.2 接种物预处理
        2.1.3 分析方法
        2.1.4 代谢产物起始浓度对反应器矿化率影响
        2.1.5 16S rRNA基因MiSeq测序
        2.1.6 高通量序列数据分析
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 瞬态下生物滴滤池对H2S处理性能比较
        2.2.2 BTFs去除H2S的宏观动力学分析
        2.2.3 H2S矿化率及反应器对代谢产物耐受分析
        2.2.4 微生物群落结构对比分析
    2.3 本章小结
第三章 酸性和中性BTF处理硫化氢废气过程中生物膜特性的研究
    3.1.材料与方法
        3.1.1 生物滴滤池启动和运行条件
        3.1.2 填料上生物膜及其组成
        3.1.3 单质硫定量分析
        3.1.4 激光共聚焦显微镜观察
        3.1.5 微生物In vitro硫氧化能力测试
        3.1.6 H2S检测
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 酸性和中性生物滴滤池对H2S去除能力
        3.2.2 两BTF之间生物量及生物膜组成
        3.2.3 激光共聚焦分析
    3.3 本章小结
第四章 疏水性填料促进生物滴滤池共同去除硫化氢和有机含硫废气
    4.1 材料与方法
        4.1.1 生物滴滤池启动和运行条件
        4.1.2 填料样品中pH，生物量，离子浓度测定
        4.1.3 气相内硫化物测定
        4.1.4 DNA样品提取，高通量测序及数据分析
    4.2 实验结果
        4.2.1 BTFs启动以及温度对去除效率的影响
        4.2.2 饥饿胁迫对BTFs性能的影响
        4.2.3 BTFs去除动力学分析
        4.2.4 BTFs内上、中和底层对污染物去除贡献
        4.2.5 pH对去除率的影响
        4.2.6 填料上生物量及微环境因子的影响
        4.2.7 微生物群落结构
    4.3 讨论
    4.4 本章小结
第五章 复杂组份含硫废气生物过滤控制因素研究
    5.1 材料与方法
        5.1.1 生物滴滤池启动和运行条件
        5.1.2 聚氨酯填料改性
        5.1.3 气相样品检测
        5.1.4 生物相和液相检测
        5.1.5 数据统计与分析
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 填料改性对复杂RSCs废气各组分去除效率影响
        5.2.2 各组分气体去除率与理化特性相关性分析
        5.2.3 污泥臭气各组分去除规律
    5.3 本章小结
结论与展望
    结论
    创新之处
    展望
参考文献
附录
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3168001