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新型丝网填料滴滤器净化含苯废气的实验研究

生物法处理废气,是一项利用微生物新陈代谢作用,将废气中的污染物质降解并转化为无害物质清洁技术,由于该技术具有净化效果好、简单易行、经济廉价、安全性能高的优点,特别是具有天然的环境相容性的优点,近年来在控制有机废气污染方面越来越受到人们的重视。

苯是常用的化工原料,对人体健康有很大Σ害,由于苯的挥发性很强,在工业生产中以苯为主要成分的废气广泛存在。但以苯为Ψ一碳源的生物净化研究还很少,报道的消除能力也较低,不能满足实际的控制需要。

在净化工艺中,不同的滴滤填料对净化效果的影响很大,通过对生物滴滤载体性能的比较研究,发现丝网填料具有挂膜量大,去除能力高的特点。本研究将新型立体不锈钢丝网填料应用于生物滴滤中,以苯为Ψ一碳源,开展生物滴滤净化含苯废气的实验研究。研究的目的主要是检验新型填料的实际性能,提高生物滴滤器净化含苯废气的能力。

2实验装置?

实验中所用的生物滴滤反应器由内径100mm、总高约为16m的不锈钢塔构成。全塔分四段,ÿ段填料高度200mm,除进出口外,ÿ段之间也设有气体取样口。循环液通过泵从循环槽提升至滴滤塔顶部向下喷淋到挂膜载体上,最后由塔底排出进入循环槽,如此反复循环。含苯废气的分析监测采用气相色谱进行,所用色谱仪为岛津公司的14-B型色谱仪,色谱柱为:supelco2-5447,含苯气体直接用气密型进样针进样。实验期间的室温在20℃~30℃之间。
生物滴滤装置进行了约100d左右的净化实验,实验控制苯的进口浓度在1000~4500mg/m3范Χ内,气流量控制在36~300L/h的范Χ,苯的进口负荷范Χ约为10~100mgL-1?h-1?。循环液流量14?4L/h,循环液pH值在7~7?5之间,在循环液中适量补充N、P和K、Na、Ca、Mg、Fe等微量元素。在设备运行中,全塔压降随气流量增加和培养时间增长而增大,约在50~300Pa左右。??

3结果讨论和分析?

3.1循环液分布对生物膜形成的影响?

采用焦化污泥;作为生物源进行驯化,驯化过程直接在生物滴滤器中进行。苯的浓度基本保持在1000~3000mg/m?3的范Χ内,气体流量在0?6~1m3/h的范Χ内。在驯化初期,为了加快生物驯化和挂膜的速度,将苯的浓度和气体流量控制在较高水平,当设备已经具备一定的净化能力后,减小风量,控制浓度,维持系统稳定。
在驯化前10d内,苯的净化效率和消除能力都很低。直到驯化10d左右,苯的净化效率开始提高,并很快就提升并保持在40%左右,(图3中净化效率大幅下降是受实验室停电影响,塔内厌氧所致),但是直到第23d,净化效率仍然δ能突破50%。为寻找效率偏低的原因,打开净化塔观察,发现生物挂膜不均匀,效率较低是由于气体短流引起的。继续检查发现喷淋装置已损坏,循环液集中流过填料中心,因此生物膜也只在填料中心形成。为使循环液分部均匀,加装阶梯环填料
层作为液体分配层。改造后苯塔的净化效率逐渐上升到70%以上,消除能力也接近100mgL-1?h-1?,驯化阶段基本完成。打开净化塔观察,也证实生物膜已经比较均匀的分布在丝网填料上了。因此,不锈钢丝网填料要求循环液在填料上的分配比较均匀,否则将因挂膜不均而影响净化效率。?


4结论?
(1)采用新型不锈钢丝网的生物滴滤器能够有效的净化含苯废气,在入口负荷小于60mgL-1?h时,平均净化效率在90%以上。?

(2)随着进口负荷的提高,消除能力也随之提高,但净化效率有所下降,对于采用新型丝网填料的生物滴滤塔来说,将进口负荷控制在30~60mgL-1?h-1?之间,即可以达到高的净化效率,又可保持较高的消除能力。?

(3)苯的净化效率随表观过滤气速的增加而下降。当进口负荷在30~60mgL-1?h-1?之间时,在10~20m/h左右的气速下的运行可以保证较高的净化效率。?

 

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