廢氣生物處理進(jìn)展報(bào)告

惡臭廢氣主要來源生產(chǎn)活動(dòng)例如化工、冶金、生物制品、屠宰、污水處理及垃圾處理等工廠所產(chǎn)生的廢氣。畜禽場(chǎng)是重要的污染源養(yǎng)豬場(chǎng)廢氣含160種化合物，主要成分有氨、胺、含硫化合物、揮發(fā)性脂肪酸、吲哚類、糞臭類、酚類、醇類和羰基類化合物。

當(dāng)前1頁，總共103頁。廢氣的處理方法理化法：目前主要采用的方法，如燃燒、吸附、吸收和還原等。工藝或設(shè)備較復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用較高；二次污染問題，用于處理某些惡臭廢氣時(shí)，效果不甚理想。生物法：具有處理效率較高、適應(yīng)性較廣、工藝較簡(jiǎn)單以及費(fèi)用較省等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前2頁，總共103頁。廢氣的微生物處理1957年在美國(guó)獲得專利，1970年代引起重視，1980年代德國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)工業(yè)規(guī)模各類生物凈化裝置投入運(yùn)行。廢氣生物反應(yīng)器處理對(duì)許多一般性的空氣污染物的去除率可達(dá)到90％以上。歷史當(dāng)前3頁，總共103頁。一、廢氣生物處理的特點(diǎn)廢氣或尾氣(wastegas，off-gas)在生物反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatileorganiccompounds，VOCs)以及其它有毒或有臭味的氣體，如NH3和H2S等?；ぁ⒅扑幍刃袠I(yè)產(chǎn)生的有害污染物(hazardousairpollutants，HAPs)以及堆肥廠、垃圾填埋廠產(chǎn)生惡臭(odor)等。當(dāng)前4頁，總共103頁。去除效率高

空氣污染物去除效率超過90％。投資少，運(yùn)行費(fèi)用低不需要投入額外的化學(xué)品;化學(xué)法需加催化劑和氧化劑等，如次氯酸鹽、過氧化氫、二氧化氯等。當(dāng)前5頁，總共103頁。污染少產(chǎn)物為生物量，易處理。耗能低常溫常壓下進(jìn)行，微生物利用VOCs產(chǎn)生能量。消耗的動(dòng)力只是污染氣體進(jìn)入處理系統(tǒng)時(shí)所消耗的能量(正壓送風(fēng)或負(fù)壓引風(fēng))。當(dāng)前6頁，總共103頁。水溶性強(qiáng)向介質(zhì)表面微生物膜擴(kuò)散速率高；主要有無機(jī)物如H2S和NH3等、醇類、醛類、酮類以及簡(jiǎn)單芳烴(如BTEX)等有機(jī)物。適宜處理的污染氣體應(yīng)具有的特點(diǎn)：當(dāng)前7頁，總共103頁。易降解

容易降解，否則將導(dǎo)致污染物濃度增高，毒害生物膜或影響傳質(zhì)，降低生物濾器效率，或使處理完全失敗。當(dāng)前8頁，總共103頁。二、廢氣生物處理的基本形式根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)不同，分為：1.生物洗滌(bioscrubbing)生物洗滌器(bioscrubber)內(nèi)是液態(tài)介質(zhì)

2.生物過濾(biofiltration)生物濾過采用是固態(tài)介質(zhì)生物濾池(biofilters)生物滴濾池(biotricklingfilters)當(dāng)前9頁，總共103頁。生物濾池適用于處理肉類加工廠、養(yǎng)殖場(chǎng)、污水處理廠和堆肥廠等處產(chǎn)生的廢氣。特點(diǎn)是濃度不高，帶有強(qiáng)烈臭味。當(dāng)前10頁，總共103頁。當(dāng)前11頁，總共103頁。當(dāng)前12頁，總共103頁。濾料選擇堆肥

篩選，濾層均勻、疏松，空隙率>40％濾料保持濕潤(rùn)，濾層含水量不低于40％，但不能有積水。濾層保持適當(dāng)?shù)臏囟?。土?/p>

腐殖土，厚度不小于50cm，土壤水分40％~70％，草炭

通氣良好，除臭效果好。當(dāng)前13頁，總共103頁。當(dāng)前14頁，總共103頁。2．生物滴濾池生物滴濾池由箱體、生物活性床層、噴水器等組成。廢氣經(jīng)預(yù)處理室去除顆粒物和增濕后進(jìn)入濾床底部。濾料使用陶瓷、塑料等人工材料，顆粒狀或有空隙的材料，床層厚度0.5~1.0m。當(dāng)前15頁，總共103頁。優(yōu)點(diǎn)：濾料重量輕、空隙大、表面積大、廢氣和介質(zhì)接觸時(shí)間短(幾秒鐘)，處理效率高，濾料不需更換。處理的濃度100mg/m3~5g/m3，流量5~50000m3/h。缺點(diǎn)？當(dāng)前16頁，總共103頁。生物滴濾塔當(dāng)前17頁，總共103頁。當(dāng)前18頁，總共103頁。應(yīng)用微生物過濾床已成功地用于化工廠、食品廠、污水泵站等方面的廢氣凈化和脫臭。污染物包括硫化氫、二硫化碳、苯乙烯、甲苯、丙烷、異丁烷、苯酚、乙醇、四氫呋喃、環(huán)已酮、甲基乙基甲酮等。當(dāng)前19頁，總共103頁。

3．生物洗滌生物洗滌裝置洗滌器和生物反應(yīng)器兩部分組成吸收設(shè)備有噴淋塔、篩板塔、鼓泡塔等，吸收過程很快，停留時(shí)間約幾秒鐘；生物反應(yīng)器中可進(jìn)行好氧處理，活性污泥法和生物膜法，停留幾分鐘至十幾小時(shí)。當(dāng)前20頁，總共103頁。生物洗滌當(dāng)前21頁，總共103頁。生物洗滌裝置當(dāng)前22頁，總共103頁。循環(huán)廢水的利用可以直接進(jìn)入吸收器重復(fù)使用；經(jīng)過泥水分離后再重復(fù)使用。當(dāng)前23頁，總共103頁。吸收液組成：微生物、營(yíng)養(yǎng)物和水；適合處理水溶性強(qiáng)的氣態(tài)污染物，如醇類、酯類、醛類和酮類等。污水處理廠剩余活性污泥配制混合液作為吸收劑可用于處理復(fù)合型臭氣，特別能脫除很難治理的焦臭。德國(guó)開發(fā)一套二級(jí)洗滌裝置，臭氣濃度由1.110-3降低至510-5，并且抗沖擊負(fù)荷。當(dāng)前24頁，總共103頁。四、處理廢氣的微生物純菌種混合微生物①含有多種成分的混合廢氣，需要多種微生物分別降解；②有的成分需要幾種微生物的相繼作用才能分解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，氨先經(jīng)硝化細(xì)菌再經(jīng)反硝化作用細(xì)菌才能成為分子態(tài)氮；當(dāng)前25頁，總共103頁。四、處理廢氣的微生物③難降解成分由多種微生物聯(lián)合作用降解；鹵代有機(jī)化合物先經(jīng)厭氧微生物還原脫鹵，再被好氧微生物徹底分解；④工藝需要，即使廢氣成分能被單一微生物分解，仍接種復(fù)合微生物硫化氫氧化中，為了使自養(yǎng)型脫氮硫桿菌(Thiobacillusdenitrificans)凝絮持留于反應(yīng)器內(nèi)，需與活性污泥中的異養(yǎng)型微生物—起共培養(yǎng)。當(dāng)前26頁，總共103頁。五、廢氣生物處理的基本條件主要有水分，養(yǎng)分、溫度、氧氣(有氧或無氧)以及酸堿度等。1．水分微生物生命活動(dòng)的必要成分；吸收廢氣的溶劑。采用土壤或堆肥等固態(tài)處理系統(tǒng)時(shí)，適宜的水分含量可保證氧與水分的供給。50％~70％為適宜的含水量。通常預(yù)處理需要加濕，防止濾料變干。當(dāng)前27頁，總共103頁。2．養(yǎng)分廢氣可為微生物提供一定的養(yǎng)分，VOCs可以提供碳源和能源，但是需要適當(dāng)補(bǔ)足其它養(yǎng)分。不同的處理工藝對(duì)養(yǎng)分控制有差異，例如生物滴濾池補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)鹽十分重要，但是堆肥生物濾池補(bǔ)給營(yíng)養(yǎng)鹽的次數(shù)可以減少，一年補(bǔ)給二次即可。當(dāng)前28頁，總共103頁。3．溫度廢氣生物處理多用中溫條件(25～35℃)，少用高溫。土壤或堆肥處理廢氣時(shí)通常采用自然溫度，如果微生物分解基質(zhì)放熱造成溫度過高則需采取降溫措施。當(dāng)前29頁，總共103頁。4．氧氣廢氣處理多用異養(yǎng)型好氧微生物；氧的供給量與供給方式對(duì)處理效率的影響很大，微生物數(shù)量、基質(zhì)濃度和溫度等因素也會(huì)影響供氧。少數(shù)厭氧條件，例如著色菌處理硫化氫，則需控制無氧條件，以氨氣取代反應(yīng)系統(tǒng)的氧氣。當(dāng)前30頁，總共103頁。5、酸堿度以中性或微堿性為宜。廢氣生物處理中的細(xì)菌多數(shù)適應(yīng)于中性至微堿性環(huán)境，只有少數(shù)種類對(duì)酸堿度要求比較特殊，例如氧化硫硫桿菌最適pH為2.6~2.8，最低為pH1.0，最高為pH4.0~6.0。當(dāng)前31頁，總共103頁。惡臭的控制①焚燒：如對(duì)垃圾和食品加工廠的殘?jiān)瓤扇夹晕镔|(zhì)焚燒；②氧化：氧化劑有臭氧、氯氣和高錳酸鉀等；③吸附：吸附劑有活性炭、硅膠、活性氧化鋁等；④酸堿處理：稀酸處理堿性惡臭物質(zhì)(如三甲胺)，稀堿處理酸性惡臭物質(zhì)(如硫化氫)：⑤生物氧化：利用生物酶的催化氧化作用；⑥掩蔽：不便處理的低濃度臭氣施放有香氣的物質(zhì)來掩蔽臭氣，如果濃度太高則不起作用。當(dāng)前32頁，總共103頁。畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)惡臭的控制

1．日糧設(shè)計(jì)與惡臭控制

2．飼料添加劑的應(yīng)用(1)酶制劑(2)抗生素(3)益生菌(probiotics)(4)酸化劑

3．除臭劑(deodourant)的使用(1)化學(xué)除臭劑(chemicaldeodoulant)(2)生物除臭劑(biologicaldeodourant)當(dāng)前33頁，總共103頁。環(huán)境與能源工程學(xué)院北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯高效生物除臭滴濾塔的構(gòu)建及微生態(tài)學(xué)分析微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立5H2S降解菌的篩選及降解特性研究2生物強(qiáng)化再啟動(dòng)生物滴濾塔實(shí)驗(yàn)研究3H2S降解菌的固定化及反應(yīng)器凈化性能實(shí)驗(yàn)4結(jié)論與展望6不同結(jié)構(gòu)生物滴濾塔凈化H2S實(shí)驗(yàn)研究1當(dāng)前34頁，總共103頁。課題研究背景及意義惡臭污染物來源及危害傳統(tǒng)及新興的惡臭控制技術(shù)生物法處理惡臭廢氣的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題主要研究?jī)?nèi)容北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前35頁，總共103頁。課題研究背景及意義物理法生物法化學(xué)法掩蔽法稀釋法冷凝法吸附法燃燒法氧化法吸收法生物滴濾法生物吸收法生物過濾法

主要惡臭控制技術(shù)當(dāng)前36頁，總共103頁。國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展反應(yīng)器結(jié)構(gòu)順流逆流錯(cuò)流李堅(jiān)等采用錯(cuò)流式生物滴濾床凈化甲苯廢氣獲得了良好的處理效果。較大的比表面積和孔隙率持水性機(jī)械強(qiáng)度廉價(jià)、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單Kim等利用海藻酸鈉和PVA作為載體固定H2S氧化菌，采用生物濾池工藝，凈化效率穩(wěn)定在99%以上。填料復(fù)合菌群和純菌種國(guó)外的許多研究都是從不同生境中分離到能代謝硫系惡臭物質(zhì)的菌種接種于生物脫臭器中用來處理硫系惡臭氣體。排硫硫桿菌、脫氮硫桿菌和氧化硫硫桿菌。降解菌微生態(tài)及機(jī)理傳統(tǒng)培養(yǎng)方法和分子生物學(xué)技術(shù)Sercu等采用PCR-DGGE技術(shù)研究生物滴濾塔微生物種群結(jié)構(gòu)，接種嗜酸硫桿菌滴濾塔種群多樣性較低運(yùn)行穩(wěn)定，接種絲狀菌滴濾塔物種群多樣性較高，運(yùn)行性能受運(yùn)行參數(shù)影響顯著。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前37頁，總共103頁。生物法處理惡臭廢氣存在的主要問題4有效生物量不足２啟動(dòng)周期長(zhǎng)、去除負(fù)荷低3停止運(yùn)行后再啟動(dòng)性能差1停留時(shí)間長(zhǎng)、占地面積大缺點(diǎn)當(dāng)前38頁，總共103頁。目標(biāo)污染物特性硫化氫分子量34.082，相對(duì)空氣密度1.192，熔點(diǎn)-85.6℃，沸點(diǎn)-59.6℃微溶于水，1體積水2.6體積硫化氫無色、臭雞蛋氣味、有刺激性劇毒氣體排放標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家10mg/m3北京5mg/m3當(dāng)前39頁，總共103頁。主要研究?jī)?nèi)容B篩選不同類群的硫化氫降解菌，優(yōu)化組合后，采用生物強(qiáng)化法進(jìn)行停滯運(yùn)行生物滴濾塔的再啟動(dòng)研究。A采用四階段復(fù)合掛膜方法快速啟動(dòng)生物滴濾塔，優(yōu)化滴濾塔內(nèi)布液布?xì)?，設(shè)計(jì)分期補(bǔ)液式生物滴濾床。CH2S降解菌的固定化及固定化生物反應(yīng)器H2S凈化性能的研究。D不同結(jié)構(gòu)生物滴濾塔微生物種群結(jié)構(gòu)對(duì)比分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前40頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究實(shí)驗(yàn)裝置及方法Na2S溶液;(2)蠕動(dòng)泵;(3)H2SO4溶液;(4)反應(yīng)瓶;(5)緩沖瓶;(6)質(zhì)量流量計(jì);(7)立式生物滴濾塔;(8)營(yíng)養(yǎng)液槽;(9)電磁閥;(10)負(fù)壓風(fēng)機(jī);北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前41頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究檢測(cè)項(xiàng)目H2S、S2-、SO42-濃度鏡檢、革蘭氏染色、SEM壓力降北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前42頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究評(píng)價(jià)指標(biāo)降解率η進(jìn)氣負(fù)荷L去除負(fù)荷EC停留時(shí)間EBRT北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前43頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究馴化前馴化后硫化氫降解菌的馴化北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前44頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究初形成采用快速排泥法將菌種掛膜于填料，生物膜初步形成促生長(zhǎng)增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度，使微生物以最大比增長(zhǎng)速率繁殖生長(zhǎng)，生物膜厚度逐漸增加。

氣液聯(lián)合馴化使微生物菌群形成優(yōu)勝劣汰，優(yōu)勝劣汰生物膜脫落處又會(huì)因菌種附著在填料上而出新的生物膜

再形成復(fù)合掛膜方法當(dāng)前45頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究掛膜啟動(dòng)北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前46頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究營(yíng)養(yǎng)液對(duì)立式生物滴濾塔影響性能研究低噴淋量高噴淋量北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前47頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究立式生物滴濾塔的去除負(fù)荷立式生物滴濾塔能夠達(dá)到的最佳體積去除負(fù)荷為

89.15g·(m3·h)-1。

最大體積去除負(fù)荷再135g·(m3·h)-1左右。

反應(yīng)器上、下段的去除量分別為

0.43g·h-1和0.63g·h-1。氣液分布不均、

上段寡營(yíng)養(yǎng)北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前48頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究不同停留時(shí)間下的運(yùn)行效果北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前49頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究立式生物滴濾塔的溫度分布特性X：沿進(jìn)氣方向填料層的高度最高溫差2℃北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前50頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究壓力降運(yùn)行初期壓降隨時(shí)間變化壓降隨風(fēng)速的變化

采用的四階段復(fù)合掛膜方法能夠快速的啟動(dòng)立式反應(yīng)器，在3天后即可以穩(wěn)定運(yùn)行。但傳統(tǒng)的立式生物滴濾塔由于氣液逆流接觸，存在營(yíng)養(yǎng)液分布不均的問題，這導(dǎo)致生物滴濾塔存在去除負(fù)荷不高，溫度分布不均的問題。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前51頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究1.Na2S；2.H2SO4；3.反應(yīng)瓶；4.緩沖瓶；5.蠕動(dòng)泵；6空氣壓縮機(jī)；7.質(zhì)量流量計(jì)；8.生物滴濾床；9.布液裝置；10.U型液封管；11.循環(huán)液槽；12.循環(huán)泵；13.下液管；14.上液管；15.分液槽；16.抽氣風(fēng)機(jī)北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前52頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究1廢氣經(jīng)漸擴(kuò)導(dǎo)流區(qū)均勻進(jìn)入到填料區(qū)，保證氣體分布的均勻性；廢氣與營(yíng)養(yǎng)液十字流接觸交叉分布，減少了流經(jīng)高度，二次布液使?fàn)I養(yǎng)液在縱向分布均勻，避免不必要的能耗；2填料區(qū)由中間緩沖區(qū)分為前、后兩部分，利用時(shí)間計(jì)時(shí)裝置分別控制營(yíng)養(yǎng)液量，硫化氫氣體濃度和營(yíng)養(yǎng)液噴淋量一致；3進(jìn)、出氣口可調(diào)換位置，保證反應(yīng)器內(nèi)部微生物分布的均勻性，優(yōu)勝劣汰掉部分細(xì)菌，提高反應(yīng)器整體性能。4本裝置安置方便靈活，可安裝在底下，節(jié)省空間并有保溫作用，另外錯(cuò)流式生物滴濾塔壓降小，能耗小，便于維修。分期布液式生物滴濾床特點(diǎn)當(dāng)前53頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究掛膜啟動(dòng)

采用與立式生物滴濾塔同樣的掛膜方法，分期布液生物滴濾床在運(yùn)行初期即達(dá)到90%以上的去除效率。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前54頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究營(yíng)養(yǎng)液對(duì)去除性能的影響最佳營(yíng)養(yǎng)液噴淋量3L/h營(yíng)養(yǎng)液溫度：20~30℃營(yíng)養(yǎng)液更換周期：7d北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前55頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究生物滴濾床去除負(fù)荷生物滴濾塔能夠達(dá)到的最佳體積去除負(fù)荷為171

g·(m3·h)-1。

最高去除負(fù)荷為216g·(m3·h)-1

反應(yīng)器前、后段的去除量分別為0.74g·h-1和0.67g·h-1解決液體分布不均的問題北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前56頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究進(jìn)氣負(fù)荷對(duì)生物滴濾床種群結(jié)構(gòu)的影響

SEM表征高負(fù)荷低負(fù)荷北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前57頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究高負(fù)荷運(yùn)行代謝產(chǎn)物分析陶粒外觀AFMH2S(g）H2S(l)S0SO32-SO42-高負(fù)荷狀態(tài)下，微生物不能徹底氧化分解H2S，導(dǎo)致中間產(chǎn)物硫累積，因此表現(xiàn)為陶粒表面硫磺的覆蓋。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前58頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究進(jìn)氣負(fù)荷對(duì)生物滴濾床種群結(jié)構(gòu)的影響微生物種類穩(wěn)態(tài)高負(fù)荷前段后段前段后段細(xì)菌2.1×1084.5×1075.95×1085.17×108真菌5.1×1053.97×1051.28×1064.7×105放線菌3.9×1053.24×1054.2×1053.56×105硫細(xì)菌4.1×1078.75×1064.53×1074.23×107

微生物種群主要由細(xì)菌、真菌、放線菌組成。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，前段微生物數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后段，尤其是硫細(xì)菌。

負(fù)荷升高時(shí)，后段微生物數(shù)量增多，硫細(xì)菌前后兩段大致相近。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前59頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究生物滴濾床溫度分布特性最高溫差1.6℃氣液錯(cuò)流接觸有利于反應(yīng)器內(nèi)溫度的均勻分布北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前60頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究系統(tǒng)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液pH和SO42-分析北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前61頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究進(jìn)氣方向改變對(duì)滴濾床去除效能的影響北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前62頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究壓力降實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間大概一年，雖然壓降有所上升，但并沒有出現(xiàn)因生物質(zhì)積累而堵塞的現(xiàn)象，對(duì)H2S去除效果依然很好。通過優(yōu)化反應(yīng)器布液布?xì)饨Y(jié)構(gòu)，采用分期布液式生物滴濾床進(jìn)行了凈化H2S廢氣的研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明生物滴濾塔的去除負(fù)荷明顯提高，溫度分布趨于均勻。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前63頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究滴濾塔菌群結(jié)構(gòu)細(xì)菌真菌放線菌中性培養(yǎng)基酸性培養(yǎng)基H2S瓊脂培養(yǎng)基GyM瓊脂培養(yǎng)基高氏一號(hào)培養(yǎng)基馬鈴薯培養(yǎng)基虎紅培養(yǎng)基降解菌篩選的準(zhǔn)備北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前64頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究取樣富集液體培養(yǎng)多次劃線分離菌種篩選步驟菌種保存北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前65頁，總共103頁。H2S降解菌生理生化特性菌態(tài)觀察菌落直徑約為0.1~0.3cm，呈圓形，濕潤(rùn)，菌落呈灰白色，表面不透明、有光澤，邊緣隆起、凸面，在平板上長(zhǎng)出菌落時(shí)間為5~7天。初步鑒定光學(xué)顯微鏡觀察細(xì)菌，數(shù)量眾多，能運(yùn)動(dòng)。菌體呈現(xiàn)短桿狀。經(jīng)革蘭氏染色后，菌體呈現(xiàn)紅色，結(jié)果表明此菌為革蘭氏陰性菌。

當(dāng)前66頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究H2S降解菌的最佳生長(zhǎng)條件其最適生長(zhǎng)溫度為30℃最適pH在6.0～7.0之間最佳搖床轉(zhuǎn)速為120r·min-1。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前67頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究H2S降解菌產(chǎn)酸特性北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前68頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究H2S降解菌生長(zhǎng)曲線停滯期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰退期北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前69頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究青霉Penicilliumsp.FLC-1頭孢霉Cephalosporiumsp.FLC-2形態(tài)特征氣生菌絲呈掃帚狀，頂端長(zhǎng)有分生孢子，分生孢子梗不分枝，分生孢子呈橢球狀，2~2.5μm，生長(zhǎng)速度快。氣生菌絲呈繩狀，有縱隔，孢子梗直立，無叉。分生孢子卵圓形，1.2μm×（2~2.5）μm，光滑，透明。察氏培養(yǎng)基(G)中度(CO)白色→黃綠色(CR)白色→黃色(G)中度(CO)白色→灰白色(CR)白色→淺黃色馬鈴薯培養(yǎng)基(G)旺盛(CO)淺黃色→亮黃色(CR)淺黃色→黃綠色(G)中度(CO)白色→淺粉色(CR)白色→深棕色真菌的生理生化特征北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前70頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究真菌的生理生化特征青霉Penicilliumsp.FLC-1頭孢霉Cephalosporiumsp.FLC-2H2S產(chǎn)生瓊脂(G)不生長(zhǎng)(G)中度(CO)白色→灰白色(CR)白色→黃色高氏一號(hào)(G)中度(CO)白色→淺綠色(CR)白色→橄欖綠(G)中度(CO)白色→淺粉色(CR)淺粉色→暗紅色GyM瓊脂(G)中度(CO)白色→青綠色(CR)黃綠色(G)中度(CO)白色(CR)白→灰綠生理生化鑒定為：青霉Penicilliumsp.FLC-1和頭孢霉Cephalosporiumsp.FLC-2北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前71頁，總共103頁。生物強(qiáng)化再啟動(dòng)立式生物滴濾塔的研究實(shí)驗(yàn)材料與方法菌源

菌源：篩選的硫細(xì)菌和真菌組成的混合菌

停滯運(yùn)行1個(gè)月的立式生物滴濾塔

實(shí)驗(yàn)裝置當(dāng)前72頁，總共103頁。MyceliafungiRodshapebacteriaRodshapebacteria生物強(qiáng)化再啟動(dòng)立式生物滴濾塔的研究生物強(qiáng)化后生物滴濾塔的運(yùn)行性能北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前73頁，總共103頁。生物強(qiáng)化再啟動(dòng)立式生物滴濾塔的研究再啟動(dòng)后立式生物滴濾塔的去除負(fù)荷采用生物強(qiáng)化方式再啟動(dòng)生物滴濾塔：H2S最佳去除負(fù)荷由最初的110g·(m3·h)-1提高到129g·(m3·h)-1H2S最大去除負(fù)荷由最初的152g·(m3·h)-1提高到170g·(m3·h)-1。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前74頁，總共103頁。生物強(qiáng)化再啟動(dòng)立式生物滴濾塔的研究短期閑置對(duì)滴濾塔穩(wěn)定性能的影響實(shí)驗(yàn)安排：第一階段只是停止?fàn)I養(yǎng)液的供給；閑置時(shí)間為6天。第二階段是同時(shí)停止供液和供氣，閑置時(shí)間為5天。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前75頁，總共103頁。生物強(qiáng)化再啟動(dòng)立式生物滴濾塔的研究SEM表征閑置前恢復(fù)后以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，將真菌和細(xì)菌組成的復(fù)合菌群以生物強(qiáng)化方式可以快速啟動(dòng)停止運(yùn)行的生物滴濾塔，并且去除負(fù)荷提高，有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前76頁，總共103頁。H2S降解菌的固定化研究固定化小球的制備方法固定化小球的制備方法氯化鈣、去離子水固定海藻酸鈉、去離子水滴加液攪拌攪拌注射滴加放置過夜硬化固定化小球抽濾洗滌添加劑包埋法載體選?。汉Ｔ逅徕c添加劑：活性炭北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前77頁，總共103頁。H2S降解菌的固定化研究活性炭小球制備正交實(shí)驗(yàn)因素A海藻酸鈉(%)B氯化鈣(%)C活性炭纖維(%)D菌體量(ml)實(shí)驗(yàn)范圍2-51.5-2.50.025-0.0751-3極差R82755591.2因素主→次D→A→C→B最優(yōu)方案D3A3C3B2

實(shí)驗(yàn)類型：4因素3水平正交實(shí)驗(yàn)北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前78頁，總共103頁。H2S降解菌的固定化研究機(jī)械性能測(cè)試北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前79頁，總共103頁。

H2S降解菌的固定化研究固定化小球降解性能實(shí)驗(yàn)40~50mg/LpH=625~30℃120r/min北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前80頁，總共103頁。

H2S降解菌的固定化研究實(shí)驗(yàn)流程示意圖

北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前81頁，總共103頁。

H2S降解菌的固定化研究固定化生物滴濾塔的啟動(dòng)氣體流量為2.2L·min-1，入口濃度為85~90mg·m-3。在啟動(dòng)14h后出口濃度能維持在10mg·m-3。最佳停留時(shí)間11s,比原立式生物滴濾塔縮短4s.北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前82頁，總共103頁。

H2S降解菌的固定化研究進(jìn)氣濃度對(duì)固定化生物滴濾塔去除性能的影響6s11s以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，以制備的活性炭固定化小球作為填料能夠快速啟動(dòng)立式生物滴濾塔，最佳停留時(shí)間縮短至11s，主要原因是包埋法有效的提高了滴濾塔的有效菌群數(shù)量。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前83頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立PCR-DGGE是用一對(duì)特異性引物PCR擴(kuò)增微生物的16srRNA基因，產(chǎn)生長(zhǎng)度相同但序列有異的DNA片段的混合物，通過變性劑甲酞胺和尿素形成的線性梯度丙稀酞胺凝膠電泳對(duì)雙鏈DNA分子進(jìn)行分離。在一定溫度下，同一濃度的變性劑濃度下，序列不同的產(chǎn)物，其部分解鏈程度也不同，而產(chǎn)物解鏈程度又直接影響其電泳遷移率，結(jié)果不同的產(chǎn)物在凝膠上分離開來。

PCR-DGGE技術(shù)北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前84頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)DGGE分析PCR擴(kuò)增DNA提純?nèi)覲CR-DGGE實(shí)驗(yàn)步驟當(dāng)前85頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立DNA提取陶粒來源DNA含量（μg·μl-1）A260/A280A260/A230立式生物滴濾塔112.061.8752.055分期布液生物滴濾床291.211.8812.149在實(shí)驗(yàn)中用A260/A280和A260/A230的比值，來評(píng)估樣品的純度，較純凈的DNA樣品A260/A280比值在1.8左右，A260/A230應(yīng)大于2.0。若A260/A280小于1.6，表示樣品中蛋白質(zhì)或者酚類物質(zhì)含量較高。若A260/A230的比值小于2.0，則說明樣品存在糖類污染。本提取過程所得DNA滿足實(shí)驗(yàn)要求。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前86頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立變性凝膠電泳分析

兩者共有這一些相同的種屬，如所標(biāo)記的A，B，C，D，E，F(xiàn)條帶，

兩者也各自存在著各自特有的種菌。如立式反應(yīng)器的a’，b’，c’，d’，e’，分期布液式生物滴濾床的a，b，c，d，e，f，g，k條帶。

采用香濃-威納多樣性指數(shù)（H）評(píng)價(jià)立式生物滴濾塔電泳圖譜條帶數(shù)量為14±3，其對(duì)應(yīng)的多樣性指數(shù)為2.12±0.08，

分期布液式生物滴濾塔電泳圖譜的條帶數(shù)為23±3，其對(duì)應(yīng)的多樣性指數(shù)為2.85±0.13。

分期布液式生物滴濾塔的微生物多樣性要優(yōu)于立式生物滴濾塔。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前87頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立1待降解組分從氣相主體擴(kuò)散到生物膜凝膠層的外表面（外擴(kuò)散過程）；2待降解組分由生物膜凝膠層的外表面向膜內(nèi)的微孔擴(kuò)散（內(nèi)擴(kuò)散過程）；3待降解組分在生物膜凝膠層內(nèi)部被吸附，經(jīng)生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)（生化反應(yīng)過程）；4代謝產(chǎn)物從微孔外擴(kuò)散至生物膜外表面（內(nèi)擴(kuò)散過程）；5代謝產(chǎn)物從生物膜外表面擴(kuò)散至氣相主體（外擴(kuò)散過程）。當(dāng)前88頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立微元體的輸入量-微元體的輸出量=生物膜的削減量=生物降解量+生物膜累積量生物膜內(nèi)降解數(shù)學(xué)模型的建立總物料守恒方程：即將Monod方程代入令則零級(jí)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前89頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立H2S削減量=生物降解量+填料累積量生物滴濾塔宏觀去除模型邊界條件：L=0，c=cin,L=H,c=cout，積分得：令降解模型根據(jù)30s停留時(shí)間時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算得Ks=430mg·m-3，Vm=312.5g·m-3·h-1。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前90頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立模型的驗(yàn)證北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前91頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立模型的修正Cin<93mg·m-3，累計(jì)系數(shù)a=0.24；93mg·m-3<Cin<230mg·m-3時(shí)，累計(jì)系數(shù)a=0.08；當(dāng)Cin>230mgm-3，a可忽略。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前92頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態(tài)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)模型的建立修正模型的驗(yàn)證在停留時(shí)間15s，進(jìn)氣濃度在50~300mg·m-3之間，對(duì)修正的生物滴濾塔降解模型進(jìn)行了驗(yàn)證，將模擬值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較。模擬值與實(shí)驗(yàn)值的相關(guān)系數(shù)為0.92，顯著相關(guān)，且差異不顯著。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前93頁，總共103頁。結(jié)論與展望結(jié)論立式生物滴濾塔凈化H2S研究1采用四階段復(fù)合掛膜法可快速啟動(dòng)生物滴濾塔，最佳停留時(shí)間為15s。2最佳體積去除負(fù)荷為89.15g·(m3·h)-1，最大體積去除負(fù)荷為135g·(m3·h)-1。立式生物滴濾塔存在氣液及溫度分布不均的問題。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前94頁，總共103頁。結(jié)論與展望結(jié)論分期布液式生物滴濾床凈化H2S實(shí)驗(yàn)1分期布液式生物滴濾床最佳體積去除負(fù)荷達(dá)到171g·(m3·h)-1，凈化效率能夠達(dá)到90%。其最高體積去除負(fù)荷為216g·(m3·h)-1。2優(yōu)化反應(yīng)器布液布?xì)?，采用分期布液式生物滴濾床凈化H2S廢氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明生物滴濾塔的去除負(fù)荷明顯提高，溫度分布趨于均勻。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前95頁，總共103頁。結(jié)論與展望結(jié)論H2S降解菌的篩選及降解特性分析1篩選出一株具有較好的H2S降解活性的菌株。革蘭氏陰性，最適生長(zhǎng)溫度30℃，最適pH6.0～7.0之間，最佳搖床轉(zhuǎn)速120r·min-1。2篩選分離出2株真菌，分別命名為青霉Penicilliumsp.FLC-1和頭孢霉Cephalosporiumsp.FLC-2北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前96頁，總共103頁。結(jié)論與展望結(jié)論生物強(qiáng)化再啟動(dòng)立式生物滴濾塔效能的研究1最佳去除負(fù)荷由最初的110g·m-3·h-1提高到129g·m-3·h-1，凈化效率為90%。最大去除負(fù)荷由最初的152g·m-3·h-1提高到170g·m-3·h-1。2短期閑置后生物滴濾塔能夠快速恢復(fù)，停水停氣不會(huì)明顯改變生物滴濾塔的種群結(jié)構(gòu)。生物滴濾塔具有較好的穩(wěn)定性。北京工業(yè)大學(xué)博士研究生答辯環(huán)境與能源工程學(xué)院當(dāng)前97頁，總共103頁。結(jié)論與展望結(jié)論H2S降解菌的固定化及反應(yīng)器凈化性能1固定化小球最佳制備參數(shù)：海藻酸鈉5%、氯化鈣2.5%、活性炭0.3%、菌量3ml。2最佳培養(yǎng)