生物滴滤净化vocs进展论文

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1、生物滴滤净化VOCs进展论文摘要：生物滴滤净化挥发性有机污染物技术是近年来发展起来的一项新技术。介绍了生物滴滤技术的研究现状，包括净化机理，可以净化的污染物，起降解作用的微生物和它们需要的环境条件，及生物滴滤模型。目前生物滴滤技术在以下几方面需要完善和发展：提高微生物的降解能力，改进生物滴滤填料，完善生物滴滤模型和开展实际废气的应用研究。关键词：生物滴滤挥发性有机物生物净化1引言挥发性有机化合物(VolatileOrganicpounds)，简称VOCs.freelonasputida(恶臭假单胞菌)、Pseudomonasaerug

2、inosa(铜绿假单胞菌)、Pseudomonasfluorescens(荧光假单胞菌)等等。通常生物滴滤设备的启动一般是用活性污泥等进行接种，然后逐步驯化适宜的混合菌种；而对于那些难降解物质，则需要接种专门的菌种。近年来，有学者〔1~3〕认为生物净化器内存在微生物生态系统，含有降解污染物的微生物和大量的其它非直接降解污染物的微生物种群构成，并提出构筑食物链来维持净化器内生物生态平衡的观点。2.4环境因素对微生物的影响温度对生物净化器内的传质和生物降解过程都有着重要的作用。微生物净化有机废气过程取决于一些嗜中温性菌及部分嗜高温性菌

3、的生命活动，温度升高有利于生物的降解代谢过程，但会影响污染物的气液分配系数，还会加速水份的蒸发。Deeb〔4〕进行的BETX降解研究结果表明35℃时的降解速率最高。而Yanick的研究表明〔5〕，高温下(50℃)生物对甲苯的消除能力可达289gC/m3h，是目前见诸报道的最高值。但实际运行时滤床温度不宜太高，以防止设备停运时嗜高温生物群落的消失，从而造成设备再启动的困难。水分是微生物生存必不可少的，由于循环液的不断补充，在生物滴滤器内，气体的相对湿度接近100％，只要布水均匀，生物膜的含水量也可基本满足要求。微生物的活动都有其最佳的

4、pH值范围，生物床内pH值的变化会影响微生物的活动。生物床的pH值通常为7~8，即细菌和放线菌的最适范围。但在进行含硫、氮及氯成份化合物的代谢时往往会产生酸性中间产物，因此生物滴滤器一般需要用缓冲溶液来控制循环液的pH条件。2.5营养在生物滴滤器中，微生物所利用的大部分营养物质在细胞死亡和消解后会被循环利用，但总有一部分通过各种途径而流失。所以与其它的微生物代谢作用一样，生物降解气态有机物时也需要补充氮、磷、硫及微量元素等营养。按照污水处理的经验，认为BOD∶N∶P的比例为100∶5∶1即可满足要求。营养元素的影响研究主要集中在氮

5、元素的补充上。Zhu等〔6〕在去除气体中酯的研究中发现提高硝态氮的量对净化能力有显著的改善；Smith〔7〕发现加入氮的形态对生物过剩物质的产量影响较大。Matthe3/m2h左右；而净化较高浓度气体时，表观气速往往在150m3/m2h以下；对于较难降解或水溶性差的物质，表观气速只能控制在100甚至50m3/m2h以下〔9，10〕。循环液流量也是主要的操作因素之一，生物滴滤器一般都可以在较为宽泛的流量范围内运行，从文献报道看，实验装置的循环液喷淋密度大致在0.05~20m3/m2h的范围内。一般来说，对于易溶于水的VOCs物质，增大循

6、环液流量对提高处理效果是有帮助，但对于难溶或不溶于水的物质，增加循环液流量基本无助于提高处理效果。2.7生物滴滤模型研究生物滴滤涉及到气、固、液三相，包括污染物、营养物和氧气的传递、生物降解和流体动力学等复杂过程。因此生物滴滤模型往往通过一系列的简化假设来描述这一过程。Hekmat〔11〕假设：滴滤床中微生物均匀分布；生物膜的厚度和表面积恒定；液相均匀混合；气相中氧气的分压基本不变；气液平衡遵循亨利定律；不存在轴向扩散等，在此基础上建立模型，计算不同塔高处气、液中污染物浓度。Baltzist〔12〕在模型中引入了抑制降解动力学和生物

7、膜中的获氧情况，其模型可计算气体、滴滤液和生物膜这三相中VOC和氧气的浓度分布，并进行了一氯代苯的验证实验。A.K.Sun〔13〕进一步考虑了轴向扩散和降解酶失活问题，对气液两相进行了物料衡算，采用了VOC和氧气的双基质monod降解动力学建立模型。Alonsot〔14〕建立了VOC沿轴向的变化动态模型，模型考虑了不同高度的生物膜厚变化，生物质积累所引起的比表面积的变化，并通过实验数据来估算模型中的稳态情况下的参数，如最大基质利用率、Monod常数Ks等。Okkerse〔15〕等的动态滴滤床模型则可用来预测滤床的生物质堵塞速率并可估算滤

8、床净化性能用来适应浓度变化所需的时间。3技术发展方向目前的研究绝大部分都处于实验室阶段，还不能满足控制VOCs的实际要求，需要继续在以下几方面开展研究。3.1提高设备消除能力和过滤气速目前生物滴滤的单