双液相生物过滤塔处理挥发性有机物的研究

摘要

双液相生物过滤是一种对疏水性、难生物降解的挥发性有机物（ Volatile Organic Compounds, VOCs）有较好处理效果的新型生物技术。本文通过建立双液相过滤塔系统，研究其对不同VOCs的处理效果。在此基础上，研究双液相生物过滤塔和单液相生物过滤塔对典型VOCs的运行性能，进而分析两塔尾气生物气溶胶的产排特性并进行健康风险评价，从而为双液相生物过滤技术处理有机废气的工程应用提供技术支持。
　　通过研究双液相过滤塔（无生物膜）对VOCs的处理，发现添加10％硅油的双液相过滤塔对二氯甲烷去除率达到53%，且处理效果优于苯、邻二甲苯和甲苯。当气液比为19:1时，双液相过滤塔对二氯甲烷的去除率最大，平均去除率为71%。
　　通过对比双液相和单液相生物过滤塔对二氯甲烷的处理效果，发现双液相生物过滤塔对二氯甲烷的去除效果（平均去除率81%）优于单液相生物过滤塔（平均去除率66%）。双液相生物过滤塔的生物量积累过程快于单液相生物过滤塔，比增长速率为0.035 g干生物膜/（g干填料·d），而单液相生物过滤塔的比增长速率为0.026 g干生物膜/（g干填料·d）。此外，双液相生物过滤塔的渗滤液TOC值和CO2的转化率（61％）均大于单液相生物过滤塔（51％）。但是，双液相生物过滤塔的填料层压降大于单液相生物过滤塔，易发生填料层堵塞现象。
　　通过比较双液相和单液相生物过滤塔的尾气生物气溶胶的产排特性，发现随着空塔气速的增加，两塔中细菌和真菌生物气溶胶的浓度均呈现先增大后减小的趋势。当空塔气速为140 m/h时，两塔尾气细菌最高浓度分别为268 cfu/m3、370 cfu/m3，真菌最高浓度分别为198 cfu/m3、331 cfu/m3。温度对塔尾气中不同微生物的影响存在差异。温度40℃时，两塔尾气中的真菌气溶胶浓度达到最大值，为108 cfu/m3和140 cfu/m3。而当温度为50℃时，两塔细菌气溶胶浓度达到最大值，为152 cfu/m3和223 cfu/m3。随着温度继续升高，细菌和真菌浓度均降低。湿度对尾气生物气溶胶的影响主要表现为：填料层含水率为50%时，两塔中真菌气溶胶的浓度达到最大值，为73 cfu/m3和104 cfu/m3，而当填料层含水率为70%时，两塔中细菌气溶胶的浓度达到最大值，分别为253 cfu/m3和349 cfu/m3。两塔在不同条件下HI（微生物暴露对人体健康的总风险）值均远小于1.0。因此，生物过滤塔尾气生物气溶胶中的微生物暴露对人体健康的危害较小。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 双液相生物过滤技术处理VOCs

1.3 有待进一步研究的问题

1.4 研究目的、研究内容与技术路线

第2章 双液相过滤塔处理VOCs的研究

2.1 材料与方法

2.2 有机相的选取

2.3 不同VOCs去除效果的比较

2.4 硅油比例的优化

2.5 双液相过滤塔运行条件对VOCs处理性能的影响研究

2.6 小结

第3章 双液相生物过滤塔处理VOCs的研究

3.1 材料与方法

3.2 双液相生物过滤塔对VOCs的处理性能

3.3 微生物代谢特征的变化

3.4 小结

第4章 双液相生物过滤塔尾气生物气溶胶产排特性分析

4.1 材料与方法

4.2 空塔气速对尾气生物气溶胶产排特性的影响

4.3 气体温度对尾气生物气溶胶产排特性的影响

4.4 填料层含水率对尾气生物气溶胶产排特性的影响

4.5 生物过滤塔尾气生物气溶胶的健康风险评价

4.6 小结

第5章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

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致谢