铁氧化物陶粒和聚氨酯泡沫填料生物滴滤塔处理CS2实验研究

摘要

CS2作为典型的低沸点、易挥发的含硫有机化合物，其不仅对人体具有毒害作用，在大气中还会长时间停留，并被氧化成为COS和硫酸盐等物质，从而导致酸雨的产生，对低层大气造成更大的毒害作用。因此，CS2的净化技术和控制措施亟待开发研究。本文通过采用分别填充凹凸棒石铁氧化物多孔陶粒(BFC)和新型聚氨酯泡沫填料(BFP)的两种生物滴滤塔处理CS2，考察两种滴滤塔处理效果、装置启动运行时间、工艺运行参数的影响、最佳的运行条件、优势降解微生物以及两者之间的差异。
　　研究结果表明:(1) BFC和BFP分别在第15天和13天后，CS2的去除率达到稳定，皆在启动运行的30天内基本完成滴滤塔挂膜，BFC在启动运行阶段和连续运行阶段所表现的CS2处理性能皆比BFP好。(2)在BFC中，当CS2进口浓度＜400mg/m3，进气流量为80L/h(EBRT为211.9s)，循环营养液的喷淋量为34.38mL/min时，CS2的去除率基本保持在85％以上，最大的生化去除量可达25.76g/m3·h;而在BFP中，当CS2进口浓度＜400mg/m3，进气流量为80L/h（EBRT为211.9s），循环营养液的喷淋量为26.56mL/min时，CS2的去除率基本保持在80％左右，最大的生化去除量可达20.42g/(m3·h)。(3)在BFC和BFP中SO42-实际转化率随CS2进口负荷基本的增加成线性比例增长关系，且均与SO42-理论转化率之间存在一定的差值，说明在微生物CS2过程中，并不是仅将其转化为SO42-，还转化成其他硫单质、硫酸盐和亚硫酸盐等物质。(4)生物滴滤塔中CS2的降解过程能较好的符合“吸附-生物膜”净化模型，其中两者的CS2出口浓度、去除率以及生化去除量相关系数R2分别为0.963、0.956、0.996和0.961、0.919、0.989。(5)通过高通量测序技术结果，在BFC和BFP中占主导作用的菌株为Gammaproteobacteria、Betaproteobacteria、Sphingobacteriia、Alphaproteobacteria。且在本实验条件下，生物滴滤塔BFC和生物滴滤塔BFP中的优势菌群为Gammaproteobacteria，两者的菌群分布类似但存在一定的差异性。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 CS2废气来源

1．1．2 CS2理化性质

1．1．3 CS2废气危害

1．2 废气治理技术

1．2．1 传统污染治理技术

1．2．2 生物净化治理技术

1．2．3 生物净化技术研究进展

1．3 课题研究内容及意义

1．3．1 研究内容及意义

1．3．2 课题来源

第二章 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．1．3 实验装置

2．2 分析方法

2．2．1 工艺参数测定分析

2．2．2 生物观察及生物相分析

第三章 生物滴滤塔净化CS2启动运行研究

3．1 启动前微生物驯化

3．1．1 活性污泥的驯化

3．1．2 污泥性质变化

3．2 生物滴滤塔挂膜启动初期性能

3．3 生物滴滤塔稳运行性能

3．4 生物滴滤塔液相变化

3．4．1 营养元素变化

3．4．2 SO42-浓度和pH变化

3．5 本章小结

第四章 生物滴滤塔净化CS2影响因素研究

4．1 气体浓度对去除效果的影响

4．2 气体流量及停留时间对去除效果的影响

4．3 循环液喷淋量对去除效果的影响

4．4 气体负荷对去除效果的影响

4．5 本章小结

第五章 生物滴滤塔净化CS2机制探讨及动力学分析

5．1 生物滴滤塔净化CS2代谢机制分析

5．1．1 CS2净化代谢产物分析

5．1．2 CS2净化填料物相分析

5．2 生物滴滤塔净化CS2动力学分析

5．2．1 净化基础模型及选择

5．2．2 CS2净化模型验证

5．3 本章小结

第六章 生物滴滤塔内微生物群落分析研究

6．1 生物滴滤塔内菌群分布

6．2 生物滴滤塔内菌群聚类分析

6．3 菌株种类分类信息注释

6．4 本章小结

第七章 结论与建议

7．1 结论

7．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况