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多层生物滤塔净化硫化氢废气研究

作　者: 张华新
导　师: 李顺义
学　校: 郑州大学
专　业: 环境科学
关键词: 生物滤塔玉米芯木屑硫化氢生物宏观动力学
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

恶臭污染被认定为世界七大公害之一,其中含硫的污染物危害极大,一般以硫化氢的形式广泛存在。本课题以硫化氢作为研究对象,利用生物过滤法处理硫化氢气体,实验采用玉米芯和木屑作为填料,着重研究了脱硫菌的筛选、单层和多层滤塔的净化效果以及生物降解宏观动力学,主要的研究结论如下：1.从堆肥中,经过筛选驯化得到降解S2-的脱硫菌株,具有较好的去除效果,驯化成熟的菌液,经过十个小时左右,S2-的降解率可达到80%,对脱硫菌株的生长条件进行研究,结果表明该菌株生长的最适pH为4.0,最适温度为30℃。2.采用单层填料进行去除硫化氢的实验,硫化氢的去除率随着进气流量的增大而降低,综合考虑各种因素,实验选择0.2m3/h作为进气流量,要保持90%以上的去除率,玉米芯填料塔的进气负荷应小于144.7 g(H2S)/(m3·d),木屑填料塔的进气负荷应小于99.4g(H2S)/(m3·d)。在生物滤塔运行初期,填料的吸附起主要作用,这时去除效果很好,随着填料的吸附饱和,去除率短时间下降,但随着微生物的大量繁殖,活性提高,去除率会再度升高,在一定的进气负荷范围内,去除率基本保持稳定。3.采用三层生物过滤塔处理硫化氢,要保持90%以上的去除率,玉米芯填料塔的进气浓度应低于200mg/m3,木屑填料塔的进气浓度应低于160mg/m3,当进气浓度较低时,玉米芯塔具有很好的去除效果,当进气浓度小于60mg/m3时,去除率保持在98%以上。4.通过研究各层填料的去除效率,结果表明,进气浓度较低时,下层填料起了主要作用,随着进气浓度的增高,下层填料中的微生物去除能力已经达到饱和,过高的进气浓度反而会抑制微生物的活性,使下层的填料的去除能力下降,中层和上层这时开始起主要作用。5.通过对填料含水率和去除率关系的研究,结果表明,单层填料时,玉米芯塔的含水率大于60%时；木屑塔的含水率在45%-50%之间时,去除效率最高。三层填料时,玉米芯塔含水率应保持在60%-70%,而木屑塔的含水率在50%-60%范围时,H2S的去除率最高,三层填料时,木屑塔的最适填料含水率有所提高。6.实验对填料的pH进行了连续两个月的监测,木屑填料的初始pH在6.9左右,玉米芯填料在6.5左右,随着填料塔的运行,填料的pH有所下降,在运行末期时,pH降到4-5之间,硫化氢的去除率并没有下降,酸性环境更加有利脱硫菌的生长。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-12
1 引言  12-24
  1.1 恶臭污染的概念  12-14
    1.1.1 恶臭污染的概念  12
    1.1.2 恶臭气体的危害  12-13
    1.1.3 恶臭气体的评价  13
    1.1.4 恶臭气体的测定方法  13-14
  1.2 硫化氢气体的污染现状  14-15
    1.2.1 硫化氢的来源  14-15
    1.2.2 硫化氢的危害  15
    1.2.3 硫化氢的排放标准  15
  1.3 硫化氢的主要去除方法  15-19
    1.3.1 生物过滤法  16
    1.3.2 生物滴滤法  16-17
    1.3.3 生物洗涤法  17-18
    1.3.4 生物法除臭的影响因素  18-19
  1.4 硫化氢转化机理  19-22
    1.4.1 生物法净化硫化氢气体  19-20
    1.4.2 微生物降解动力学  20-22
  1.5 国内外研究现状及问题  22-24
    1.5.1 研究现状  22-23
    1.5.2 存在问题  23-24
2 实验内容与方案  24-29
  2.1 实验内容和目的  24-25
    2.1.1 生物除臭工艺的选择  24
    2.1.2 实验目的  24
    2.1.3 实验内容  24-25
  2.2 实验装置  25-26
    2.2.1 实验装置的构成  25
    2.2.2 填料的选择  25-26
    2.2.3 工艺流程  26
  2.3 分析项目及方法  26-27
  2.4 微生物计数  27-29
    2.4.1 培养基  27-28
    2.4.2 样品稀释液的制备  28
    2.4.3 平板涂布法测定  28-29
3 生物滤塔的启动  29-38
  3.1 脱硫菌的筛选  29-31
    3.1.1 菌种的来源  29
    3.1.2 菌种的富集驯化  29-30
    3.1.3 脱硫效果的验证  30-31
  3.2 脱硫菌适宜生长条件的研究  31-33
    3.2.1 初始pH对脱硫菌的生长的影响  31
    3.2.2 初始接种量对脱硫细菌的生长的影响  31-32
    3.2.3 培养温度对脱硫菌生长的影响  32-33
  3.3 填料性质的测定  33-36
    3.3.1 填料的物理性质  33
    3.3.2 填料干燥速率曲线测定  33-34
    3.3.3 填料浸出液的营养成分分析  34-36
  3.4 驯化挂膜实验  36-38
4 单层生物滤塔处理硫化氢气体研究  38-47
  4.1 实验材料和方法  38-39
    4.1.1 实验装置  38
    4.1.2 实验方法  38-39
  4.2 实验的结果与讨论  39-47
    4.2.1 进气浓度对去除率的影响  39-42
    4.2.2 容积负荷对去除率的影响  42-43
    4.2.3 填料含水率对去除率的影响  43-45
    4.2.4 填料pH值的变化  45
    4.2.5 生物量的测定  45-47
5 多层生物滤塔处理硫化氢气体研究  47-59
  5.1 实验材料和实验方法  47-48
    5.1.1 实验装置  47
    5.1.2 实验方法  47-48
    5.1.3 实验目的  48
  5.2 木屑填料塔实验结果与讨论  48-52
    5.2.1 气体流量和质量浓度对H_2S去除效率的影响  48-49
    5.2.2 填料含水率对H_2S去除效率的影响  49-50
    5.2.3 各层填料对H_2S去除效率的贡献  50-51
    5.2.4 生物宏观动力学  51-52
    5.2.5 结果与讨论  52
  5.3 玉米芯填料塔实验结果与讨论  52-59
    5.3.1 填料分层对H_2S去除率的影响  52-53
    5.3.2 气体流量和质量浓度对H_2S去除效率的影响  53-54
    5.3.3 填料含水率对H_2S去除效率的影响  54-55
    5.3.4 各层填料对H_2S去除效率的贡献  55
    5.3.5 填料上硫酸根积累与容积负荷的关系  55-56
    5.3.6 生物宏观动力学  56-57
    5.3.7 结果与讨论  57-59
6 主要研究结论与展望  59-63
  6.1 主要结论及分析  59-62
    6.1.1 脱硫菌的筛选及培养条件  59
    6.1.2 单层生物过滤塔去除硫化氢  59-60
    6.1.3 三层生物滤塔去除硫化氢  60-62
  6.2 建议和研究展望  62-63
    6.2.1 生物滤塔工艺  62
    6.2.2 生物降解机理  62-63
参考文献  63-67
个人简历  67-68
致谢  68

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