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        生物濾池處理苯系有機廢氣的探究

        2020-07-01 01:51:15朱良超
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2020年12期
        關(guān)鍵詞:處理

        朱良超

        摘 ? 要:在處理有機氣體方面,生物法較之傳統(tǒng)的處理方式處理效率更高,處理成本較低,同時也更加安全,對于環(huán)境也不會產(chǎn)生二次污染。本文運用生物濾池法進(jìn)行苯系有機廢氣的處理研究,選取城市污水處理場的活性污泥作為主要的菌源,運用二甲苯作為底物,利用好氧條件進(jìn)行可以有效去除苯系化合物的菌種的馴化與培養(yǎng),并對二甲苯的凈化效果及影響其處理效果的主要因素展開探析。

        關(guān)鍵詞:生物濾池 ?苯系有機廢氣 ?處理

        中圖分類號:X701 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-098X(2020)04(c)-0114-02

        在環(huán)境治理過程中,人們對揮發(fā)性有機物的處理關(guān)注度不斷提升。在環(huán)境保護(hù)法規(guī)的約束下,化工企業(yè)不斷進(jìn)行生產(chǎn)工藝與管理方式的完善與優(yōu)化,揮發(fā)性有機廢氣的排放量明顯減少,然而在治理過程中仍存在問題,難以實現(xiàn)惡臭氣體的有效處理?;诖?,本文采用生物濾池法進(jìn)行苯系有機廢氣的處理分析,希望可以凈化環(huán)境,減少大氣中有毒有害氣體的含量,保障人們的健康安全。

        1 ?治理有機廢氣

        1.1 治理有機廢氣的目的

        在大氣污染物中,氣態(tài)污染物的排放量居于首位,并且種類繁多。據(jù)統(tǒng)計,氣態(tài)污染物中具有毒性的氣體多達(dá)25種,其中,有機物的數(shù)據(jù)就占據(jù)了18種之多,且多來源于工業(yè)領(lǐng)域排放的廢氣。這些有機廢氣氣味惡臭,對人體感官的刺激作用極強,部分有機廢氣還具有毒性,對人體的健康有一定的威脅,同時,其也是環(huán)境污染的重要危害物質(zhì)。因此,治理大氣污染的重要工作是有效進(jìn)行有機廢氣的處理。生物濾池法對有機廢氣具有一定的降解作用,本文將針對苯系有機廢氣的處理方式展開研究。

        1.2 有機廢氣治理方法的發(fā)展?fàn)顩r分析

        針對有機廢氣的研究較早,眾多處理方式不斷研制出來,也取得了一定的治理成效。其中,針對吸附法、冷凝法以及熱破壞法等方法的研究較為深入。在科技不斷發(fā)展的當(dāng)下,新型有機廢氣處理方法逐漸誕生,除了生物膜法、電暈法、光分解法以外,還有臭氧分解法與離子體分解法。在這些方法當(dāng)中,生物處理法的應(yīng)用最為廣泛,此方法主要是利用微生物的降解作用而進(jìn)行有機廢氣的處理。對于各種污染物,微生物的適應(yīng)性較強,其可以對污染物進(jìn)行快速的降解與轉(zhuǎn)化,與傳統(tǒng)處理方式相比,生物處理技術(shù)不僅處理效果較為理想,同時可以有效節(jié)約處理成本,對環(huán)境的污染也相對較小,管理過程也較為簡捷,其在低濃度揮發(fā)性有機物以及可降解性有機廢氣處理過程中發(fā)揮出了明顯的優(yōu)勢。

        迄今為止,運用生物處理法進(jìn)行污水處理已歷經(jīng)百年,最近幾年才開始運用此方式進(jìn)行工業(yè)廢氣的處理與凈化,20世紀(jì)80年代初期,主要是采用堆肥場進(jìn)行惡臭處理,動物脂肪加工場也是處理惡臭氣體的主要方式之一,這兩種方式對乙醇、丙醇、硫醇等臭味物質(zhì)具有良好的處理效果,同時也可以用于丁二酮、硫化氫以及氨氣等臭味物質(zhì)的處理。

        2 ?生物濾池處理苯系有機廢氣的實驗

        多年來,相關(guān)專家不斷進(jìn)行苯系氣體治理方式的研究,也研究出了眾多有效的處理與控制方法。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,其所排放的甲苯、二甲苯以及多環(huán)芳徑類污染物都屬于低濃度的揮發(fā)性有機廢氣,這些氣體對人的健康具有極大的危害,嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境。國內(nèi)外專家主要是采用生物化學(xué)法進(jìn)行苯系揮發(fā)性有機廢氣的處理與凈化。實踐分析發(fā)現(xiàn),生物法對此類廢氣具有良好的處理效果?;诖?,本文以二甲苯為實驗對象,采用生物濾池法進(jìn)行苯系揮發(fā)性有機廢氣處理的分析。

        2.1 實驗裝置

        實驗所用裝置為有機玻璃柱,其中填充了相應(yīng)的填料,通過掛膜以后,實驗所培養(yǎng)的菌種可以附著在實驗裝置中的填料之上。此實驗需在常溫條件下進(jìn)行,實驗中運用的溶液的pH范圍為4-6,屬于酸性條件,較為適宜真菌的培養(yǎng)。實驗過程中,采用逆流操作的方式使廢氣由下方被水淋濕后進(jìn)入反應(yīng)塔內(nèi),之后再從上面的排氣孔當(dāng)中排放出來。同時,還應(yīng)在上部定期進(jìn)行淋洗液的噴灑,進(jìn)而使反應(yīng)塔中的微生物有充足的營養(yǎng)物質(zhì)供其生長。

        2.2 實驗內(nèi)容

        (1)微生物培養(yǎng)。

        首先要培養(yǎng)出可以降低二甲苯的菌種,本實驗以搖床進(jìn)行菌種培養(yǎng),其中,二甲苯是唯一的碳源。在實驗過程中,要對溫度、pH值、濃度進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)而探索出最為適宜的菌種培養(yǎng)條件。首先,應(yīng)準(zhǔn)備多個三角型瓶,將適量營養(yǎng)液倒入其中,在各個三角瓶中加入含量不同的二甲苯,確保二甲苯為唯一碳源,將這些三角瓶置于搖床當(dāng)中,以25℃的溫度進(jìn)行培養(yǎng),以每分鐘70左右的搖速培養(yǎng)7d左右。實驗過程中可觀察到瓶中的二甲苯含量明顯增加,其中,pH值較高的三角瓶中溶液最渾濁,通過生物觀察發(fā)現(xiàn),其中含有大量菌膠團(tuán),還出現(xiàn)了部分原生動物,此時將溶液傾倒至反應(yīng)柱當(dāng)中,并保證設(shè)備的通氣性良好,此時可開始進(jìn)行掛膜實驗。

        (2)生物降解。

        在設(shè)備通氣良好的狀態(tài)下,嘗試進(jìn)行生物降解,明確具體的流量計工作曲線,每天進(jìn)行不同流量的測量,測量時選用L2B-6以及701-HB2兩種不同的氣體流量計進(jìn)行,明確標(biāo)準(zhǔn)流量與實際流量的具體關(guān)系,進(jìn)而對氣體流量進(jìn)行有效控制,調(diào)整進(jìn)氣口加入的二甲苯的濃度而實現(xiàn)生物降解。

        (3)分析方法。

        明確具體的采樣時間,多次采樣,并進(jìn)行實驗溫濕度以及pH值的測定,分析實驗變化情況,進(jìn)而總結(jié)出最為適合的溫濕度以及PH值條件。

        3 ?實驗結(jié)果討論

        3.1 實驗條件

        反應(yīng)器中的溫度、濕度以及PH值的改變都會對微生物的繁殖情況產(chǎn)生影響,進(jìn)而會影響二甲苯氣體的降解效率。

        (1)濕度測定:通過分析濕度變化情況可以發(fā)現(xiàn),在變化天數(shù)內(nèi)前幾天的濕度變化較為明顯,后期變化不大,通常所設(shè)置的出口比進(jìn)口更大,因此表明,氣體在填料過程中已被淋濕。

        (2)溫度測定:實驗過程中,進(jìn)氣與出氣的溫度為同步變化。

        (3)pH值測定:實驗開始之初溶液的pH值相對較低,實驗初期pH值不斷提升,升至5左右不再發(fā)生明顯變化,此時,反應(yīng)器中數(shù)量最多的微生物是豆行蟲,還出現(xiàn)了其他原生動物。在這些微生物的調(diào)節(jié)作用下,溶液的pH值逐漸趨于平衡,不再隨環(huán)境的變化而改變。

        3.2 去除效果分析

        在測定二甲苯的去除效果時,主要采用氣相色譜儀進(jìn)行測定,并測算出具體的二甲苯去除率。測定時,先采集氣體樣品,再將之置于氣相色譜儀上進(jìn)行測定,測定結(jié)果表明,二甲苯的去除率超過了86%。二甲苯濃度與去除效率呈負(fù)相關(guān),在二甲苯濃度增高的情況下,去除效率會明顯降低。

        4 ?實驗結(jié)論

        在實驗過程中,培養(yǎng)出的微生物種類較多,有鐘蟲、線蟲與輪蟲,還有一定量的絲狀菌以及密度較大的菌膠團(tuán),經(jīng)過7d的培養(yǎng)之后,生物膜生長呈正常狀態(tài),此時可將苯系有機廢氣加入其中而進(jìn)行生物降解處理??諝獾臏囟?、濕度以及pH值是影響去除率的主要因素,酸性條件是降解二甲苯的主要條件因素。pH值為5,溫度25℃,二甲苯進(jìn)氣濃度為800mg/m3時,二甲苯的去除效果最佳,可以達(dá)到70%,甚至可以完全去除。因此,實驗結(jié)果表明,采用生物濾池法可以用于苯系揮發(fā)性有機物的處理,且效果較為理想。

        參考文獻(xiàn)

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