废气生物净化用填料的研究进展

随着"大气十条"政策的出台和人们环保意识的逐渐增强,废气污染治理日益受到重视。生物净化技术是目前可生化废气处理中最常用的方法之一。填料在整个技术中起着关键作用,其理化性质直接影响着废气的净化效果。文章论述了生物法净化废气的机理,理想填料的基本特性要求,并分类介绍了国内外一些常用有机、无机、混合、复合填料的特征及其应用。针对现今废气处理用生物填料存在的易破碎、生物活性低及营养缓释性差等问题,提出未来新型填料的研究方向及发展趋势,并为生物法净化废气技术的推广应用提供技术支撑。     

填料湿度、pH值对BF系统处理H2S废气的影响

为了优化BF废气处理系统设计,实验研究了填料湿度、pH值对BF系统处理H2S废气的影响,并考察了气流流速、相对湿度、温度等参数对生物填料层湿度变化的影响规律.实验结果表明,填料层的湿度变化会影响BF系统对H2S的去除率,当湿度小于45%时,BF系统对H2S去除率呈现下降态势.从BF系统长期稳定运行角度看,适宜的湿度范围是50%～70%.气流湿度、气速、温度等参数影响填料层的湿度变化,填料层湿度变化是气流特性和生物效应共同作用的结果.本实验条件下,填料层的最大干燥速率与相对湿度的对数值、气速的0.68次幂、温度的0.8次幂成正比.另外,当pH值大于8.0时,其对以短杆菌为优势菌的H2S氧化细菌活性的影响较大.     

生物过滤填料层的温湿度场分布

为了优化生物过滤(BF)废气处理系统的结构设计和参数控制,实验研究了BF系统净化H2S模拟废气过程中填料层的温湿度场分布规律,考察了填料层湿度与废气温度的耦合关系及H2S浓度沿填料层的轴向分布.实验结果表明,BF系统底部通人模拟废气后,填料温度开始上升,且下层温升幅度明显大于上层,温升现象自下而上逐步推移,运行12d后形成上高下低的轴向温度梯度;由于壁面热传导效应,填料层内形成由轴心向两侧降低的径向温度梯度.下层填料的湿份迁移速率明显大于上层填料,最终形成上高下低的湿度梯度;填料层湿度随废气进气温度升高,以指数方式减小.H2S浓度沿轴向自下而上逐渐降低,并随系统运行时间延长,轴向各点H2S浓度逐渐增大.     

气态污染物的生物净化技术及应用

生物法净化废气通常可分为生物洗涤,生物过滤及生物滴滤等几种形式,不同组成及浓度的废气有其各自合适的生物净化方式,与传统的吸收,吸附及焚烧法相比,生物法净化废气具有费用低,无二次污染等特点。     

生物法处理低浓度有机废气的填料选择研究

采用不锈钢环、瓷环、陶粒、塑料环、海藻石、轻质陶块、煤渣等作为填料的试验研究，结果表明七种填料的净化性能顺序为：海藻石＞轻质陶块＞陶粒＞瓷环＞不锈钢环＞煤渣＞塑料环。     

生物过滤系统处理恶臭技术

介绍了可生物降解的恶臭气体种类、来源，生物过滤系统的历史与研究现状，生物过滤系统的设计与运行操作，填料的开发与选择。生物过滤系统是处理恶息的有效工艺，在我国有广泛的应用前景。     

废气生物过滤系统填料层热迁移数值模拟

参考多孔介质体积平均模型和三参数模型.以多孔介质能量守恒方程为基础,建立了废气生物过滤填料层热迁移的数学模型,采用Galerkin有限元法对模型进行一维数值计算.结果表明,填料层热迁移模型计算结果与实验一致,且两者值也基本相符.填料层热迁移与气流特性.生物代谢产能及介质导热特性相关.介质导热性能增强、气流温度和污染物浓度增加、生物代谢产能增大,填料层的热迁移速率提高;气流流速增大,同一时刻沿轴向各填料层热迁移速率降低.     

废气生物过滤填料层湿分迁移的数值模拟

填料层湿分是生物法处理废气性能的一个主要影响因素,填料层湿分迁移的研究将为废气生物过滤系统工业放大装置的设计和运行提供依据.参考多孔介质体积平均模型和三参数模型,以流体质量和能量守恒方程为基础,建立了废气生物过滤填料层湿分迁移的数学模型,采用Galerkin有限元法,对模型进行了数值计算,并与实验数据进行了比较.结果表明,模型计算值与实测点湿度值吻合较好.气流特性与填料层湿分迁移的数值模拟显示,随着进气气速增大、相对湿度减小、进气浓度增加、温度升高,填料层的含湿量下降,且它们对湿分迁移的相对影响程度依次为:气速＞温度＞进气浓度＞相对湿度.填料层湿分迁移速率与气速呈对数关系,与温度、进气浓度呈指数关系,与相对湿度呈负乘幂关系.     

温度对生物过滤塔填料层含水率和运行性能的影响研究

实验以模拟甲苯废气为研究对象,系统分析了温度对生物过滤塔填料层含水率、甲苯去除能力、抗冲击负荷能力和再启动特性的影响.结果表明,生物过滤塔在温度20~30℃下,填料层含水率随温度变化不大(维持在45%),较高的进气温度(40~62℃)对填料层含水率影响显著,当气流温度从40℃升高至62℃时,填料层含水率从47%下降至19%.生物过滤塔处理每立方米体积废气需水量与气流温度间存在幂函数关系.温度过高会降低生物过滤塔的抗冲击负荷能力,并增加生物过滤塔的启动时间.温度在不同范围内对生物过滤塔甲苯去除性能的影响存在差异.在20~30℃下,生物过滤塔的甲苯去除速率常数的对数与温度的倒数呈线性关系,符合Arrhenius公式.而在40~62℃时,生物过滤塔的甲苯去除速率随温度的升高而呈现出先上升而下降的趋势,符合Ratkowsky模型.     

生物法净化气态污染的系统研究

废气生物净化技术具有传统净化方法不可比拟的优越性和安全性 ,从微生物的驯化培养、环境及营养条件的优化、填料介质的选择、理论模式的发展和净化设备的开发等方面讨论了生物法在大气污染控制中的应用研究情况     

双载体催化剂协同DBD氧化吸附态乙酸乙酯

以13X为载体,采用等体积浸渍法制备分别负载Mn、Mo和Fe的金属氧化物的催化剂,并与载体γ-Al₂O₃混合作为介质阻挡放电(DBD)的填料降解吸附态乙酸乙酯.实验结果表明,Mn/13X的乙酸乙酯氧化降解效果优于Mo/13X和Fe/13X,放电120 min时,其矿化率可达61.5%,CO₂选择性为98.2%,其副产物O₃和N₂O的排放浓度也最低.在Mn/13X中加入γ-Al₂O₃,当两者质量比例为1∶1时,由于双载体间的协同作用,吸附态乙酸乙酯的矿化率可进一步提高至64.4%.最后,结合反应器出口气体中和催化剂表面的中间有机副产物,分析了吸附态乙酸乙酯在DBD中的降解机理.     

低温等离子体结合锰基催化剂去除乙酸乙酯的研究

利用固态法和溶胶-凝胶法分别制备了钙钛矿(LaMnO3)和八面体分子筛(OMS)两种锰基催化剂,在不同工况(输入电压、初始浓度、停留时间和催化剂放置量)条件下考察了等离子体催化对乙酸乙酯的降解特性.结果发现,锰基催化剂的加入显著提高了乙酸乙酯的去除率,减少了副产物的生成,并且OMS的催化活性高于LaMnO3;此外,乙酸...     

Cu-Mn-Zr复合催化剂制备及其催化氧化乙酸乙酯性能

采用溶胶凝胶法制备了4种不同金属摩尔比的Cu-Mn-Zr复合催化剂,利用BET、XRD和XPS对其进行了表征分析,通过固定床管式反应器评价了其对乙酸乙酯模拟气体的催化活性,定性测定了其催化反应降解产物.结果表明,Mn的加入增大了催化剂的比表面积和总孔容,催化剂的N₂吸附-解吸等温线为IV型.Cu-Zr（1：1）催化剂观察到氧化铜晶体和四方晶型氧化锆晶体,氧化铜晶体随着Cu比例的减小而降低,Mn的加入导致氧化锆晶体消失.催化剂无固定形态,呈现良好的分散性.增大Mn/Zr摩尔比能提高催化活性.Cu-Mn-Zr的适当组分比能提高其低温催化活性,其中Cu-Mn-Zr（1：1：1）催化剂的低温催化活性与CO₂的选择性较佳,在200℃时对CO₂的选择性达到96.7%.降解产物分析表明,乙酸乙酯降解中间产物有乙酸和乙醇,最终降解产物主要有CO₂和H₂O等.     

高压放电等离子体协同锰锆镧铈催化剂降解乙酸乙酯的特性与机制

实验制备了新型Mn-Zr-La-Ce/Al₂O₃、Mn-Zr-Cu和Mn-Co-Ce 3种催化剂,利用SEM-EDS、XRD、BET、FT-IR、O₂-TPD进行表征分析,研究了高压放电协同催化剂对乙酸乙酯的降解因素影响规律(催化剂种类、初始浓度、含氧量和进气气量),通过对出口气体GC-MS等分析,探讨了高压放电协同催化降解乙酸乙酯的机理.结果表明,高压放电低温等离子体协同Mn-Zr-La-Ce催化剂对于乙酸乙酯的降解效果最好,当电压为40 kV时,降解效率为94.6%,能量效率为1.52 g·kW^-1·h^-1,降解副产物O₃及NO_x浓度较低.降解效率随着初始浓度、气量的增加而较低,但随着含氧量的增加则是先升高后下降.GC-MS等分析结果表明,在降解乙酸乙酯过程中会产生丙酸乙酯和乙酸正已酯等中间产物,最终生成CO₂、H₂O.     

含水率和温度对生物覆盖层甲烷氧化的影响

含水率和温度均是影响微生物活动的重要因子,为更好地理解两者在野外条件下因季节交替引起的变化对生物覆盖单元中甲烷氧化的影响,本文利用实验室模型验证了两者在野外条件下对不同有机质含量(38%和61%)的生物覆盖单元甲烷氧化率的单因素和综合影响.模型预测与实验室结果对比表明,模型均能较好地描述含水率和温度对生物覆盖单元中甲烷氧化效率的单因子影响.预测结果表明,因后期降水较少,含水率均限制了两个单元的甲烷氧化性能.在两者的综合影响预测上,38%有机质含量单元的实测值与预测值有较显著的线性关系,但61%有机质含量单元则无明显线性关系,这表明运用模型预测温度和含水率对高有机质单元甲烷氧化性能的影响时存在不确定性.     

高有机质含量垃圾的含水量监测试验研究

为了研究时域反射技术(TDR)对高电导率、高有机质含量的填埋垃圾的适用性,设计并制作了探针表面镀环氧树脂基复合材料和套PVC管的TDR探头,测试并评估了各个探头测试介质含水量的电导率适用范围和感应区域范围,同时推荐了95%探针长度套PVC热缩管的探头作为最优选择.对所选探头进行标定后,安装在填埋自制新鲜垃圾和现场老垃圾的模型单元中,测试渗滤液入渗过程中和入渗后的含水量变化,结果表明:经表面处理后的TDR探头能够有效测试高有机质含量填埋垃圾的含水量,且能够对瞬态渗流过程引起的含水量变化迅速响应;当渗流达到稳定时,TDR测试的含水量结果与水量平衡分析结果较为接近,绝对误差在5%以内.     

不同填料甲苯生物滤塔中微生物群落结构与代谢功能解析

对填料为珍珠岩、玻璃珠和聚苯乙烯泡沫(EPS)的甲苯生物滤塔中微生物群落的结构和代谢功能进行了分析.结果表明,在稳定运行阶段,生物滤塔的微生物群落结构相似且与接种物存在较大差异.3种填料的生物滤塔中在门水平上的优势菌均为变形菌门Proteobacteria(36.1%~67.5%)、放线菌门Actinobacteria(4.3%~43.4%)、厚壁菌门Firmicutes(3.0%~16.4%)和拟杆菌门Bacteroidetes(1.9%~10.2%);属水平上,相同的优势属为红球菌属Rhodococcus(2.4%~38.5%)和假单胞菌属Pseudomonas(5.9%~25.3%),在珍珠岩生物滤塔中相对丰度更高的属为戴沃斯氏菌属Devosia、戈登氏菌属Gordonia和根瘤菌科某属Rhizobiales_E,在玻璃珠和EPS生物滤塔中相对丰度更高的属为着色菌科某属Chromatiaceae_A和Fluviicola.不同填料的生物滤塔中微生物群落整体碳源代谢能力相似且相比接种物均显著下降,微生物群落结构与代谢呈现一致性,多样性水平均为珍珠岩EPS玻璃珠.与接种物相比,不同填料的生物滤塔中微生物结构物种多样性都降低,代谢多样性都升高.     

城市污泥与猪粪混合堆肥过程中湿度空间变异

对城市污泥与猪粪混合堆肥过程中堆体内湿度的空间变异性进行了研究 ,利用克里格法对湿度进行最优插值 .结果发现 :不同堆肥期湿度半变异函数在堆体水平方向上用对数函数拟合效果较好 ,在垂直方向上用线性函数拟合效果较好 .升温期、降温期和腐熟期各剖面的等湿线呈不同的分布特征 ,高温期呈较规则的“拱形”分布 .升温期、高温期及腐熟期 ,仓门附近的湿度变化较大 ,降温期堆体中轴线附近的湿度变化较大 .升温期堆体湿度最佳 ,从高温期开始 ,堆体中下部出现高湿区 ,且不断缩小 ;同时 ,堆体的顶部和两侧壁出现低湿区 ,且向堆体的中下部扩大 .由升温期到降温期 ,湿度空间变异不断增大 ,但腐熟期开始减小 .最后讨论了形成湿度空间变异的原因 ,并提出相应提高堆肥效率和质量的措施 .     

Effect of acetate on lead toxicity to microbial biomass in a red soil

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｕｔｉｏｎｂｙｌｅａｄ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｆｒｏｍｍｉｎｉｎｇａｎｄｓｍｅｌｔｉｎｇａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｓｅｗａｇｅｓｌｕｄｇｅｕｓａｇｅｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄｃｏｎｔａｍｉｎａｔ...