生物滴滤工艺净化H2S废气的性能及微生物种群结构研究

生物滴滤工艺净化H2S废气的性能及微生物种群结构研究

论文摘要

本研究中均采用自制的聚氨酯小球为填料的板式生物滴滤塔(PTBTF)与普通生物滴滤塔(BTF)净化H2S废气,比较两套系统的挂膜启动时间及对H2S的降解性能等各种特性。结果表明,采用气液相联合方法,PTBTF系统和BTF系统分别在14d和17d内完成挂膜;两塔挂膜完成后电镜分析表明,挂膜前后填料表面明显形成微生物膜,主要以短杆菌和丝状菌为主。在H2S进气负荷为65.7~1987.5mg·m-3、EBRT为3.3-6s的条件下,两塔均有较好的去除效果,当H2S去除率≥90%时,PTBTF系统和BTF系统的去除负荷随EBRT(3.3~6s)的增加而增大。通过荧光染色观察填料上的细胞数,发现在挂膜阶段微生物数量增长明显,PTBTF系统第125d上层、中层和下层填料上的菌落数(以干填料计)分别达到了1.29x107、5.47x108和1.07x109个·g-1;BTF系统第125d上层、中层和下层填料上的菌落数分别达到了2.49×108、5.56×108和1.08×109个·g-1。压降和负荷冲击考察情况表明,两塔压降均不大,但BTF系统的总体压降略大于PTBTF系统,PTBTF系统抗负荷冲击能力较BTF系统好。通过对产物的分析,确定两塔降解H2S后主要产生S042-和单质硫。PTBTF系统和BTF系统降解H2S的过程符合Michaelis-Menten模型,相关系数(R2)分别为0.992和0.962;PTBTF系统和BTF系统单位生物滴滤塔体积最大降解速率rmax分别为4219.4和632.9g·m-3·h-1;气相表观半饱和常数Ks分别为2.152和0.306g·m-3。进口负荷、进口浓度、EBRT、填料湿度、营养循环液中的pH、营养循环液喷淋量均对两塔去除H2S的效果有一定的影响。长期(120d)饥饿状态后重新启动系统。当进口H2S为浓度为400mg·m-3、EBRT为5s的条件下,PTBTF系统第10d,对H2S的去除率达到98.7%,去除负荷为257.1g·m-3·h-1; BTF系统第12d,对H2S的去除率达到90.6%,去除负荷为225.1g·m-3·h-1。PCR-DGGE指纹图表明,两塔在挂膜期间微生物种群和结构均发生了较为复杂的变化,PTBTF系统和BTF系统在稳定运行阶段微生物种群和结构均具有高度稳定性。DGGE条带回收的DNA测序结果表明,在PTBTF系统内,主要优势菌群有Acidithiobacillus thiooxidans, Pseudomonas fluorescens, Uncultured gamma proteobacterium, Amorphus, Ochrobactrum anthropi, Achromobacter piechaudii等;而在BTF系统内,其主要优势菌群有Uncultured Acidithiobacillus, Frateuria, Uncultured bacterium, Pseudaminobacter, Methylosinus, Achromobacter xylosoxidans等,两塔优势菌群种类有所不同。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究背景
  • 1.1.1 恶臭的概念
  • 1.1.2 恶臭的来源
  • 1.1.3 恶臭的阈值和检测限
  • 1.1.4 恶臭对人体健康的危害
  • 2S的物理化学性质及其危害'>1.1.5 恶臭中H2S的物理化学性质及其危害
  • 1.2 传统的恶臭气体污染治理技术及其应用
  • 1.2.1 物理法
  • 1.2.2 化学法
  • 1.2.3 生物法
  • 2S臭气技术研究进展'>1.3 生物法净化H2S臭气技术研究进展
  • 1.3.1 生物法净化工业废气的技术原理
  • 1.3.2 废气生物处理工艺设备
  • 1.4 生物法除臭的意义
  • 1.4.1 生物法除臭的优点
  • 1.4.2 生物法除臭亟待解决的问题
  • 1.5 PCR-DGGE技术及其在微生物生态学中的应用
  • 1.5.1 PCR-DGGE技术的基本原理
  • 1.5.2 PCR-DGGE技术在生物处理研究中的应用
  • 1.6 课题研究意义及内容
  • 1.6.1 课题研究意义及目的
  • 1.6.2 课题研究内容
  • 1.6.3 课题创新之处
  • 1.6.4 课题来源
  • 第二章 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 活性污泥及其挂膜驯化
  • 2.1.4 生物填料的选择
  • 2.1.5 营养循环液的配制
  • 2.1.6 PTBTF和BTF实验装置
  • 2.2 PTBTF和BTF参数与填料特性参数
  • 2.2.1 PTBTF和BTF的基本参数
  • 2.2.2 PTBTF和BTF生物填料的特性参数
  • 2.3 分析监测项目与方法
  • 2.3.1 工艺参数测定方法
  • 2.3.2 微生物相分析方法
  • 2.3.3 PCR-DGGE分子生物学分析方法
  • 2S挂膜启动研究'>第三章 PTBTF和BTF净化H2S挂膜启动研究
  • 3.1 去除率考察
  • 3.2 填料生物膜菌落数考察
  • 3.3 压降考察
  • 3.4 微生物相考察
  • 3.5 硫形态变化考察
  • 3.6 本章小结
  • 2S稳定运行研究'>第四章 PTBTF和BTF净化H2S稳定运行研究
  • 4.1 去除性能考察
  • 4.2 填料生物膜菌落数考察
  • 4.3 压降变化情况考察
  • 4.4 耗氧速率考察
  • 4.5 硫形态变化考察
  • 4.6 单质硫含量变化考察
  • 4.7 动力学考察
  • 4.8 硫平衡初步考察
  • 4.9 本章小结
  • 2S影响因素研究'>第五章 PTBTF和BTF净化H2S影响因素研究
  • 5.1 进气负荷对去除效果的影响
  • 5.2 进气浓度和EBRT对去除效果的影响
  • 5.3 进气负荷冲击对去除效果的影响
  • 5.4 填料层湿度对去除效果的影响
  • 5.5 填料层pH对去除效果的影响
  • 5.6 营养循环液喷淋量对去除效果的影响
  • 42-浓度对去除效果的影响'>5.7 营养循环液中的SO42-浓度对去除效果的影响
  • 5.8 长期饥饿状态对去除效果的影响
  • 5.9 本章小结
  • 第六章 PTBTF和BTF内微生物群落变化及多样性分析
  • 6.1 PCR-DGGE技术对生物滴滤塔内微生物的16S rDNA的指纹分析
  • 6.1.1 填料生物膜样品基因组DNA的检测
  • 6.1.2 填料生物膜样品PCR产物检测
  • 6.1.3 填料生物膜样品的DGGE分析
  • 6.2 PTBTF和BTF内微生物种群多样性分析
  • 6.3 本章小结
  • 第七章 结论与建议
  • 7.1 结论
  • 7.2 建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录
  • 相关论文文献

    • [1].生物滴滤塔净化苯乙烯废气的性能研究[J]. 四川环境 2020(04)
    • [2].生物滴滤塔处理硫化氢废气[J]. 化工环保 2019(03)
    • [3].关于生物滴滤塔内胞外聚合物的初步研究[J]. 广州化工 2015(18)
    • [4].聚丙烯环生物滴滤塔去除实际市政污水厂硫化氢性能及微生物群落分析[J]. 环境科学 2019(10)
    • [5].双层生物滴滤塔对硫化氢处理效果的研究[J]. 环境科技 2018(02)
    • [6].板式生物滴滤塔高效净化硫化氢废气的研究[J]. 环境科学 2011(09)
    • [7].生物滴滤塔净化甲基叔丁基醚废气的研究[J]. 环境科学 2018(02)
    • [8].生物滴滤塔同步降解多组分挥发性有机物的实验研究[J]. 中国环境科学 2012(11)
    • [9].生物滴滤塔处理苯乙烯废气的影响[J]. 化工科技 2019(02)
    • [10].生物法去除H_2S代谢产物对系统运行的影响[J]. 天津建设科技 2011(05)
    • [11].利用紫外预处理加强氯苯的生物滴滤净化[J]. 环境科学 2010(05)
    • [12].填料对生物滴滤塔去除市政污水处理厂恶臭气体运行效果的影响[J]. 北京工业大学学报 2019(05)
    • [13].进气量对两级生物滴滤塔降解甲硫醚的影响[J]. 环境科学与技术 2017(S2)
    • [14].生物滴滤塔处理模拟印刷有机废气[J]. 化工环保 2018(02)
    • [15].生物滴滤塔降解甲苯废气长期运行生物膜相特性研究[J]. 环境科学 2012(09)
    • [16].生物滴滤塔净化甲苯启动性能研究[J]. 环境工程学报 2013(05)
    • [17].鼠李糖脂强化生物滴滤塔去除乙苯废气效能及菌群结构研究[J]. 环境科学学报 2018(09)
    • [18].复合生物滤塔工艺去除CS_2废气的研究[J]. 污染防治技术 2015(01)
    • [19].生物滴滤塔/景观滤床工艺高效处理农村污水[J]. 农业环境科学学报 2020(05)
    • [20].不同填料生物滴滤塔处理含苯废气试验研究[J]. 石油化工安全环保技术 2018(04)
    • [21].高温下生物滴滤塔脱除烟气NO_x的研究[J]. 环境工程 2016(11)
    • [22].生物滴滤塔与紫外光解联合处理苯乙烯废气的影响[J]. 石油化工安全环保技术 2020(04)
    • [23].松树皮填料高效生物滴滤塔处理含H_2S恶臭气体研究[J]. 四川有色金属 2018(04)
    • [24].生物滴滤塔处理甲硫醚气体动力学模型的研究[J]. 广州化工 2018(01)
    • [25].甲苯对生物滴滤塔微生物EPS的影响[J]. 化工进展 2017(04)
    • [26].生物滴滤塔处理制革恶臭气体微生物特性研究[J]. 环境科学与技术 2012(10)
    • [27].用生物滴滤塔净化有机废气研究[J]. 环境科学与管理 2015(07)
    • [28].生物滴滤法净化VOCs气体的研究进展[J]. 广东化工 2016(11)
    • [29].采用生物滴滤塔处理高浓度有机废气的试验性应用[J]. 环境工程 2012(S2)
    • [30].生物滴滤塔好氧脱氮过程ORP和pH值的变化规律[J]. 工业用水与废水 2008(06)

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

    生物滴滤工艺净化H2S废气的性能及微生物种群结构研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢