??????? 4 結(jié)果與討論
??????? 4.1馴化過(guò)程
??????? 掛膜后,在空塔停留時(shí)間為36.6s、氣速為0.018cm/s的條件下,考察生物滴濾器對(duì)含苯廢氣的去除效果,以生化去除速率為參數(shù),所得結(jié)果如圖2所示。
??????? 含苯廢氣生化去除速率隨掛膜時(shí)間變化
??????? 實(shí)驗(yàn)用載體對(duì)苯?jīng)]有吸附作用。在剛掛膜時(shí),由于菌種對(duì)苯的生化去除作用較弱,基本上處于適應(yīng)階段,盡管此時(shí)進(jìn)口濃度較低(100mg/m3以下),生化去除速率仍然很低,甚至在掛膜后的1周內(nèi)未反映出反應(yīng)器對(duì)氣態(tài)苯廢氣的去除效果。隨著菌種對(duì)廢氣的適應(yīng)性增強(qiáng),在第7天出現(xiàn)了去除效果。隨后,菌種的增長(zhǎng)帶來(lái)了去除效果的不斷增長(zhǎng),掛膜后的第3周出現(xiàn)了去除效果的快速增大直至穩(wěn)定,表明馴化過(guò)程的成功。
??????? 4.2 濃度對(duì)處理效果的影響
??????? 由于入口濃度反映了反應(yīng)器處理的負(fù)荷,故濃度的高低將對(duì)處理效果產(chǎn)生影響。我們?cè)隈Z化較長(zhǎng)時(shí)間處理基本穩(wěn)定的情況下,對(duì)濃度的影響進(jìn)行了研究,此時(shí)的氣體流量為250L/h,結(jié)果如圖3和圖4。
??????? 含苯廢氣生化去除速率隨入口濃度變化
??????? 含苯廢氣處理效率隨入口濃度變化
??????? 1)在一定的低濃度范圍內(nèi),隨濃度的升高,處理效率基本不變,而在高出一定濃度后,處理效率隨濃度的提高逐漸下降;2)在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)隨濃度升高,去除速率逐漸上升直到最大值。
??????? 生物滴濾器處理含苯廢氣的過(guò)程是傳質(zhì)—生物降解過(guò)程,故傳質(zhì)和生物降解都對(duì)去除效果產(chǎn)生影響。傳質(zhì)決定著去除的表觀效果,而生物降解則決定著污染物的最終去除。據(jù)雙膜理論,物質(zhì)的傳遞在于膜兩側(cè)的濃度差,對(duì)亨利常數(shù)較大的物質(zhì)來(lái)說(shuō),傳質(zhì)的阻力在于液膜阻力。若溶解度較小,這種影響勢(shì)必來(lái)得強(qiáng)烈,因此隨濃度的升高而處理效率降低。但濃度的提高還是提高了從氣相到液相的傳質(zhì)量,也提高了微生物降解的基質(zhì)濃度,從而提高了去除速率,這種提高一直維持到所有微生物都營(yíng)養(yǎng)充分,達(dá)到最大負(fù)荷為止。
??????? 4.3 最大生化去除速率
??????? 最大生化去除速率反映了生物對(duì)工藝廢氣中污染物的處理能力,也是系統(tǒng)對(duì)有機(jī)負(fù)荷去除能力的表現(xiàn)。我們以不同的化合物為例,試驗(yàn)了同類反應(yīng)器對(duì)它們的最大生化去除速率,具體結(jié)果如圖5。
??????? 不同化合物的最大生化去除速率
??????? 不同化合物的最大生化去除速率不同,這與文獻(xiàn)報(bào)道吻合[6]。由此可知,生物法處理廢氣時(shí),最大生化去除速率不僅與反應(yīng)器有關(guān),而且也與要處理的化合物有關(guān)。
??????? 由文獻(xiàn)[7]可知,苯的BOD5/COD =0.53,水中溶解度為820mg/L;甲苯的B/C=0.61,水中溶解度為515mg/L;苯乙烯的B/C=0.46,水中溶解度為125mg/L;二甲苯的B/C=0.56,水中溶解度為198 mg/ L;丙烯腈的B/C=0.52,水中溶解度為78748 mg/L;丙酮的BOD5/COD=0.39,水中溶解度情況為互溶。由此可見,如將B/C值與溶解度數(shù)值相乘,所得數(shù)據(jù)對(duì)以上化合物排大小順序?yàn)椋罕?gt;丙烯腈(40949)>苯(434.6)>甲苯(314.2)>二甲苯(110.9)>苯乙烯(57.5),與各化合物的最大生化去除速率大小順序相同。
??????? 5結(jié)語(yǔ)
??????? 生物滴濾器對(duì)氣態(tài)苯類化合物具有較強(qiáng)的去除能力,在試驗(yàn)濃度范圍和采用瓷質(zhì)拉西環(huán)作為填料時(shí),最大去除能力可達(dá)到122g/m3.h。用生物滴濾器處理氣態(tài)苯類化合物時(shí),濃度具有較大影響,在高于某一濃度時(shí),隨著入口濃度的提高,處理效率逐漸降低;但同時(shí),生化去除速率卻隨濃度的提高而提高,一直達(dá)到最大生化去除速率為止。
??????? 由于生化去除速率反映了生物滴濾器的生化去除能力,所以用生物滴濾器處理氣態(tài)苯類廢氣時(shí)存在最大生化去除速率。不同氣態(tài)化合物生物去除研究表明,生化去除速率除與反應(yīng)器有關(guān)之外,還與被處理的化合物有關(guān)。各種化合物的最大生化去除速率不同,其大小順序與它們的理化性質(zhì)有關(guān),即與各種化合物的溶解度和BOD5/COD 數(shù)值有關(guān)。