生物滴滤塔净化处理硫化氢的实验研究

在常温条件下,以陶粒和悬浮改性填料WD-F10-4为填料的生物滴滤塔系统对硫化氢废气进行净化处理,考察了不同硫化氢负荷、营养液喷淋量和气体停留时间对生物滴滤塔性能的影响。实验结果表明,当进气质量浓度为400 mg/m3,硫化氢负荷为32 g/(m3·h),喷淋量为4 L/h,气体停留时间为46 s,系统的平均去除效率为97%。系统运行期间,填料未出现堵塞现象,证明悬浮改性填料可用作生物滴滤塔的填料。     

错流式生物滴滤塔净化含硫化氢废气的研究

利用错流式水平生物滴滤塔对H2S进行脱臭实验,采用城市生活污水处理厂曝气池污泥进行接种挂膜。结果显示,H2S最大进气浓度可达1400 mg/m3,最大的体积去除负荷为144 g/(m3填料.h),对应的生物膜去除负荷为34.5 mg/(g生物膜干重.h),系统有较高的净化H2S废气能力。     

硅藻土基复合填料制备及滴滤塔去除二甲苯的性能

以硅藻土(DE)为骨架，聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)为固定化材料，采用微生物固定化技术制备出一种包含高效降解菌和具有营养缓释功能的复合填料。探究了装填复合填料生物滴滤塔(BTF)净化二甲苯的性能。复合填料比表面积为4.53m²/g，具有良好的持水能力，且复合填料的重复使用性较好，连续处理8批污染物后，去除效率保持在95%以上。负载复合填料的BTF经过11d运行，出口浓度低于GB 16297—1996中规定的排放限值[ρ(二甲苯)=70mg/m³]，结果表明此时BTF完成启动；进气浓度为1200mg/m³，空床停留时间(EBRT)分别为53s、38s、28s时，去除效率为98%、86%、78%；在EBRT为28s，进气浓度为700mg/m³、250mg/m³时，去除效率分别为91%、99%；在9天内外界不提供养分时，去除效率无明显下降。系统停运2天和7天，分别可在运行9.5h和1天内恢复原来的净化性能。实验结果表明复合填料具有较好理化性质，对二甲苯去除性能好，抗冲击负荷及...     

甲苯对生物滴滤塔微生物EPS的影响

挥发性有机物(VOCs)来源广、种类多、危害大,为了提高VOCs的去除效率,采用生物滴滤塔对甲苯废气进行长期连续处理实验,考察了甲苯进气浓度对其去除率和生物滴滤塔内生物膜中胞外聚合物(extra-cellular polymeric substance,EPS)的影响。结果表明:当甲苯进气浓度为284mg/m~3,喷淋水量为3.7~6.3L/h时,甲苯去除率高于95%,EPS浓度较高(339mg/L);随着甲苯进气浓度的增加,EPS松散层(loosely bond extra-cellular polymeric substances,EPS-LB)中蛋白质和多糖浓度分别上升至峰值108.93mg/L和103.95mg/L后下降;EPS紧密结合层(tightly bond extra-cellular polymeric substances,EPS-TB)中蛋白质和多糖浓度的变化规律与EPS-LB相似。喷淋水量低于3L/h或高于7L/h均不利于生物滴滤塔去除甲苯气体,压力损失随着进气流量和EPS的增大而增大,实验末期生物滴滤塔的压力损失明显高于实验初期生物滴滤塔的压力损失,但塔内压力损失仍保持在低值。     

复合生物床处理有机废气中试研究

采用复合生物床工艺处理某化工企业产生的有机废气,考察了系统的长期运行稳定性、最大去除负荷,观察了微生物的生长情况。中试结果表明:在111天的运行时间内,系统性能运行稳定,进气浓度在100 mg/m~3左右时,系统去除效率在80%以上,最高可达92.8%;在实验范围内,复合生物床对VOCs废气的最大去除负荷为41.5 g/(m~3·h)。系统中细菌和真菌均生长良好,两者能够协同处理VOCs气体。     

化学氧化-生物法处理挥发性有机废气研究

采用催化吸收塔-生物滴滤塔联合工艺处理挥发性有机废气(VOCs)。催化吸收塔利用电解臭氧发生器产生臭氧,经过催化磁化器的催化后,能够有效地氧化部分有机废气。催化吸收塔净化后的废气进入生物滴滤塔进一步处理。吸收塔的臭氧量和进气浓度与生物塔的喷淋量和pH值对VOCs去除率的研究表明,当臭氧量为12.8g/h,喷淋量为2m3/h,进气中ρ(VOCs)=200~500mg/m3,pH=6~7,VOCs去除率最高为96.6%。对单一生物法处理工艺的处理效率与联合工艺的处理效率进行对比,发现联合工艺比单一的生物塔工艺具有更好的VOCs去除效果。     

接种辫硫杆菌与活性污泥生物滴滤塔去除硫化氢效果对比

为了解决恶臭污染问题,采用接种辫硫杆菌ZG11的生物滴滤塔A与接种活性污泥的生物滴滤塔B对硫化氢气体进行了4个多月的脱臭实验研究,主要考察了进气浓度、冲击负荷和氮利用率对硫化氢去除率的影响以及实验前后压力损失的变化。结果表明：当硫化氢进气浓度低于600 mg/m3,即进气负荷Nv低于113.33 g/(m3?h)时,滴滤塔A的去除率接近100%。当进气浓度低于750 mg/m3,即Nv低于133.33 g/(m3?h)时,滴滤塔B的去除率接近100%。当进气流量为8 m3/h时,滴滤塔A与B的压力损失分别为176.4 Pa/m和313.6 Pa/m。与滴滤塔A相比,滴滤塔B启动快,去除速率高,抗冲击负荷能力强,但压力损失大,受氮源的影响较大。     

氮和磷对生物滴滤塔净化煤矿乏风瓦斯的影响

研究了氮源类型和浓度以及磷元素浓度对生物滴滤塔净化极低浓度CH4的影响。利用空气和高纯CH4混合气模拟煤矿乏风瓦斯,生物滴滤塔填料为陶瓷鲍尔环,以实验室分离筛选到的甲烷氧化菌进行接种挂膜。结果表明,进气流量为2 L?min?1,喷淋液流量为0.1 L?min?1,进气CH4浓度在0.1%~1.1%,以Na NO3为氮源时,生物滴滤塔净化CH4的效果最好,优于(NH4)2SO4和NH4NO3为氮源时的表现。喷淋液中Na NO3浓度为70 mmol?L?1,进气CH4浓度为0.1%~1.1%时,生物滴滤塔的CH4去除负荷为10.67~39.72 g?m?3?h?1,去除负荷随CH4浓度增加而增加;CH4净化率为97.92%~39.70%,净化率随CH4浓度增加而下降。在最佳氮源条件下,进气CH4浓度为0.9%,P元素浓度为100 mmol?L?1时,滴滤塔CH4去除负荷最大为49.69 g?m?3?h?1,CH4净化率60.90%。     

强化生态浮床净化黑臭水体研究

采用装载不同类型填料的生化物化耦合强化生态浮床处理低碳氮比黑臭水体。构建了Fe-C微电解强化生态浮床(ICEFB)、海绵铁微电解强化生态浮床(SIEFB)、沸石强化生态浮床(ZEFB)和生态浮床(EFB)四组反应器，比较不同浮床系统的脱氮除磷效果，考察DO质量浓度和进水NH₄⁺-N质量浓度对氮、磷等营养盐去除效果的影响。结果表明，铁微电解填料的引入显著提高了生态浮床的脱氮除磷能力，与ZEFB和EFB相比，SIEFB和ICEFB具有较高的养分去除效率。在DO为2 mg/L、进水NH₄⁺-N质量浓度为30 mg/L时，SIEFB对NH₄⁺-N的去除率和去除负荷分别为99.33%和62.96 g/(m³·d),TN的去除率和去除负荷分别为64.42%和56.78 g/(m³·d),TP的去除率和去除负荷分别为88.51%和10.73 g/(m³·d)。SIEFB的SND效率最高，为84.80%，具...     

生物滴滤塔去除高浓度H2S废气的模拟研究

以生物滴滤塔（BTF）去除高浓度H₂S废气为研究对象,建立了一维轴向扩散反应器模型和双基质生物降解反应动力学模型,通过比较单基质模型和双基质模型在不同H₂S入口浓度条件下的模拟结果和实验结果,验证了双基质模型的有效性和可行性,研究了生物膜中H₂S的动态去除过程,考察了BTF在不同液相H₂S浓度和空床停留时间条件下的除臭性能。研究表明,当生物膜表面H₂S浓度为7589.3 mg/m³ 时,生物膜中传质-生物降解过程需要0.75 s才能达到稳态;较厚的生物膜使得内扩散阻力增大,生物降解反应速率分布的不均匀性增大,O₂浓度对生物降解速率的影响将越来越显著;进气速度和喷淋浓度可显著影响BTF中H₂S的去除率。     

天然气脱汞吸附剂的制备及其性能评价

天然气中含汞会对天然气的开发及使用带来危害，实验采用固定床吸附法脱除天然气中的汞。实验以Al₂O₃和活性炭复合颗粒为载体，通过浸渍法负载S、CuS和CuS _x 多组分活性物，制备了天然气脱汞吸附剂，考察了制备工艺条件的影响。采用X射线衍射检测（XRD）与扫描电镜（SEM）对活性物负载情况进行了表征。结果表明，在载体上成功负载了CuS和S，其中CuS质量分数为12.80%，总S质量分数为8.32%。以含汞空气模拟含汞天然气，考察了进气口汞含量、停留时间对脱汞吸附剂脱汞效果的影响。结果表明，脱汞剂处理汞含量为300μg/m³的天然气，停留时间为1s时，出口汞含量为24.99μg/m³，已达到工业天然气要求。当停留时间为2s、进气口汞含量达到600μg/m³时，经脱汞剂脱汞后，出口汞含量为18.92μg/m³，达到小于28μg/m³要求。脱汞吸附剂的汞容量达到6.36%。     

中试平台SCR低温催化剂测试与氨逃逸分布特征

目前燃煤机组低负荷运行的情况越来越多,研究机组低负荷运行时NO_x控制技术可有效降低燃煤机组的NO_x排放浓度。本文利用已建成的20000m³/h的实际燃煤烟气的污染物脱除试验平台,安装低温段脱硝催化剂整体模块,测试该催化剂的性能指标,现场取样并重点分析氨逃逸和转化率指标,得出实际烟气条件下氨逃逸分布特征。结果表明：该低温脱硝催化剂的低温段在290~250℃范围内,脱硝效率可达到80%,脱硝出口NO_x可控制在50mg/m³（标准）以内,甚至20mg/m³以内,氨逃逸最高为1.68mg/m³,小于标准要求值2.28mg/m³,SO₂/SO₃转化率最高为0.73%,小于标准要求值1%,满足运行要求。文中进一步研究了氨逃逸浓度沿程分布情况,经测试表明,290℃时沿程氨逃逸浓度不断降低,除尘器前降低32.2%,除尘器后降低65.5%。     

铁基脱硫剂超重力法脱除硫化氢

用N₂和H₂S的混合气模拟含硫天然气, 以铁基脱硫剂为脱硫液, 采用超重力旋转填充床(RPB)进行脱除H₂S的集约化实验研究, 考察了原料气H₂S质量浓度、含硫原料气流量、脱硫液流量、温度及RPB转子转速对H₂S脱除率的影响。实验结果表明, 铁基脱硫剂超重力法脱除H₂S的较佳工艺条件为原料气H₂S含量14g/m³, 原料气流量0.45m³/h, 脱硫液流量13.5L/h, 脱硫液温度40℃, RPB转子转速1000r/min。在此条件下, H₂S脱除率稳定在99.98%以上, 脱硫后净化气H₂S含量小于2mg/m³。另外, 舍弃再生用RPB, 采用直接向脱硫富液储槽鼓空气的方法, 脱硫剂氧化再生良好, 脱硫效果保持不变, 且可长时间稳定运行。因此, 铁基脱硫剂超重力法脱硫工艺简单、效率高、设备体积小, 可实现海洋油气平台天然气或石油伴生气脱硫的集约化, 工业化应用前景广阔。     

超低排放燃煤电厂中SO3的迁移及脱除特征

燃煤烟气中的SO₃会对机组运行及大气环境造成不利影响。为研究燃煤电厂SO₃排放特征，本文采取异丙醇吸收法对某300MW超低排放机组污染物控制装置进出口SO₃采样，以分析SO₃在燃煤机组中的迁移及脱除特性。结果表明：炉膛燃烧过程以及选择性催化还原装置（selective catalytic reduction，SCR）均将部分SO₂转化为SO₃，炉膛燃烧生成SO₃的质量浓度为SO₂的0.86%，SCR内SO₂/SO₃转化率为0.45%。烟气经过空气预热器，SO₃浓度降低了5.7%；静电除尘器（electrostatic precipitator，ESP）脱除SO₃效果较差，主要由于ESP内烟温在110℃以上，H₂SO₄酸雾凝结量较少；双级湿法脱硫装置（wet flue gas desulfurization，WFGD）对SO₃脱除效率达到81.3%，比国内单级脱硫装置SO₃脱除效果高30%～50%；湿式静电除尘器（wet electrostatic precipitator，WESP）脱除SO₃效率为23.0%。机组烟囱排放SO₃质量浓度为2.025mg/m³（标准），SO₃排放因子EF为0.034kg/t。     

喷射鼓泡塔海水脱硫特性

为探究以海水作为脱硫剂在喷射鼓泡塔上的脱硫特性,通过改变废气流量、海水温度、浸液深度、SO₂进口浓度和O₂浓度等操作参数,在自主设计和搭建的喷射鼓泡塔实验平台上进行了船舶模拟废气的脱硫实验。实验结果表明:在喷射鼓泡塔上,海水对SO₂的吸收容量为3.682 mmol·L^-1,约是去离子水的3.92倍;脱硫效率随废气流量、海水温度和SO₂进口浓度的升高而降低,随浸液深度和O₂浓度的升高而升高,与脱硫时间呈线性下降关系。液相总传质系数随废气流量和海水温度的增加而增加,其中废气流量的影响幅度较小,仅为3.16%。增加O₂浓度可显著提高海水对SO₂的吸收容量,O₂浓度从0%增至12%时,海水的吸收容量从3.682 mmol·L^-1增至7.463 mmol·L^-1。     

陶瓷球填料生物滴滤塔降解甲苯废气

The Purification experiments of waste gas containing low concentration toluene were made in trickling biofilter with ceramic spheres. The effects of liquid flow rate,gas flow rate,pH of circulation liquid, and toluene concentration in inlet gas on the purification efficiency of trickling biofilter were investigated. The pressure drop of the trickling biofilter was also measured during experiments.Increasing liquid flow rate and gas flow rate resulted in the decrease of purification efficiency of trickling biofilter. The highest purification efficiency of trickling biofilter was found at the circulation liquid pH of 7. The porosity of the packing material at the inlet of gas was higher than that at the outlet of gas in biofilter after continuous operation in 50 days. The decrease in the porosity of packing material caused a great increase in the pressure drop of the biofilter.     

水力喷射-空气旋流器用于湿法烟气脱硫及其传质机理

在一种新型高效的气液传质设备--水力喷射-空气旋流器(WSA)中,以Ca(OH)₂料浆为吸收剂进行了模拟烟气湿法脱硫的实验研究。结果表明:脱硫率随进口气速增加而增加;随液体喷射速度增加先增加,增加到一定程度后几乎不变;随烟气中SO₂的进口浓度增加而减小,存在一适宜的Ca(OH)₂浓度和回流比。在气体流量24～72 m³·h^-1、循环液体量0.4～0.8 m³·h^-1、料浆中Ca(OH)₂浓度7500 g·m^-3时,对SO₂浓度为1891～6373 mg·m^-3的烟气进行湿法脱硫,脱硫率达88.9%～97.7%,且WSA的旋流气体和喷射液体在湿法脱硫中具有自清洁能力,未发现内部结垢和喷孔堵塞现象。总体积传质系数K_Ga、有效相界面积a均随进口气速u_G增大而增大,而总传质系数K_G随u_G增加变化较小;当液体喷射速度 u_L≤0.26 m·s^-1时,K_Ga和K_G随u_L增加快速增大,之后增加缓慢,而a随u_L几乎线性增加,K_Ga和K_G随吸收剂中Ca(OH)₂浓度c_L增加有一最大值。结合实验数据拟合得到了相关的经验公式,这些关联式能较好地预测WSA的湿法脱硫传质性能。气体旋流场强度对总体积传质系数K_Ga和有效相界面积a起支配作用,脱硫传质过程同时受气膜和液膜阻力控制,但以液膜控制为主。     

Biofiltration of xylene emissions: bioreactor response to variations in the pollutant inlet concentration and gas flow rate

In order to remove xylene vapors from an air stream, an upflow laboratory scale biofilter was operated for a period of 2 months. The experimental study consisted of two different phases: in the first phase, the biofilter was operated at various gas flow rates and the xylene inlet concentration was maintained at 1.39 g m⁻³. In the second phase, various inlet concentrations of the contaminant were tested at a constant gas flow rate of 0.4 m³ h⁻¹ corresponding to an empty bed residence time of 150 s. The biofilter response to steep and abrupt variations in the xylene inlet concentration and gas flow rate was examined. The results obtained revealed that the removal efficiency of the biofilter regained its high values (above 96%) in less than 24 h following the change to low concentrations and gas flow rate. Temperature measurements showed that the biofilter temperature strongly depends on the intensity of the microbial activity in the filter bed. The experimental mass ratio of carbon dioxide produced to the xylene removed was equal to 2.72 indicating that the contaminant was eliminated exclusively by aerobic biodegradation. These findings suggest that a follow up of the amount of carbon dioxide produced in the filter bed can be very helpful in monitoring the performance of the biofilter. For relatively small inlet loads of xylene, the contributions of the different sections of the biofilter to the removal efficiency of the contaminant and the carbon dioxide production were unevenly balanced but became more uniformly distributed for relatively high inlet loads.     

陶瓷膜冷凝器用于烟气脱白烟过程的中试研究

将平均孔径5、20和50 nm的管式陶瓷外膜制成膜冷凝器，并搭建膜面积0.3 m²的膜冷凝中试实验装置，开展陶瓷膜冷凝器在烟气水、余热资源回收及脱白烟领域的中试研究。对比采用不同排布方式的两级陶瓷膜冷凝器的水、热回收效果，考察进气相对湿度、进气温度、进气线速度等操作条件和不同孔径陶瓷膜的排布方式对膜冷凝器水通量及水回收率的影响。研究表明，在两级膜冷凝器中，烟气、冷却水均为串联流动时，可得到更高的水、热通量及回收率。过程水通量随进气相对湿度、进气温度、进气线速度的增加而增加；水回收率随进气相对湿度、进气温度的增加而增加，随着进气线速度的增加而降低。在三级膜冷凝器中，采用每级均填充平均孔径50 nm的管式陶瓷外膜的排布方式时，可获得最佳的水、热回收效果；不同孔径陶瓷膜的排布方式对膜冷凝器水回收效果影响明显，对热回收效果影响不大。在各实验工况下，三级膜冷凝器水通量及水回收率最高分别可达38.5 kg·m^–2·h^–1和50.6%。与传统换热器相比，陶瓷膜冷凝器不仅可实现水、余热的同时回收，且其总传热系数为415 W·m^–2·℃^–1，换热效果更佳，并能明显缓解“白色烟羽”等视觉污染。基于陶瓷膜的膜冷凝技术在中试实验阶段展现出良好的回收效果，在资源回收及脱白烟过程有广阔的应用前景。