杨自伟[1]2007年在《生物技术净化含氨废气研究》文中研究说明随着工农业的发展，恶臭废气对人体及生态环境的危害日益受到人们的关注，而氨气是恶臭废气的主要成份之一。试验中先后采用生物过滤法，生物膨胀床法处理含氨废气，并详细比较了两种生物除臭工艺的优缺点，针对存在的问题提出了结合两者特点的改进工艺。首先以堆肥为填料采用生物过滤法处理含氨废气，对堆肥中的硝化菌进行富集培养；接着，将经过富集培养硝化菌的堆肥渗滤液倒入生物膨胀床中，考察不同填料组成、气体停留时间、进气中氨的浓度等因素对氨去除效率的影响及氨在反应器中的转化；然后，从堆肥渗滤液中及膨胀床营养液中进行高效硝化菌的筛选、分离、活性测定等，并把它们接入经过灭菌的生物膨胀床中，考察不同进气浓度氨气的去除效率，与前期接入堆肥渗滤液反应器的氨去除效率进行比较；最后，针对生物膨胀床法在试验中存在的压力损失大的问题，对工艺进行了一些改进，降低反应器中溶液的高度，并重新选择填料，研究改进后生物反应器的除氨效率。主要研究结果如下：(1)传统生物过滤法处理含氨废气中，以堆肥为填料对氨有很高的去除效率。反应器所能适应的较佳进气浓度为45.0mg/m~3～162.2mg/m~3，此时进气负荷为37.8 g/m~3·h～136.3 g/m~3·h，脱臭负荷为36.86 g/m~3·h～136.07 g/m~3·h；但在试验进程中，填料易压实板结，造成压降大，气流短路等，同时随着反应的进行反应器中的环境条件在不断发生变化，如pH值、营养物质等，这些环境因素的改变会降低微生物的活性，从而降低生物过滤反应器的性能；(2)生物膨胀床除臭工艺对氨的去除效果很好。以兰石和活性碳的混合物为填料(体积比为1：1)，当停留时间为28.6s，进气浓度低于100mg/m~3时，氨气的去除率在98％以上，此时进气负荷达到127.39 g/m~3·h，脱除负荷达到126.13g/m~3·h，性能要优于单纯以兰石为填料；氨气在反应器中的形态转化以硝化反应为主，主要被氧化为硝酸根；由于硝酸根的不断积累，反应器中的pH值也由最初的8.5降到5.9。(3)从堆肥渗滤液中及膨胀床营养液中筛选出4株亚硝化菌和4株硝化菌，分别命名为Y1、Y2、Y3、Y4、X1、X2、X3和X4，其中X2为细菌，X3为放线菌，其余6种为真菌。Y1和Y4氨转化活性较高，亚硝化速率分别达到26.94mg/L·d和16.54mg/L·d；X2和X3的硝化活性较高，硝化速率分别达到8.23mg/L·d和6.98mg/L·d。混合菌株活性测定过程模拟生物膨胀床运行过程，Y1、Y3和Y4混合菌种的亚硝化活性为37.85mg/L·d，X2和X3混合菌种的硝化速率是44.75mg/L·d。(4)结合生物过滤法和生物膨胀床技术两者的特点，设计出一种新型生物除臭反应器，该反应器对氨有很高的去除效果。进气流量取1.5m~3/h，气体空床停留时间为28.6s时，进气浓度在370mg/m~3以下时，去除率在97％以上；对溶液及填料中各形态氮浓度分析可知氨在反应器中以硝化反应为主，填料对氨的去除存在分层效应，底部溶液及中下层填料对氨的脱除起主要作用。
杨松波[2]2010年在《生物过滤法净化及回收含氨废气研究》文中提出氨气是我国国家环保部规定的八种恶臭污染物之一,含氨恶臭气体不仅威胁人类健康,还会对生态环境造成严重危害。生物过滤法是一种有效的恶臭处理方法,但是填料的选择是影响生物过滤法净化效率的关键因素。本研究通过选择堆肥和玉米芯为生物过滤法填料,先将富集培养的除臭菌接种到填料表面进行挂膜处理,然后对比研究了两种填料对氨气的净化效果。通过优化进气浓度、进气流量、填料高度、进口体积负荷与体积去除负荷等因素,确定了以玉米芯为填料的生物过滤塔净化含氨废气最佳的工艺条件。主要研究结果如下：(1)塑料泡沫对氨的饱和吸附容量为6.4 g-NH3·m-3-填料,珍珠岩为76.8 g-NH3·m-3-填料,玉米芯为298.2 g-NH3·m-3-填料,玉米芯填料对氨气的吸附效果远好于珍珠岩和塑料泡沫。系统运行稳定后,以玉米芯为填料的反应器中生物量较大,平均每克玉米芯上细菌数高达4×108CFU、真菌2.1×106CFU、放线菌1.7×105CFU。(2)玉米芯填料最适含水率为40%左右,最佳进气浓度63-271 mg·m-3。当进气浓度小于271 mg·m-3时,0.8 m3·h-1为最佳进气流量；当进气浓度大于271mg·m-3时,0.3 m3·h-1为最佳进气流量；当进气浓度低于121 mg·m-3时,下部填料对氨的去除率贡献最大,约为90.5%,中部53.7%,上部16.7%。玉米芯填料塔体积去除负荷随着进口体积负荷的增加而增加,入口体积负荷越高,体积去除负荷越偏离100%去除线。堆肥填料塔最佳进气浓度73-630 mg·m-3,进气浓度低于73 mg·m-3时,0.3 m3·h-1为最佳进气流量,进气浓度高于73 mg·m-3时,0.8m3.h-1为最佳进气流量。堆肥填料塔的下部填料对氨气的净化起主要作用,下部对去除率的最大贡献率为94.1%、中部13.5%、上部仅为6.7%。堆肥填料塔去除负荷与氨气进口负荷基本相近,整个实验期间变化不大,进口负荷与去除负荷呈线性关系。(3)两段串联生物过滤法除臭效果良好,其中第一段的堆肥填料在生物过滤系统内起到了关键作用,氨的平均去除率为93.0%。第二段的玉米芯填料对除臭起到了强化处理的效果,整个运行期间两段串联生物过滤的净化效率均大于97.0%。
梁永坤, 全燮, 陈景文, 陈硕, 薛大明[3]2000年在《生物过滤法处理含氨废气研究》文中研究说明研究了生物过滤法处理含氨废气的技术 .实验中考察了气体的停留时间、进气方式、进气中氨浓度等因素对氨去除率的影响 .当进气中氨的浓度分别为 1 5 2、75 9和 1 52 0mg(NH3) /m3时 ,生物过滤反应器对氨的去除率均在 95%以上 ,反应器对氨的脱除速率分别为 0 0 2 0、0 0 78和 0 1 56g/(kg·d) .实验结果表明逆流进气是较佳的进气方式 ,反应器的适宜停留时间是 32s.处理后的气体中氨的浓度可以达到国家一级排放标准 .对填料中各形态氮浓度的分析证明氨在反应器中的转化以硝化反应为主 .
朱琳[4]2012年在《间歇式生物净化H_2S的性能研究》文中研究表明随着现代工业的高速发展和城市化水平的日益提高，一些工业生产和污水处理厂排放出来的恶臭等废气污染物越来越引起人们的重视。如何将这一环境污染问题有效的解决，找到治理恶臭等废气污染物的最适宜处理技术，已成为目前环保领域关注的热点。生物过滤法凭借其工艺设备简单、成本小、运行费用少、操作维护简单、处理效果好、无二次污染的特点，已经成为最具应用前景的一种恶臭废气的处理技术而得到广泛重视。生物过滤法处理恶臭污染物的已有研究，多在室温条件下，较低气速（高空床停留时间）下，对低浓度恶臭气体的处理，而对高气速、高负荷废气污染物的去除，和对低温条件下的研究也不多，而且已有的对高气速高负荷废气进行处理的研究中，处理效果差、系统抗冲击负荷能力差、长期稳定性也不好。本研究选取H_2S恶臭废气为目标污染物，以鸡粪堆肥和PE的混合物为填料，采用生物过滤法，在低温条件下，长期运行处理高气速、高负荷的H_2S废气。模拟实际工程应用的间歇式运行方式，考察了在不同气速条件下生物过滤反应系统对H_2S废气的去除效果；考察了不同的污染物进气负荷时生物过滤反应系统对H_2S废气的去除效果；对高气速、高负荷条件下生物过滤系统去除H_2S废气的性能进行了研究分析；探讨了低温条件下生物过滤反应系统对H_2S废气的处理能力；并对生物过滤净化H_2S过程中，反应器中填料的pH、湿度、床层压降、营养含量、硫酸盐含量、单质硫含量，及微生物数量的变化情况进行了考察；还进行了生物过滤系统在高气速条件下，处理高负荷H_2S废气的生物降解宏观动力学的分析。本研究的主要结论为：（1）低温度条件下，三段生物过滤系统可成功地去除高气速、高负荷的H_2S废气。温度为9~16.5℃时，当H_2S的入口浓度为50~3000mg·m~(-3)，空床停留时间EBRT为13s时，H_2S的生物过滤系统的去除率达95%以上，可获得去除负荷为776g·m~(-3)·h~(-1)，尚未达到系统对H_2S废气污染物的最大去除能力。（2）高气速条件下，生物过滤系统对高负荷H_2S的去除能力强。EBRT为13s时，三段式生物过滤系统对H_2S入口浓度为50~3000mg·m~(-3)的去除率可达65%，实验中获得H_2S的最大去除负荷为528g·m~(-3)·h~(-1)，尚未达到系统对H_2S的最大去除能力。EBRT为5s时，一段式生物过滤系统对H_2S入口浓度为50~3000mg·m~(-3)的去除率可达94%以上，可获得去除负荷为2023g·m~(-3)·h~(-1)，此时系统对H_2S的仍有潜在的去除能力。（3）用Michaelis-Menten模型，分析高气速（EBRT=10s，6.7s，5s）下，生物过滤反应器去除高负荷H_2S的生物降解宏观动力学，经计算模拟值与实验值相关性很好，其中EBRT为5s时的动力学参数K_s=550mg·m~(-3)，V_m=6.8×10~4g·m~(-3)·d~(-1)，相关系数R~2=0.9872。（4）当填料湿度降低时，采用人工喷淋的增湿方式，在30%~60%的湿度范围内，以鸡粪堆肥和PE混合物为填料的生物过滤系统对H_2S废气可保持稳定的去除效果。（5）生物过滤反应器填料的pH在运行过程中的最低值为5.77，床层未发生明显酸化，系统的去除效果未因pH的降低而明显改变，填料中性偏酸的pH值条件适宜脱硫菌的生长繁殖。（6）生物过滤系统处理H_2S的主要代谢产物为SO_4~(2-)和S，随着生物过滤系统处理H_2S运行时间的增长，SO_4~(2-)含量有一定累积，上段反应器的SO_4~(2-)最高达到3.593mg·g~(-1)干堆肥。（7）生物过滤系统长期运行过程中，无明显氮营养缺乏现象发生，床层未出现堵塞和压实现象。（8）生物过滤系统处理H_2S过程中，填料中的微生物对高负荷的污染物适应性较好，菌落中细菌占优势，真菌和放线菌相对略少。综合来看，以鸡粪堆肥和PE混合物为填料的生物过滤反应系统，在低温度条件下，长期间歇式运行，可成功处理高气速、高负荷的H_2S废气，处理效果好，去除性能稳定，具有能够长期处理H_2S废气的能力。
李顺义, 杨松波, 李红丽, 张华新, 王岩[5]2011年在《玉米芯填料生物过滤法净化含氨废气研究》文中指出以玉米芯填充生物过滤塔并用于净化含氨废气。着重研究了填料类型、含水率、进气流量、填料高度等因素对净化效果的影响。结果表明:天然玉米芯的饱和吸附容量比珍珠岩高221.4 g-NH3·m-3-填料,净化效果优于珍珠岩;当含水率为41.25%时,天然玉米芯的吸附容量最大,为308.3 g-NH3·m-3-填料;进气NH3质量浓度低于271.2 mg·m-3时,0.3、0.5、0.8 m3·h-1三种进气流量下的净化效率均高于93%,考虑去除负荷,0.8 m3·h-1为最佳进气流量;生物滤塔的去除率随填料高度变化,当进气NH3浓度低于121.1 mg·m-3时,上、中、下部对去除率的贡献率分别为16.7%、53.7%、90.5%;微生物对净化效果起关键作用,试验运行期间挂膜滤塔净化效率稳定在95%以上。
王建爱[6]2014年在《生物过滤法处理恶臭气体的试验研究》文中研究表明随着经济的发展和社会的进步，恶臭已成为世界七大公害之一，仅次于噪声污染。城市生活垃圾的堆肥处理方法由于具有无害化程度高、减量化效果明显、成本低等优点而成为未来城市垃圾处理处置的最有发展潜力的方式之一，但恶臭污染已成为限制垃圾堆肥技术发展的主要问题。在各种恶臭气体控制技术中，生物过滤法由于运行费用低、处理效率高、处理气量大、无二次污染等优越性而受到世界各国的广泛关注。本论文通过对现有的恶臭气体处理方法研究分析比较，选择生物过滤工艺，并选取垃圾好氧堆肥过程中的代表性恶臭气体NH3和H2S为目标污染物，开发了生物过滤反应器，采用有机和无机的混合填料。考察了生物过滤反应器在不同工况下对含氨气体的去除效果研究，生物过滤器长期稳定运行效果及其影响因素变化，另外还研究了生物过滤器在非稳态条件下（反应器空置后重新启动、冲击负荷下、低温条件下）对氨气的去除效果，并对生物过滤器对氨气和硫化氢的同时去除效果做了初步研究。最后，探讨了生活垃圾好氧堆肥恶臭气体（NH3和H2S）的产生和释放规律，及其生物过滤法的处理效果。研究取得了以下成果：①生物过滤反应器去除氨的试验中，反应器的启动时间为13天，相比其他研究者的时间相对较长。反应器的最佳空床停留时间为60s，填料的最适宜湿度值是50%-60%。②反应器在温度为20-35℃波动条件下，NH3浓度由50-200mg/m3变化时，去除率保持在95%-100%，并且填料层没有产生压实堵塞现象。在低温条件下（7-15℃），氨气进气浓度<100mg/m3的条件下，去除率基本在91%-97%之间，比中温条件下的去除率低。③反应器对于较小的冲击负荷，系统能在负荷减小后的3小时内恢复去除效率，具有较强的抗冲击负荷能力，但如果冲击负荷过大，会对微生物产生毒害作用使系统很难恢复。反应器在停止运行一个月后，在72h后内恢复去除能力。④通过对填料中各形态氮的变化分析，发现氨的去除机理同时有填料吸附/吸收和微生物降解作用。⑤对生物过滤法去除NH3和H2S的混合气体进行初步研究，NH3的进气浓度为50mg/m3，H2S的进气浓度在33.2-47.3mg/m3波动变化，得到的NH3去除率在99%以上，H2S去除率在92%-94%之间。⑥用Michaelis-Menten模型对氨的去除进行宏观动力学分析，得到动力学参数分别为Ks=26.0mg m-3，Vm=303.0gNH3m-3d-1。⑦分别在环境温度为22-35℃（夏季）和8-13℃（冬季）条件下进行生活垃圾好氧堆肥试验，NH3浓度变化与堆肥温度呈现明显的相关性，夏季NH3最高浓度为193.2mg m-3，H2S最高为13.2mg m-3，冬季NH3释放的最高浓度低于夏季，NH3最高浓度为102.1mg m-3，H2S最高为4.7mg m-3。生物过滤反应器对垃圾堆肥释放的恶臭气体中NH3的去除率大于97%，H2S的去除率为100%，可以达到良好的处理效果。
梁永坤[7]2000年在《生物过滤法处理含氨废气研究》文中提出本论文研究了生物过滤法处理含氨废气的技术。实验中考察了填料组成、气体的停留时间、进气方式、进气中氨浓度等因素对氨去除效果的影响。经对比最终选择了堆肥和活性炭作为生物过滤反应器的填料。当进气中氨的浓度分别为15.2-227.7mg/m~3（20-300ppm）时，生物过滤反应器对氨的去除率均在95％以上，出气中氨浓度可以达到国标中恶臭污染物排放标准的一级厂界排放标准（1.0mg/m~3）；这时的进气负荷为0.0210-0.2355g-NH_3/kg填料/day，对氨的脱除负荷约为0.0204-0.2344g-NH_3/kg填料/day。随着进气中氨的浓度进一步增加，反应器对氨的去除率下降，反应器的运行变坏。75.9-151.8mg/m~3（100-200ppm）是生物过滤反应器所能适应的较佳进气浓度，这时的进气负荷为0.0785-0.1570g-NH_3/kg填料/day，对氨的脱除脱荷为0.0779-0.1562g-NH_3/kg填料/day。实验结果表明上流进气是较佳的进气方式，反应器的适宜停留时间是0.532min。 对填料中各形态氮浓度的分析证明氨在反应器中的转化以硝化反应为主。生物过滤反应器对氨的去除存在分层现象，不同部分的填料在对氨的去除中所作的贡献不同。
刘卓[8]2010年在《生物过滤法处理城市生活垃圾好氧堆肥产生含氨臭气的性能研究》文中提出目前,随着我国经济的持续高速增长和城镇化建设的不断加快,垃圾污染已经成为阻碍城市发展和影响我国可持续发展战略的一个不可忽视的问题。在处理城市生活垃圾方面,好氧堆肥技术是实现城市垃圾减量化、资源化、无害化的一条重要途径。但是随之而来的堆肥产生的臭气给人们带来的影响正受到广泛重视。用生物过滤法来处理恶臭气体,由于有着其它传统处理方法所无法比拟的优越性而受到世界各国的广泛关注。本研究采用生物过滤工艺处理低浓度含氨废气,对生物过滤反应器除氨效果进行了长期的考察,考察了在不同工况下,反应器对氨气去除情况,同时考察了氨在反应器中的转化情况。并且进行了使用生物过滤器净化城市生活垃圾好氧堆肥产生臭气的研究。最后,通过结合前人研究成果,对生物过滤反应器去除氨气的机理作了初步探讨。由实验可得出以下结论：(1)此生物过滤反应器能有效地去除氨气,反应器启动较快,仅需10天对NH3的去除率基本稳定在95%以上,出口氨浓度可以达到国家一级排放标准,并且系统具有稳定运行的能力去除率可达95%以上(进气浓度为100-500mg／m3)；在进气负荷在6-72g·m-3·h-1范围内变化时,氨气去除负荷为5.76-58.14g·m-3·h-1,且反应器对氨气的最大去除能力在此入口负荷范围内并未得到。由此可见,当进气负荷更加高时,反应器对氨气还具有更高潜在的去除能力。(2)堆肥填料的pH值变化范围在5.8-8.5之间变化。没有酸化现象发生,这有利于生物过滤反应器的长期稳定运行。随着反应的进行,NH4+-N含量明显减少,而NO2--N、NO3--N的含量明显增加。此结果表明硝化反应发生并且占主导作用,大量的NH4+-N被微生物转化为NO2--N和NO3--N。(3)在高温好氧堆肥过程中,氨的产生是随堆肥进程而发生变化的,一般呈不规则抛物线型变化,在堆肥高温期达到最大值。NH3和NH4+-N浓度变化过程基本一致,并彼此相互影响。同时,NH4+-N浓度的变化还影响TN浓度的变化,但在堆肥高温阶段,没有硝化细菌的硝化作用时,二者浓度几乎一致。氨气的浓度变化也对pH值的变化起决定作用。城市生活垃圾好氧堆肥处理过程中,产生的氨气浓度在100-500mg／m3之间变化。生物过滤反应器对其去除率达到98%以上。说明采用生物过滤反应器去除堆肥产生氨气的方法是可行的。(4)根据生物净化气体物质的原理和双膜理论,我们得出生物过滤反应器除氨气的过程是物理、化学、生物反应共同作用的结果。净化过程可分为扩散传质过程和生物降解过程,一般认为,NH3的生化降解过程一般经历如下过程：NH3(g)→NH4(OH)→NO2-→NO3-。
杨自伟, 李顺义, 王岩[9]2007年在《生物膨胀床技术处理含氨臭气研究》文中研究说明针对传统生物除臭方法的一些不足,本试验提出采用生物膨胀床技术处理含氨臭气。文中系统研究了不同填料、进气浓度、停留时间等因素对处理效果的影响。结果表明:采用兰石和活性炭的混合物做填料时膨胀床对氨的去除率较高;当进气浓度低于100 mg/m3时,反应器对氨气的去除率在98%以上;适宜停留时间是28.6 s。对反应器溶液中各形态氮浓度的分析可知氨在反应器中的转化以硝化反应为主,主要被氧化为硝酸根。
参考文献：
[1]. 生物技术净化含氨废气研究[D]. 杨自伟. 郑州大学. 2007
[2]. 生物过滤法净化及回收含氨废气研究[D]. 杨松波. 郑州大学. 2010
[3]. 生物过滤法处理含氨废气研究[J]. 梁永坤, 全燮, 陈景文, 陈硕, 薛大明. 环境科学学报. 2000
[4]. 间歇式生物净化H_2S的性能研究[D]. 朱琳. 辽宁大学. 2012
[5]. 玉米芯填料生物过滤法净化含氨废气研究[J]. 李顺义, 杨松波, 李红丽, 张华新, 王岩. 高校化学工程学报. 2011
[6]. 生物过滤法处理恶臭气体的试验研究[D]. 王建爱. 重庆大学. 2014
[7]. 生物过滤法处理含氨废气研究[D]. 梁永坤. 大连理工大学. 2000
[8]. 生物过滤法处理城市生活垃圾好氧堆肥产生含氨臭气的性能研究[D]. 刘卓. 大连理工大学. 2010
[9]. 生物膨胀床技术处理含氨臭气研究[J]. 杨自伟, 李顺义, 王岩. 四川环境. 2007
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