低浓度大风量恶臭气体的生物净化及生物膜研究

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垃圾压缩过程产生的多组分臭气严重影响附近居民的正常生活,对多组分恶臭气体的处理已经迫在眉睫;目前对恶臭气体的处理方法有物理法,化学法,生物法,由于生物法能在常温常压下将污染物降解为无毒无害的简单物质,无二次污染,运行费用低,适于处理低浓度气体等优点,成为国内外恶臭防治技术的主流方法。在对垃圾压缩站恶臭进行初步调研的基础上,本研究选取那些引起垃圾站恶臭的主要污染物H2S,NH3,VOCs及臭气浓度作为研究对象,采用内装塑料片、塑料丝、海绵块的中空网状塑料球为填料的生物滴滤池进行了脱臭研究,分析不同运行条件下生物滴滤池处理垃圾恶臭气体的运行性能和滴滤池中生物膜量及活性的变化,研究补充营养液与净化效果、生物量和生物活性的关系,为指导生物滴滤池的工业化设计和运行提供必要的参考。主要完成了以下工作:1.考察了现场反应器的各单元对恶臭气体(H2S,NH3)的去除贡献。监测数据显示:使用未添加营养液的一次水进行喷淋时,喷淋塔的主要作用是除尘,水洗除臭气的作用比较小,其中喷淋塔对氨气的平均去除率为25%,对硫化氢没有去除作用;对生物滴滤池中填料的生物膜量及活性的检测结果说明,在填料表面形成的生物膜厚度平均达87.5~110μm,生物膜脱氧酶活性1.5~4.3 TF/g.h,生物膜亚硝化速率12~21mg/g.d,硝化速率8~16mg/g.d,反应器对氨气的平均去除率为78%,硫化氢的去除率100%,在臭气净化过程中生物膜发挥了主导作用。2.分析了生物滴滤池在添加营养前后对恶臭气体(H2S,NH3)去除率的变化情况。结果显示:添加营养物前,NH3在进气浓度0.4mg/m3~1.2mg/m3范围时,出气浓度变化0.12mg/m3~0.3 mg/m3,总的平均去除率为78%;添加营养后NH3平均进气浓度在0.8 mg/m3~1.5mg/m3时,反应器稳定后的出气浓度小于0.15mg/m3,去除率基本维持在90%以上;添加营养物对H2S的去除效果不明显,在未添加营养物的运行状况下,H2S进气浓度0.01~0.03mg/m3,出气浓度小于0.005mg/m3,总的平均去除率为100%。添加营养后H2S进气浓度保持不变的情况下,出气浓度和总平均去除率均未发生变化。3.研究了添加营养液前后填料表面的生物量及生物活性的变化,结合恶臭气体中的H2S和NH3净化效果加以分析。结果显示:随着营养液的添加,生物膜脱氢酶活性提高30%~40%,硝化速率平均增长量为35%~40%,生物膜厚度增加10%~20%,细菌数量平均增加10%。对氨气的去除率也不断增加,由原来的78%上升到90%以上。说明营养物的添加对生物膜活性的影响较生物量的增加要大。反应器对臭气去除效果的提高更大程度上来自于营养添加后生物膜活性的提高。分析比较得出最佳填料为填充塑料片的球体填料。4.采用气相色谱—质谱(GC—MS)联用的方法对垃圾压缩站的VOCs气体成份作分析,H2S,NH3,苯系物,硫醚,二甲二硫为垃圾压缩过程产生的主要致臭成份。并用工业化规模的生物滤池作为参照考察了生物滴滤池对臭气浓度及VOCs的去除效果,提出了处理贫营养型的垃圾臭气需要添加控制微生物生长及活性的特殊营养物质以及为进一步增加生物量及活性而采取对填料表面处理等改进方法。
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