有机废气的生物膜净化过程.doc
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1、有机废气的生物膜净化过程摘 要:低浓度有机废气的生物膜净化过程主要通过把废气从气相转移到液相或固相表面的液膜中,然后利用微生物降解液相或固相表面液膜中的污染物。自养菌和异养菌组成的复合菌在填料塔上的挂膜过程经历吸附、菌体增殖、生物膜初步形成、生物膜成熟四个阶段,最终开始发挥作用。关键词:有机废气 双膜理论 生物膜 挂膜过程1 净化过程机理低浓度有机废气的生物净化法是一项近年来发展起来的废气污染治理新方法,与其相关的理论和应用技术目前仍处在不断改进和完善的过程中。有机废气的生物净化过程实质上是利用微生物的生命活动将废气中有害物质转变成为简单的无机物及细胞质等的过程。对于生物法净化处理工业废气的机
2、理研究,虽然各国学者已经做了许多工作,但到目前为止还没有统一的理论。一般认为生物法净化有机废气的实质是把废气从气相转移到液相或固相表面的液膜中,然后利用微生物降解液相或固相表面液膜中的污染物。其净化步骤可用荷兰学者Ottengraf依据传统的气体吸收双膜理论提出的生物膜理论来解释,按照该吸收生物膜理论,生物法净化处理有机废气中的污染物一般要经过以下几个步骤:(1)废气中的有机污染物首先同水接触并溶解于水中(即由气膜扩散到液膜)。(2)溶解(或混合)于液膜中的有机污染物成份在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜,进而被其中的微生物捕获并吸收。(3)进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中被作为
3、能源和营养物质被分解,经生物化学反应最终转化为无害的化合物(如CO2、H2O、N2、S和SO42-等)。(4)生化反应产物CO2、N2从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体,而S和SO42-随营养液排出。2 填料上微生物的挂膜自然界中能够降解硫系恶臭气体的物质并便于工程应用的微生物主要有化能自养菌与化能异养菌。自养菌世代周期长,生长缓慢,在工程应用上,自养菌不易获得大量生物体,难以操控,但自养硫杆菌属对硫系恶臭物质有较高的降解效率。异养菌生长迅速、易于培养与挂膜,对其的操控也要相对容易得多,但其降解的比率(g-S/(细胞h-1)却远低于硫杆菌属。因此采用自养菌和异养菌组成的复合菌对填料塔进行挂膜
4、,这样既能提高对硫系恶臭的降解效果,又有利于菌群间的生态互补。将复合菌混合接种至盛有新鲜的循环营养液的容器中,在30 条件下培养24 h,菌液明显混浊,把菌液加入填料塔中浸泡并通入混有臭气的空气进行曝气2436 h,再将填料塔排空,开启营养液的循环系统,使含有复合菌的循环液在填料塔循环挂膜。循环液每24 h要用新鲜营养液更换约10%20%。从填料的外部形态观察可将初始挂膜到挂膜成熟大致分为四个阶段。2.1 吸附阶段由于填料表面粗糙,比表面积大,有较高的吸附能力,因此可以吸附培养液中的有机物及菌体,为微生物的生长繁殖提供基点和足够的营养物质。此时接种的菌体要调整代谢机制以适应新的环境,大部分微生
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