膜生物反應器處理甲苯性能及機制
摘要：采用膜生物反應器處理甲苯有機廢氣,研究了進氣濃度、停留時間、循環(huán)液噴淋密度和pH值對甲苯去除率的影響。膜生物反應器能高效凈化揮發(fā)性有機廢氣,甲苯去除率可達99%.適宜運行條件為:pH值為7.2、停留時間為6.4s、循環(huán)液噴淋密度為2.5m3·(m2·h)-1.采用GC-MS分析出口氣樣,研究結果表明乙醛酸(C2H2O3)和乙烯基甲酸(C3H4O2)為甲苯生物降解的中間產物。膜生物反應器處理甲苯機制為甲苯氣體通過中空纖維膜傳質到生物膜,被生物降解為乙醛酸和乙烯基甲酸,然后繼續(xù)好氧降解為最終產物二氧化碳和水。
關鍵詞：膜生物反應器，揮發(fā)性有機物(VOCs)，甲苯
揮發(fā)性有機物（voltileorganiccompounds,VOCs）是一類常見大氣污染物,大多具有毒性,部分已被列入致癌物;當VOCs含量達到一定濃度時,人會感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀，嚴重的還會出現昏迷，甚至會傷害人的肝臟、腎臟和神經系統(tǒng)，對環(huán)境、動植物的生長及人類健康造成巨大的危害。
目前揮發(fā)性有機物處理方法有吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法、氣提法、蒸餾法、等離子體法、直接燃燒法、催化法和生物法等。與物理化學方法相比，生物法具有運行費用低、無二次污染等優(yōu)點。采用生物填料塔處理低濃度甲苯有機廢氣的工業(yè)應用，生物凈化效率可保持在90%左右。采用惡臭假單胞菌為菌源接種的生物滴濾塔處理含甲苯廢氣，最大體積去除負荷可達105.35g.(m3.h)-1。國外采用生物過濾、堆肥基床、廢物為填料的生物過濾處理甲苯氣體。
傳統(tǒng)生物法處理廢氣主要通過氣液傳質、生物膜吸附和生化降解。揮發(fā)性有機氣體大多難溶于水，氣液傳質速率慢，因此傳統(tǒng)生物凈化設備如生物洗滌塔、生物濾池、生物滴濾池等處理有機廢氣具有一定的局限性。膜生物反應器（membranebiofilmreactor，MBfR）作為一種新型廢氣生物處理方法，將膜分離技術與生化反應器相結合，充分利用氣體膜傳質和微生物處理廢氣中有機污染物，通過膜材料提高傳質效果，并提供較大的比表面積作為生物降解的傳質界面，增強了降解效果，它作為最具發(fā)展?jié)摿Φ墓I(yè)廢氣處理方法之一，愈來愈受到人們的重視。中空纖維膜生物反應器處理二甲苯，凈化效率可達92%，采用復合型平板膜生物反應器凈化甲苯廢氣，獲得了最大生化降解量609g.(m3.h)-1。本研究采用中空纖維膜生物反應器處理甲苯有機廢氣，考察影響因素并研究降解過程機制，以期為揮發(fā)性有機廢氣的膜生物處理反應器產業(yè)化應用奠定基礎。
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