生物滴濾塔凈化H2S氣體的菌種篩選、填料改性及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、利用微生物的生命活動(dòng)凈化氣體有害成份的技術(shù)研究已經(jīng)受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。生物滴濾塔是一個(gè)包括氣相、液相、固相,涉及填料、微生物、營養(yǎng)液、目標(biāo)污染物等多種因素影響的復(fù)雜生物處理系統(tǒng),已被用于一些自然上的廢氣處理。其微生物處理能力的提高、單位體積填料有效面積的增加、以及合理的操作參數(shù)確定,有利于促進(jìn)生物反應(yīng)器凈化效率提高并降低運(yùn)行成本。
　　本文針對(duì)工業(yè)過程H2S氣體污染的問題,研究生物滴濾塔凈化H2S氣體的優(yōu)勢(shì)菌群及其代謝特征,填料

2、載體的性能及改性,以獲得的適用于 H2S凈化的混合菌種、改性陶粒為載體的生物滴濾塔工藝過程特性研究,提出工藝參數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析,為生物滴濾塔處理H2S氣體提供相關(guān)理論與技術(shù)基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容包括：⑴分別從硫酸廠硫鐵礦粉堆場(chǎng)土壤、硫酸廠脫硫裝置排放廢水、焦化廠廢水污泥、生活污水處理廠曝氣池污泥和西安淀粉廠污水處理曝氣池污泥中分離,篩選鑒定出六株脫硫菌株,通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究優(yōu)選出兩株菌群作為生物滴濾塔掛膜菌種,該兩組菌種為:有機(jī)化能異

3、養(yǎng)菌黃單胞桿菌Xanthomonas sp2(X2),有機(jī)化能營養(yǎng)芽孢桿菌Bacillaceae sp2(B2)。確定了(B2,X2)混合菌種培養(yǎng)液及培養(yǎng)條件,其中pH值對(duì)菌種生長量影響最大,最適生長pH值為6.0～7.0。⑵以1.5mol/L FeCl3溶液為改性劑,焙燒溫度400℃,焙燒時(shí)間3h制備改性陶粒。陶粒改性后,表面粗糙度增大,空隙率增大6.2％、PI增大4倍以上，掛膜時(shí)間縮短了1/3,生物量增加了16%;以改性后陶粒為填料

4、的生物滴濾塔比改性前有較高的H2S去除能力,尤其是在進(jìn)氣濃度1200～4500mg/m3范圍內(nèi),去除率為95%以上，比未改性去除率提高9%,持續(xù)使用后表面α-Fe2O3晶體結(jié)構(gòu)更清晰。⑶選擇G循環(huán)噴淋液以葡萄糖作為C源,可以獲得較高的(B2,X2)混合菌群優(yōu)勢(shì)度,對(duì)H2S的去除效果較好。⑷(B2,X2)菌群改性填料生物滴濾塔去除H2S機(jī)理初步分析為:在填料改性后,填料表面PI升高,在工況條件下,表面因質(zhì)子化帶正電荷,與微生物表面負(fù)電荷正

5、負(fù)吸引,增加了單位填料生物膜量,增大生化反應(yīng)比表面積,加快了體系中傳質(zhì)速率,增加系統(tǒng)去除能力及濃度適應(yīng)范圍。(B2,X2)異養(yǎng)菌群,世代較短,比增殖速率較快,通過細(xì)胞增殖與酶合成代謝調(diào)節(jié)方式去除H2S。⑸異養(yǎng)菌(B2,X2)菌群代謝H2S,部分是將其作為供細(xì)胞物質(zhì)合成的硫源,合成硫鍵連接的蛋白質(zhì)參與生命活動(dòng),另一部分通過氧化作用將其轉(zhuǎn)化為S0狀態(tài)的硫單質(zhì),此生物膜代謝產(chǎn)物為黃色顆粒,由噴淋循環(huán)液洗脫,沉淀在循環(huán)噴淋液槽底部。⑹對(duì)(B2,