一种利用皂角苷提高生物滴滤器净化乙苯废气的方法技术

本发明专利技术属于生物过滤技术净化有机废气的领域，公开了一种利用皂角苷提高生物滴滤器净化乙苯废气的方法。本方法采用活性污泥对生物滴滤器进行接种，在低浓度的乙苯废气条件下驯化微生物，驯化完成后，在供给实验组的营养液中引入皂角苷，实验结果可得皂角苷可促进乙苯废气在生物滴滤器内的降解速率。当引入的皂角苷浓度在15～75mg/L范围内时，对各浓度范围的乙苯废气(250～2000mg/m

A method of using saponin enhanced biotrickling filter purification of ethylbenzene waste gas

The invention belongs to the field of biological filtration of organic waste gas purification technology, and discloses a method for using saponin enhanced purification of ethylbenzene waste gas in biotrickling filter. The method of using activated sludge inoculation of biotrickling filter, microorganism in condition of low concentrations of ethylbenzene waste gas, after the introduction of domestication, saponin in the nutrient solution in the experimental group, the experimental results obtained in saponin can promote the degradation rate in biotrickling filter in ethylbenzene waste gas. When introducing the saponin concentration in the range of 15 ~ 75mg/L, the ethylbenzene waste gas concentration range (250 ~ 2000mg/m

【技术实现步骤摘要】
一种利用皂角苷提高生物滴滤器净化乙苯废气的方法
本专利技术属于生物过滤技术净化有机废气领域，涉及生物滴滤器对疏水的有机废气的强化处理的方法，具体是利用生物表面活性剂皂角苷提高生物滴滤器对废气中乙苯的去除效果。
技术介绍
挥发性有机污染物(volatileorganiccompounds，VOCs)是各种工业生产过程中必不可少的一类化工原料，例如：制药业，化工生产，石油加工等离不开VOCs。然而，由于该类物质具有一定的挥发性，大部分以气体的形式排出，对环境和生态系统都产生了不利的影响，对人类的身体健康造成一定的威胁。VOCs的危害已引起公众的广泛关注，各国也争相制定一系列的法律、法规、指令来控制VOCs排放。乙苯是一种难降解的具有一定疏水性的VOCs，具有高脂溶性，低毒，易挥发等特点，易被人和动物吸入体内导致中毒。因此亟需采取一种有效的技术控制其排放。目前，生物法是被公认的一种较为经济、环境友好、性能稳定且可有效降解VOCs的方法。生物过滤器是一种常用的生物法降解VOCs的装置，然而对疏水性VOCs如乙苯、正己烷的降解都具有一定的局限性。近年来，国内外的很多研究者都致力于提高疏水性有机废气的可生物降解性，主要有添加表面活性剂、使用两相生物反应器、接种真菌作为功能菌、预处理-生物过滤联合降解等。其中，利用表面活性剂强化有机废气的降解，主要是利用表面活性剂既有亲水端又有疏水端，对高脂溶性的有机组分具有一定的亲和性，可对水溶性较低的目标污染物具有一定的增溶作用，达到提高疏水性有机废气的可生物降解性。表面活性剂分为化学表面活性剂和生物表面活性剂，化学表面活性剂已被成功地应用于强化生物过滤器降解疏水性有机废气，然而，生物表面活性剂目前仅限于应用于土壤修复的过程中。生物表面活性剂对高脂溶性的有机组分具有一定的亲和性，对水溶性较低的目标污染物具有一定的增溶作用。此外，与化学表面活性剂相比，生物表面活性剂对微生物的毒性更小，与环境具有很好的相容性。皂角苷是一种从豆科植物里提取出来的表面活性剂，价格低廉，对微生物的毒性较小，对疏水性有机废气的增溶作用乐观，在土壤修复中应用较为广泛，在生物法降解废气
应用较少，特别是对乙苯废气的强化降解目前并无先例。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术的不足提供一种提高生物滴滤器去除疏水性乙苯废气的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的强化生物滴滤器净化疏水性乙苯废气的技术，所述步骤如下：对污水处理厂取回的活性污泥进行预处理之后，将备用的填料聚氨酯海绵浸泡于污泥中，曝气24-48h，使微生物附着在填料上生长，即完成填料的挂膜；此后，将附有微生物的填料置于生物滴滤器中，组装反应器，检查装置气密性之后，配置营养液对填料进行均匀喷淋，并通入较低浓度的乙苯废气，使填料上的微生物此条件下进行驯化，去除率达到较好的去除效果并稳定，即完成微生物的驯化；继续增大乙苯废气浓度到设定浓度，待生物滴滤器在此浓度乙苯废气环境下运行稳定后，配置具有一定浓度范围的表面活性剂，添加至无机营养液中，随营养液一起通过喷淋装置均匀分布在床层填料上。在此废气净化过程中，微生物以乙苯废气作为唯一碳源，通过微生物的代谢作用将其转化为无毒无害的小分子，从而完成对疏水性乙苯废气的去除。上述方法中所应用的表面活性剂的是生物表面活性剂皂角苷，其浓度控制在15～75mg/L。乙苯废气的浓度范围为250～2000mg/m3。营养液的喷淋量为4～15L/d，喷淋周期为每隔2～3min，喷淋1～7s。乙苯废气在生物滴滤器内的停留时间为8～64s。本专利技术的优点在于：本专利技术有很强的抗负荷冲击性，在与对比组的所有操作条件和生物滴滤器的规格都一样的条件下，本专利技术通过在营养液中添加生物表面活性剂，并可明显强化生物滴滤器降解性能，提高疏水性乙苯废气的去除性能，且，生物表面活性剂对降解微生物的毒性较小，环境相容性较好。本专利技术操作极其简单，运行成本低，且运行稳定。具体实施方式：以下将具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例：本专利技术所用的装置为规格完全相同的有机玻璃柱，具体如下：内径为0.1m高为0.78m的空心圆柱体；共有为4层填料，每层之间间隔高度0.5m，且由网格状的筛板隔开且支撑填料；所选用的填料是带空隙的圆柱状聚氨酯海绵填料，填料直径为0.1m，高为0.1m，其孔径为10PPI，孔隙率为95.3％，密度为28kg/m3。乙苯蒸气与带有一定湿度的空气混合由反应器的上部进入，由上至下渗入整个床层。营养液从柱子顶端由喷淋装置至喷洒的整个上层填料表面。该专利技术所接种微生物的新鲜活性污泥取自于湖南长沙市岳麓污水处理厂的好氧池。污泥取回后，经过两次过筛，滤去较大颗粒的固体杂质，然后将备用的填料浸泡在污泥中，曝气24-30h，期间每隔8h左右上下翻动填料，待微生物已附着在填料上，即，完成填料的挂膜；然后取之置于两个规格相同的装置内，连接装置，并检查装置的气密性，同时，将乙苯废气的进口浓度调至250mg/m3，其在生物滴滤器内停留时间为50s，营养液的喷淋量为4.9L/d，喷淋时间为每2min喷3s，在此条件下运行5天后，将乙苯废气在生物滴滤内的停留时间缩短至35s。经过21天左右乙苯废气的去除率可高达97％，去除率稳定在此左右5天，且反应器内压降稳定，填料上方有黄白色的微生物生成，则标志着生物滴滤器启动成功，微生物驯化结束。调节乙苯废气的浓度至500～800mg/m3，调节营养液的喷淋装置使得喷淋量为8L/d，每每2min喷淋6s。以一个装置作为对比组，另外一个作为实验组。待生物滴滤器在此浓度乙苯废气环境下运行稳定后，其在实验组内的营养液中添加一定量的皂角苷，使得其浓度为40mg/L，两天后去除率达到稳定，装置运行10天，其数值均在94％左右，平均去除容量达到84.98g/(m3·h)；对比柱的乙苯废气的平均去除效率仅有70％左右，平均去除容量65.38g/(m3·h)。通过上述实施例可以看出，生物表面活性剂皂角苷的添加提高了生物滴滤器对疏水性乙苯气体的去除性能，去除率增加量高达将近24％，且能长时间稳定运行。以上是本专利技术专利优选的实施例，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，在本专利技术的实质范围内进行的任何改进、替换工艺方案均在本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术提供的一种利用皂角苷提高生物滴滤器净化乙苯废气的方法，具体包括如下步骤：步骤a：生物滴滤器接种活性污泥后，通入低浓度的乙苯废气，调控乙苯废气在生物滴滤器内的停留时间，设置喷淋装置的参数，使营养液喷淋至填料表面，开始驯化微生物，生物滴滤器运行数日后，缩短乙苯废气在生物滴滤器内的停留时间，继续驯化微生物。步骤b：微生物驯化完成后，继续增大乙苯废气的浓度，控制乙苯废气在生物滴滤器内的停留时间，待生物滴滤器运行稳定后，在营养液中加入一定浓度的皂角苷，设置喷淋装置的参数，含皂角苷的营养液均匀喷淋在床层填料上，生物滴滤器在上述条件下持续运行，完成对乙苯废气的净化。

【技术特征摘要】
1.本发明提供的一种利用皂角苷提高生物滴滤器净化乙苯废气的方法，具体包括如下步骤：步骤a：生物滴滤器接种活性污泥后，通入低浓度的乙苯废气，调控乙苯废气在生物滴滤器内的停留时间，设置喷淋装置的参数，使营养液喷淋至填料表面，开始驯化微生物，生物滴滤器运行数日后，缩短乙苯废气在生物滴滤器内的停留时间，继续驯化微生物。步骤b：微生物驯化完成后，继续增大乙苯废气的浓度，控制乙苯废气在生物滴滤器内的停留时间，待生物滴滤器运行稳定后，在营养液中加入一定浓度的皂角苷，设置喷淋装置的参数，含皂角苷的营养液均匀喷淋在床层填料上，生物滴滤器在上述条件下持续运行，完成对乙苯废气的净化。2.根据权利要求1所述的一种利用皂角苷提高生物滴滤器净化乙苯废气的方法，其特征在于：步骤a所述的喷淋装置的参数，包括营养液喷淋量和喷淋周期，其中喷淋量为4～9L/d，喷淋周期为每2min喷淋1～3s。3.根据权利要求1所述的一种利用皂角苷提高生物滴滤器净化乙苯废气的方法，其特征在于：步骤a中，低浓度的乙苯废气的范...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春平，钱慧，吴少华，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43