实验方案生物滴滤器去除甲苯

实验方案生物滴滤器去除甲苯（2008-3-12—2008-9-30）生物滴滤器具有简易高效、占地面积小、成本低等优点，非常适用于去除易生物降解物质的废气。一、原理（略）以附着在填料上的微生物降解气流中的污染物（甲苯），生成二氧化碳、水及合成细胞物质实验流程图如下：SSSSH2OCH3C6H5二、仪器1、生物滴滤系统二套生物滴滤器、水浴器、挥发瓶、混合瓶、增湿瓶、空气压缩机、营养液及供给泵、营养供给自控装置、喷头、恒温装置2、聚氨酯海绵（1）25PPI，Ф10cm×H10cm，V=0.785L(7.85×10-4m3)取三块称重，分别为17.2795g17.3340g16.5079g，平均17.0405g/块，密度21.7076kg/m3，三个整块/生物滴滤器（2）1.5×1.5×1.5cm，立方体状在生物滴滤器中也分三层放置3、气相色谱仪HP-6890NAgilentFID，毛细管柱HP-5，30m×530μmID×2.65μm4、气体取样器稀释瓶烧杯烧瓶气体取样器1mL，稀释瓶150-600mL规格，烧杯烧瓶若干5、电子天平配制营养液，精度要求6、烘箱三、试剂1、菌种——长沙市第二污水处理厂二沉池的活性污泥开始实验前两天，到长沙市第二污水处理厂二沉池取新鲜活性污泥使用，取回后，置于桶内，并将填料浸泡其中2、营养物质配制营养液时一般以10L水中所需各药品重量制备ComponentConcentration(mg/L)ComponentConcentration(mg/L)K2HPO428.16CaCl22.69KH2PO49.25CuCl2·4H2O0.062MgSO44.40MnCl2·4H2O0.144NH4Cl4.90CoCl2·6H2O0.866NaHCO324.00Folicacid0.00089FeCl30.0926Riboflavin0.00234-aminobenzoicacid0.0023Nicotinicacid0.0023PyriodoxineHCl0.0046ThiaminHCl0.0023ComponentConcentration(mg/L)ComponentConcentration(mg/L)K2HPO428.16CaCl22.69KH2PO49.25CuCl2·4H2O0.062MgSO44.40MnCl2·4H2O0.144NaNO3400CoCl2·6H2O0.866NaHCO324.00叶酸(987)0.00089FeCl30.0926维生素B2(34)0.00234-氨基苯甲酸0.0023烟酸(349)0.0023吡哆醇HCl0.0046硫胺素HCl0.0023维生素（H3）0.00089维生素（B12）0.000046D-泛酸0.0023基于1.58kgCOD/m3d的负荷配制的营养液NO3-N:66mg/L即NaNO3：400mg/L3、甲苯（分析纯98.5%，色谱级99.8%）其中分析纯作实验用，色谱级作每日标定校准用（仅需一瓶）4、测试药品四、方法和步骤1、生物滴滤器的挂膜启动(1)接种：取污水处理厂活性污泥半桶，将聚氨酯海绵完全浸泡其中，每隔8小时将聚氨酯海绵和污泥搅动，48小时后取出，放置在滴滤器中相应位置。（2）驯化：经浸泡的聚氨酯海绵移至滴滤器后，即通入浓度约为400-500mg/L的甲苯气体，直接进行驯化，在开始的前两天，用500mL的烧杯每天直接往每个滴滤器中加入500mL的活性污泥，以补充菌种（3）挂膜：挂膜成功与否可基于以下条件来判断定性：可观察到黄褐色的泥状物质（生物膜）附着在填料上，比较明显定量：甲苯的去除效率慢慢增长，最后稳定在95%以上（约10天左右）滴滤器的压降比较稳定，不再有大的增长（辅助判断）2、系统启动控制参数挂膜及动行开始阶段，各控制参数如下：空气流量：280L/h，相应的空床停留时间（EBCT）为30s甲苯浓度：控制在400-500mg/L，具体操作应根据钢瓶流量调节定时器控制：5-10s/6min水浴控制：25°C，冬天供给过滤器套管相同温度热水；夏天供给相同温度冷水，以自来水代替运行过程中各参数，根据实验需要调整3、填料聚氨酯海绵分整块圆柱状和小立方体状，在本实验中均被采用（1）整块圆柱状已有固定规格，直接采用（2）小立方体状需按要求准备，分三层放置于滴滤器内，每一层放置的数量以重量来控制，要求每层重量一致，且与整块填料要有可比性。具体重量20.8311g。该种填料的一些参数测定：密度、孔隙率4、甲苯标准曲线的制作以色谱级甲苯作为测定对象标准曲线的测定范围一般在20ug/L以内，超过此范围，峰面积与浓度基本不成线性关系待测的目标浓度可定为1，2，4，8，12，16，20ug/L具体步骤：先根据浓度、密度、含量准确计算出所需的甲苯液体体积（不能过小），注入到稀释瓶中，得到一个初始浓度然后根据目标浓度确定下一步的稀释需要指出的是，以上各步所取的体积最好全是整数，这样更准确，然后根据体积算出实际浓度，也许不是整数，但只要在目标浓度附近就可以了5、气相甲苯浓度的测定（1）采样采样点：进口，出口及每填料层之间的取样孔一般所采的样品均需作稀释，稀释原则：所测的样品的峰面积必须落在标准曲线范围内。具体稀释倍数应实际确定，必要时多试几次采样体积：一般为5-10mL，再作稀释，但必须是整数（2）测定每个样品进样体积为1mL样品数：原则上3-4个，但不能少于2个（3）气相色谱工作条件氮气：9mL/min空气：300mL/min进样器温度：200°C检测器温度：150°C炉温：120°C采取分流模式6、反冲洗和清洗液中SS/VSS的测定（1）反冲洗反冲洗的时间判定：压降明显增大或去除效率明显下降的时候，此时后续实验就不能再做，必须先冲洗，然后接着做因本实验与家强、雷敏的重金属吸附实验结合做，在反冲洗前，应协调改做吸附实验，待此实验结束后，将填料洗净，重新取活性污泥，挂膜，达到相同的启动状态后继续本实验的下一步（2）SS/VSS做完吸附实验后，测该项目没意义但如有可能可按如下方法测定：先将填料中的微生物洗出来，记下总体积Vtotal，然后充分搅拌，混合均匀，取一移液管，要求下端开口比较大的，取Vmearure为5-20mL抽滤，然后干燥称重，做3-4个平行样，取平均值Mvss。对于立方体填料，可以这样取样，对于每一层填料，可以取最上层和最下层的一块，然后洗涤，重复以上步骤。五、测定项目及相关计算测定项目：进出口甲苯浓度inC、outC；压降；生物量；1、甲苯的去除效率%100inoutinCCC2、负荷及去除容量单位要求：gtoluene/m3/horgtoluene/m3/s310mediainVQCOL3、反应器内的压力损失实测，单位：mmH2O4、生物膜量mediameasuretotalvssVVVMmmgVSS)/(3六、注意事项1、每天需用色谱级甲苯标定标准曲线，所取的液态甲苯注入到稀释瓶后应在40°C水浴箱中加热3分钟，助其稳定挥发2、GC工作站的工作条件每天在开始测样前需仔细检查，如有变动，改到原来值3、注意观察各气瓶压力，发现压力指示到更换位置，提前联系换气事宜，适时更换4、如样品测定的峰面积突然增大很多，应重新取样再测5、样品测定的峰面积应落在标准曲线范围内，如测得结果不是，应重新取样稀释，重测6、在测样时，对于进样时间的要求，在界面显示Ready时，应以最快的速度进样，进样时间越短越好7、取样顺序，从出口依次取到进口，不能反方向8、注意观察营养液喷头运行状态，发现被堵，及时清洗9、注意观察各流量计状态，发现不在控制目标值，及时调整10、每天测完样将稀释瓶、取样针筒用清水冲洗，并且稀释瓶置于烘箱中在100°C烘烤10分钟11、数据记录要规范，若运行条件改变或反冲洗应详细记录下来备查12、做完实验应整理实验台，保持卫生七、可能存在的问题对于实验中出现在异常问题应作好详细记录，包括现象，出现的条件等