生物滴滤塔处理包装印刷和喷漆废气

摘要

本课题采用生物滴滤塔处理包装印刷和喷漆废气，以甲苯、乙酸乙酯模拟包装印刷废气，以硝基稀释剂、丙烯酸稀释剂模拟喷漆废气。在平板培养基上筛选出分别能够降解甲苯和乙酸乙酯混合物、硝基稀释剂、丙烯酸稀释剂这三种模拟废气的优势菌种，并采用脂肪酸鉴定和16SrDNA鉴定两种方法对优势菌种进行鉴定；将筛选出的优势菌在生物滴滤塔上进行挂膜，处理对应的模拟废气，进行性能优化，研究进口废气浓度、停留时间、菌液喷淋量对处理效率的影响以及动力学模型；对运行稳定后的塔内菌再次进行鉴定，与前期在培养基上筛选出的优势菌进行对比；用气相色谱仪对污染物成分以及降解的中间产物成分进行测定，从而分析污染物的微生物降解机理。 结果表明：在培养基上筛选的甲苯和乙酸乙酯混合物的优势降解菌为脑膜败血伊丽莎白菌、蜡状芽孢杆菌和寡养单胞菌；硝基稀释剂的降解优势菌为球形赖氨酸芽孢杆菌、蜡状芽胞杆菌、人苍白杆菌；丙烯酸稀释剂的优势降解菌为短急芽孢杆菌、寡养单胞菌、巨大芽孢杆菌、争论产碱菌和黄色杆菌属，但是采用脂肪酸鉴定和16SrDNA两种鉴定方法的鉴定系统不同，所以结果有差异，也可能是由于菌种在存放的过程中发生变异； 包装印刷废气最佳处理条件：进气浓度800 mg/m3，喷淋量在800 L/h左右，停留时间75 s，去除率达80%；硝基稀释剂最佳处理条件：进气浓度30 mg/m3，喷淋量在800 L/h左右，停留时间为75 s，去除率达70%；丙烯酸稀释剂最佳处理条件：进气浓度500 mg/m3，喷淋量在800 L/h左右，停留时间为75 s时，去除率75%左右； 忽略液膜的存在，用“吸附-生物膜”模型进行生物滴滤塔处理甲苯的动力学模拟，发现在进气浓度小于500 mg/m3时，符合该模型，曲线拟合相关系数达到了0.99以上，但进气浓度大于500 mg/m3时相关系数偏低，考虑到喷淋量对处理过程有影响，不能忽略液膜的存在，经验证，进气浓度大于500 mg/m3时较符合“吸收-生物膜”模型； 采用两种方法对塔内菌进行鉴定得出了一致的结果，甲苯和乙酸乙酯混合物的优势降解菌为嗜麦芽寡养单胞菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌；硝基稀释剂的降解优势菌为蜡状芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、芽孢杆菌GC组22；丙烯酸稀释剂的优势降解菌为蜡状芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、贝莱斯芽孢杆菌，但是这与前期在实验室的培养基上筛选出的优势菌的鉴定结果有所差异，怀疑在不同的时期、不同的生长环境下，某些菌种在生存竞争中处于劣势而被淘汰，或者是菌种发生了变异； 三种模拟废气的主要的成分是甲苯、乙苯、二甲苯，降解中间产物都检测出了几种相同的酮、醇及过氧化物，分析微生物对甲苯、乙苯、二甲苯的降解都是首先通过甲苯单加氧酶或甲苯双加氧酶的作用生成邻苯二酚，然后通过邻苯二酚双加氧酶的作用在不同的位点开环裂解，再经氧化或还原等反应生成醇、酮，或进一步氧化成过氧化物。

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