大慶石化公司某廠污水預(yù)處理裝置揮發(fā)性有機物生物處理研究

【摘要】： 隨著石化工業(yè)的發(fā)展,其副產(chǎn)物對環(huán)境所造成的污染也日益嚴(yán)重,其中最具代表性的是揮發(fā)性有機物(VOCs)。VOCs中含有很多對人體健康和自然環(huán)境具有危害的化合物,因此對VOCs的凈化處理己經(jīng)引起了人們的普遍關(guān)注。在VOCs的各種處理方法中,生物滴濾法以其低投入、低運行費用、高效率、運行穩(wěn)定、管理方便以及無二次污染等優(yōu)點,備受人們的青睞,在VOCs的處理中具有良好的應(yīng)用前景。 以大慶石化公司某廠污水預(yù)處理裝置產(chǎn)生的VOCs作為處理對象,分別設(shè)計單級和三級生物滴濾塔對其進行凈化處理,并通過對塔內(nèi)填料上的微生物進行計數(shù)、分離和鑒定,分析了滴濾塔內(nèi)的微生物結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明,當(dāng)保持pH在6.3~6.9,溫度在12~25°C時,滴濾塔對VOCs的去除率隨進氣濃度的增加而降低;當(dāng)氣體流速從0m~3/h提高至10m~3/h時,去除率逐漸下降;液體噴淋量的增加,能夠提高滴濾塔的凈化效果,當(dāng)噴淋量為25L/h時,去除率最大。當(dāng)使用ZAT-2型填料作為滴濾塔的填充介質(zhì)時,對苯、甲苯和二甲苯的去除率與塑料復(fù)合絨球相比,略有提高。 采用單級生物滴濾塔進行廢氣處理時,苯、甲苯、二甲苯和非甲烷總烴的去除率分別為98.2%、98.8%、98.8%和96.7%。而當(dāng)采用三級生物滴濾塔后,苯和非甲烷總烴的去除率分別提高到99.4%和97.4%。三級生物滴濾塔對實際廢氣的處理結(jié)果顯示,苯、甲苯、二甲苯和非甲烷總烴的去除率分別為98.2%、98.7%、94.6%及98.7%;出口濃度分別為8.3mg/m~3、4.0mg/m~3、4.3mg/m~3及14.9mg/m~3,均達到國家《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。苯、甲苯和二甲苯的去除負荷分別是98.2 g/(m~3·h)、60.3 g/(m~3·h)和12.0 g/(m~3·h)。對穩(wěn)定運行20d的單級生物滴濾塔的微生物計數(shù)結(jié)果表明,填料上層上、中、下三個部位菌落數(shù)分別為:2.7×10~6 cfu/g、2.9×10~6 cfu/g和3.0×10~6 cfu/g;下層上、中、下三個部位菌種數(shù)分別為3.0×10~6 cfu/g、3.1×10~6 cfu/g和3.2×10~6cfu/g,微生物數(shù)量隨著填料層高度的下降而增加。所篩選出的對VOCs去除能力最強的2株菌,經(jīng)過菌落形態(tài)觀察及生理生化試驗,可知其分別為假單胞菌屬(Pseudomonas)和短桿菌屬(Brevibacterium)。對微生物的16SrRNA基因V3區(qū)的特征片段經(jīng)DGGE分離后,進行序列測定,結(jié)果表明,與Arthrobacter(節(jié)細菌屬)和Xanthomonas(黃單胞菌屬)相似的序列均占總數(shù)的12.0%,是填料上的優(yōu)勢菌群。根據(jù)Shannon指數(shù)的計算結(jié)果可知,滴濾塔填料上的微生物多樣性從上到下逐漸增加。 根據(jù)實際監(jiān)測結(jié)果,該廠污水預(yù)處理裝置所產(chǎn)生廢氣的生物處理系統(tǒng)采用帶有生物預(yù)處理塔的三級生物滴濾塔,處理后的氣體通過高空排放塔排入大氣。進氣的濕度大于95%,溫度在30°C左右,pH=6~7,進氣流速穩(wěn)定在10m~3/h,循環(huán)液噴淋量穩(wěn)定在40L/h,最適循環(huán)液噴淋時間為每間歇180min,噴淋3min。通過對該項目的技術(shù)經(jīng)濟分析,可知該工程建設(shè)項目總投資961.33萬元,項目實施后,平均每年新增總成本費用116.39萬元。 【關(guān)鍵詞】：生物滴濾塔 揮發(fā)性有機物 微生物多樣性 DGGE
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X703.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 課題研究背景11
• 1.1.1 課題背景11
• 1.1.2 課題來源11
• 1.2 揮發(fā)性有機物（VOCs）概述11-16
• 1.2.1 VOCs 的定義與危害11-12
• 1.2.2 VOCs 的處理方法12-15
• 1.2.3 VOCs 處理工藝的性能比較15-16
• 1.3 VOCs 的生物法處理16-24
• 1.3.1 生物法凈化VOCs 的原理16-17
• 1.3.2 生物法的分類17-20
• 1.3.3 生物法的工藝性能及應(yīng)用前景20-21
• 1.3.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢21-24
• 1.4 研究目的和意義24-25
• 1.5 主要研究內(nèi)容25-26
• 第2章 實驗材料和方法26-34
• 2.1 實驗設(shè)計26-29
• 2.1.1 實驗工藝流程26
• 2.1.2 生物處理裝置26-27
• 2.1.3 生物滴濾塔的運行條件及操作方式27-29
• 2.2 主要分析項目及測定方法29-32
• 2.2.1 生物多樣性分析29-32
• 2.2.2 “三苯”和非甲烷總烴濃度的測定32
• 2.3 實驗所用主要儀器與試劑32-34
• 第3章 生物滴濾塔對VOCs 的凈化效率研究34-50
• 3.1 活性污泥的培養(yǎng)、馴化及掛膜34
• 3.1.1 菌種來源34
• 3.1.2 菌種馴化34
• 3.2 去除率影響因素研究34-41
• 3.2.1 不同進氣濃度對去除率的影響35
• 3.2.2 不同進氣流速對去除率的影響35-36
• 3.2.3 不同噴淋量對去除率的影響36-37
• 3.2.4 不同填料對去除率的影響37-38
• 3.2.5 穩(wěn)定運行期的凈化效果38-40
• 3.2.6 三級生物滴濾塔的去除率40-41
• 3.3 三級生物滴濾塔的實際應(yīng)用41-44
• 3.3.1 凈化效能41-43
• 3.3.2 去除負荷分析43-44
• 3.4 生物滴濾塔內(nèi)微生物多樣性研究44-49
• 3.4.1 菌種的計數(shù)44
• 3.4.2 菌種的鑒定44-45
• 3.4.3 生物滴濾塔內(nèi)微生物多樣性研究45-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 揮發(fā)性有機物的生物處理工程設(shè)計50-60
• 4.1 總論50-52
• 4.1.1 項目背景50-51
• 4.1.2 設(shè)計依據(jù)51
• 4.1.3 設(shè)計原則51
• 4.1.4 排放標(biāo)準(zhǔn)51-52
• 4.2 工程處理規(guī)模的確定52-53
• 4.2.1 風(fēng)量確定52
• 4.2.2 濃度確定52-53
• 4.3 工藝流程設(shè)計53-54
• 4.4 生物處理設(shè)備設(shè)計54-56
• 4.4.1 生物滴濾塔的選型54
• 4.4.2 生物滴濾塔的運行條件及操作方式54-56
• 4.5 工藝設(shè)備56-58
• 4.5.1 裝置設(shè)備特點56
• 4.5.2 主要設(shè)備選型說明56-57
• 4.5.3 主要設(shè)備表57-58
• 4.6 技術(shù)經(jīng)濟分析58-59
• 4.7 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻62-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68-70
• 致謝70

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