CN108273380B - 用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法 - Google Patents

用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108273380B
CN108273380B CN201810151504.1A CN201810151504A CN108273380B CN 108273380 B CN108273380 B CN 108273380B CN 201810151504 A CN201810151504 A CN 201810151504A CN 108273380 B CN108273380 B CN 108273380B
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust
flora
growth
gas
gas treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810151504.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108273380A (zh
Inventor
赵炳文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Long Kun (beijing) New Environmental Protection Technology Co Ltd
Original Assignee
Long Kun (beijing) New Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Long Kun (beijing) New Environmental Protection Technology Co Ltd filed Critical Long Kun (beijing) New Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority to CN201810151504.1A priority Critical patent/CN108273380B/zh
Publication of CN108273380A publication Critical patent/CN108273380A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108273380B publication Critical patent/CN108273380B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84—Biological processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/58—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/72—Organic compounds not provided for in groups B01D53/48 - B01D53/70, e.g. hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/95—Specific microorganisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明涉及废气净化领域，具体涉及用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法。本发明提供的用于提高废气处理效率的促生菌群，包括质量比为0.9‑1.1：0.8‑1.0：0.9‑1.1：2.7‑3.5的双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌。所述促生菌群不直接参与污染物降解，但能够促进直接参与污染物降解的目标菌群混合物的生长和繁殖，使目标菌群混合物对污染物的代谢能力始终维持在较高水平上，对工业废气的处理效率高达99.8％以上。

Description

用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法
技术领域
本发明涉及废气净化领域，具体涉及用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法。
背景技术
近年来，环境问题受到人们的广泛关注，有机废气的危害已成为当今的共识，治理有机废气污染是环保工作的重点之一。有机废气是石油化工、橡胶、塑料、涂料、印刷等众多行业生产加工过程中所产生的废气，其特点是数量较大，含有毒性污染物质，很大一部分是挥发性有机物(VOCs)，有机物含量波动性大，具有可燃性，散发恶臭并且对人体健康有害。
目前，有机废气的治理方法主要有两类：一类是回收法，通过物理方法，在一定的温度和压力下，用选择性吸附剂和选择性渗透膜等的方法来分离挥发性有机化合物，主要有活性炭吸附法、冷凝法、变压吸附法和生物膜法等。另一类是消除法，通过化学或生物反应，利用光、热、催化剂及微生物等，将有机物转化成二氧化碳和水，主要包括光分解法、热氧化法、催化燃烧、生物法、电晕法、等离子体分解法等。其中生物法是近几十年发展起来的一种新的废气治理技术，其最大特点是运行成本低，无二次污染，能够高效处理低浓度大风量的污染源。其原理是利用经过驯化后的微生物将恶臭物质分解为二氧化碳和水，或其它易回收物，达到空气净化的目的。微生物在氧化分解污染物质的过程中，将污染物转变为自身营养物，得以不断繁殖。
生物法处理废气的工艺主要包括生物洗涤法，生物过滤法和生物滴滤法三种，其中生物滴滤法是一种高效节能的废气处理工艺，其发展速度很快，工程应用数目在近几年逐年增多。生物滴滤装置一般由喷淋层、填料层、储水层、菌液罐、水泵、通风设备组成。污染气体通过鼓风机送入填料层，气流中的有毒有害组分被填料层上的水膜吸收，并传递到填料层上附着的生物膜，最终被生物膜中的微生物分解。
现有的生物滴滤装置占地面积大，仅对低浓度废气的净化效果较好，最高只能处理入口浓度为183ppm的废气，并且在出口处排出的气体只能达到合格的标准，可用于市政废气的处理，但对于高浓度的工业废气来说，现有的生物法还不能满足废气大量处理和绿色环保的需求。在长达十年的时间里，研究者们试图通过改变脱硫杆菌的DNA结构来提高微生物废气处理效率，然而其结果都不尽人意，脱硫杆菌基因结构的改变并不能有效提高菌群的废气处理能力。因此，需要进一步研发出能够高效处理高浓度废气的生物法，在发展经济的同时，保护生态环境不受破坏。
发明内容
为了解决现有生物法废气处理效率低、净化程度不够高的问题，本发明提供用于提高废气处理效率的促生菌群、生物滤床以及废气处理方法，能够实现高浓度废气的无污染、低成本、高效率处理。
本发明请求保护的技术方案如下：
用于提高废气处理效率的促生菌群，其特征在于，包括质量比为0.9-1.1：0.8-1.0：0.9-1.1：2.7-3.5的双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌。
优选地，所述双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌的质量比为1：1：1：3。
一种用于废气处理的生物滤床，其特征在于，包含填料和填料表面附着的微生物膜，所述微生物膜是由目标菌群混合物与所述的用于提高废气处理效率的促生菌群混合后制成的菌液在填料表面通过生物挂膜形成的；
所述目标菌群混合物是指用于处理废气的菌群混合物。
优选地，所述目标菌群混合物与所述促生菌群的质量比为7-8：1-1.5。
优选地，所述填料由包含体积比为0.7-1.3：0.7-1.3：0.4-0.6的火山岩颗粒、木块和生贝壳的原料制成。
优选地，所述火山岩颗粒的制备方法包括：在弱酸溶液中进行酸洗，再用清水洗净，自然风干；然后在弱碱溶液中进行碱洗，再用清水洗净，自然风干；最后用高压蒸汽熏蒸火山岩，去除火山岩表面残留的盐类物质，筛选粒径为10～20mm的火山岩颗粒；
所述木块的制备方法包括：对木块进行机械打碎，选取粒径为8～16cm的木块，用高压冲枪冲击，提高结构孔隙率至60-75％；
所述生贝壳的制备方法包括：用清水清洗生贝壳，晒干后打碎，选取粒径为5～8cm的生贝壳；
将制备好的火山岩颗粒、木块与生贝壳混合均匀后得到填料。
优选地，所述火山岩颗粒的制备方法中，所述弱酸为pH4-6的硝酸或硫酸溶液，酸洗时间为3-5分钟；所述弱碱为pH8-10的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，碱洗时间为3-5分钟；所述高压蒸汽熏蒸指在5M-10M帕的蒸汽中熏蒸火山岩2-3分钟；
所述木块的制备方法中，所述高压冲枪冲击指使用350M-400M帕的水压冲击所述木块5-10秒。
一种废气处理装置，其特征在于，包含任一所述的用于废气处理的生物滤床。
所述的用于提高废气处理效率的促生菌群或任一所述的用于废气处理的生物滤床或所述的废气处理装置在废气处理中的应用。
一种废气处理方法，其特征在于，采用任一所述的用于废气处理的生物滤床或所述的废气处理装置进行废气处理。
优选地，所述废气包含苯、甲苯、乙苯、硫化氢、二硫化碳和/或氨。
发明人在研究中偶然发现一些不直接参与污染物降解的菌群能够促进直接参与污染物降解的菌群的生长和繁殖，从而提高废气污染物的降解效率，这些不直接参与污染物降解的菌群被称为促生菌群。经过进一步的菌种筛选，获得了能够显著提高废气生物处理效率的促生菌群，其包含质量比为0.9-1.1：0.8-1.0：0.9-1.1：2.7-3.5的双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌。
本发明提供的用于废气处理的生物滤床，将目标菌群混合物与本发明提供的促生菌群混合后制成菌液，通过生物挂膜的方法在填料表面形成稳定的生物膜，用于连续、高效、稳定地处理废气。所述目标菌群混合物是指能够降解废气中污染物(例如，苯、甲苯、乙苯、硫化氢、二硫化碳和/或氨)的菌群混合物。本发明对所述目标菌群混合物没有特殊要求，本领域技术人员可以根据常规的菌种筛选方法从相关样品中筛选获得，例如，采集化工厂附近腐质土壤样品，经实验室分离筛选得到能够降解挥发性有机化合物的菌群混合物。
所述目标菌群混合物与促生菌群的质量比优选为7-8：1-1.5。促生菌群与目标菌群混合物单向或双向促进生长，增强了目标菌群混合物的活性，提高了目标菌群混合物的繁殖速率，使相同接触面积下的污染物降解速率提高5～10倍，能够处理入口浓度高达12000-15000mg/m3的废气，处理效率高达99％以上(处理效率＝(污染物的入口检测值－污染物的出口检测值)/污染物的入口检测值)。采用本发明的生物滤床进行废气处理，基本上无需额外补充营养液，耐高温和酸碱，能够同时处理多种污染物，将污染物转化为固相，无二次污染。
在优选实施例中，所述目标菌群混合物与促生菌群混合后，经过大约30天的驯化培养，使菌群完全适应纯污水的生存环境，然后配制用于生物挂膜的菌液。将菌液反复喷洒在填料上，使填料表面附着均匀的生物膜。从驯化培养到生物挂膜，整个过程仅需35-40天，即可得到高活性的生物膜。优选地，在驯化培养过程中，控制培养基的溶解氧浓度为0.3～0.8mg/L，pH为4～8，以培养拥有更高耐受力的菌种。在配制用于生物挂膜的菌液时，控制培养基的溶解氧浓度0.4～0.5mg/L，pH值为6.5～7.5，为菌种繁殖提供最适培养条件。
本发明的生物滤床中的活性生物膜与废气的亲和力强，废气从生物滤床底部向上通过生物滤床的过程中，废气中的污染物能够被填料表面的生物膜高效吸收和降解，在这个过程中不需要使用大量的水溶解工业废气来提高生物膜对污染物的吸收效率，只需为生物膜喷洒生活必需的水分即可，不仅节约了水资源，还降低了能耗。
本发明的生物滤床可以使用市售的填料或自制的填料。发明人经过长期的研究发现，由包含火山岩颗粒、木块与生贝壳的原料制成的填料能够提高废气处理效率，所述火山岩颗粒、木块与生贝壳的体积比为0.7-1.3：0.7-1.3：0.4-0.6。火山岩的孔隙率高，比表面积大，能够增大废气与生物膜的接触面积；其发达的孔隙使滤料内部形成缺氧环境，使厌氧菌群也能保持较强活性，同时处理多种污染物；与常用的填料陶粒相比，火山岩还可以作为生物膜的微量元素来源，提高微生物活性。木块为生物膜提供碳源，优选为松木木块。生贝壳富含碳酸钙，既可作为生物膜载体，也是硝化反应的碱度来源，在废气处理过程中对生物膜的pH进行微调，使pH始终维持在6.5～7.5，使目标菌群混合物和促生菌群始终保持高度活性。
在优选实施例中，火山岩经过酸洗、碱洗、高温和高压顺序处理，激活火山岩内部成分，提高其强度，防止使用过程中出现火山岩粉碎的现象而影响废气处理效果。酸洗可以采用单酸或复合酸，用于酸洗的弱酸优选为硫酸，也可以是硝酸。用于碱洗的弱碱优选为氢氧化钾，也可以是氢氧化钠。木块经过高压冲枪冲击，提高孔隙率，增大比表面积。经过处理的填料强度高，抗冲击能力强，耐高温高压，耐酸碱，孔隙率高，比表面积大，提高了废气处理效率。
本发明提供的废气处理方法，采用任一所述的用于废气处理的生物滤床或所述废气处理装置进行废气处理。在废气处理过程中，将废气调节到饱和湿度，温度调节至15～35℃；使废气从生物滤床底部向上通过生物滤床，废气中的污染物被以生物膜形式附着在填料表面的菌群吸收和分解，转化为无害的物质，在这个过程中，持续向生物滤床喷洒自来水或中水，为生物膜提供生活必需水份；最后排出净化后的气体。
综上，本发明的废气处理方法与现有的生物法相比，具有以下优点：(1)处理效率高：对工业废气的处理效率高达99.8％以上；(2)稳定性强：促生菌群促进目标菌群混合物的生长和繁殖，使目标菌群混合物对污染物的代谢能力始终维持在较高水平上，废气处理效率不会因时间推移而迅速降低；(3)能耗低：无需大量用水溶解工业废气，降低了能耗。
附图说明
图1.废气处理装置的结构示意图；
其中，1-生物滤床区域箱，2-生物滤床，3-气体收集管道，4-生物处理设备箱，5-预处理区域，6-加湿喷淋装置，7-排气筒。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细描述，需要理解的是，下述实施例仅作为对本发明的解释和说明，不限制本发明的保护范围。
生物材料
双岐杆菌：购买自苏州北纳创联生物技术有限公司，菌株编号BNCC106791；
乳酸菌：购买自苏州北纳创联生物技术有限公司，菌株编号BNCC106785；
放线菌：购买自苏州北纳创联生物技术有限公司，菌株编号BNCC336944；
胶质芽孢杆菌：购买自苏州北纳创联生物技术有限公司，菌株编号BNCC335819。
上述菌种本实验室亦有保存，申请人声明，自申请日起二十年内可向公众免费发放用于必要的验证实验。应当理解的是，本发明的实现并不依赖于上述菌株编号所代表的菌种，双岐杆菌、乳酸菌和放线菌可以选择同一菌属的一种或多种其它菌种进行替换，胶质芽孢杆菌可以选择同一菌种的其它菌株进行替换，在此提供的菌株不用于限制本发明的保护范围。
耗材
火山岩：采自云南腾冲；
木块：采自吉林长白山的松木；
生贝壳：采自东海沿海地区；
陶粒：购买自湖南永州市湘粤陶粒厂。
以下实施例中，未特别说明的生物化学试剂均为本领域常规试剂，可按照本领域常规方法配制而得或商购获得，规格为实验室纯级即可；未特别说明的耗材均为本领域常规耗材，可在商店购买成品或委托生产厂家定做。
实施例1.促生菌群的配制
将双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌按照以下质量比混合均匀，得到促生菌群。
1号促生菌群：
双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌的质量比为1：1：1：3。
2号促生菌群：
双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌的质量比为1.1：0.8：1.1：2.7。
3号促生菌群：
双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌的质量比为0.9：1.0：0.9：3.5。
实施例2.促生菌群提高废气处理效率的效果验证
1.用于废气处理的菌群制备
(1)筛选目标菌群混合物
a.采集某化工厂附近腐质土壤样品10g，与该工厂100ml pH4-7的无菌工业污水混匀，在30-45℃，150r/min震荡培养48h后取出。
b.在超净工作台中吸取10ml培养液接种于90ml新鲜无菌工业污水中，在30-45℃，150r/min震荡培养48h后取出。重复上述操作三次，富集降解挥发性有机化合物的微生物。
d.用无菌移液管吸取富集后的菌液1ml，放入盛有9ml无菌水的试管中，震荡均匀后，从其中取1ml稀释后菌液与另外9ml无菌水混合稀释，如此重复多次，将菌液稀释成10-1，10-2，10-3，10-4，10-5，10-6梯度浓度的稀释液。取10-4，10-5，10-6三个浓度的稀释液各0.2ml，分别涂布于由无菌工业污水制成的琼脂平板上，室温下放置2h后，30-45℃倒置培养。48-72h后，平板培养基上出现圆形凸起状小菌落(直径1mm左右)。用牙签将单菌落挑起，接种到装有10ml无菌工业污水的试管中，纱布封口培养，直至试管中液体变成乳白色浑浊菌液。重复以上操作三次，经反复分离纯化，得到目标菌群混合物。
本发明的实现并不依赖于经过上述方法筛选得到的目标菌群混合物，本领域技术人员根据本领域已知的筛选方法获得的能够降解废气污染物的菌群均适用于本发明。
(2)将筛选得到的目标菌群混合物和实施例1配制的促生菌群按照如下质量比混合，得到用于废气处理的菌群：
1号处理菌群：将目标菌群混合物与1号促生菌群按照8：1的质量比混合；
2号处理菌群：将目标菌群混合物与1号促生菌群按照7：1.5的质量比混合；
3号处理菌群：将目标菌群混合物与2号促生菌群按照8：1的质量比混合；
4号处理菌群：将目标菌群混合物与2号促生菌群按照7：1.5的质量比混合；
5号处理菌群：将目标菌群混合物与3号促生菌群按照8：1的质量比混合；
6号处理菌群：将目标菌群混合物与3号促生菌群按照7：1.5的质量比混合；
7号处理菌群：仅包含目标菌群混合物，作为对照组菌群。
2.驯化培养
(1)准备培养基
配制营养液：包含质量体积比如下的物质：3％淀粉、3％葡萄糖、1％蛋白胨、0.1％硫酸镁、0.1％碳酸钙、0.05％磷酸二氢钾和0.01‰的Zn2+/Mn2+/Cu2+。该营养液能够满足目标菌群混合物和促生菌群生长和繁殖所需的营养物质。
1号培养基：由营养液和化工厂污水按5：1的体积比混合；
2号培养基：由营养液和化工厂污水按4：1的体积比混合；
3号培养基：由营养液和化工厂污水按3：1的体积比混合；
4号培养基：由营养液和化工厂污水按2：1的体积比混合；
5号培养基：由营养液和化工厂污水按1：1的体积比混合；
6号培养基：化工厂污水。
将配制好的培养基在121℃高温灭菌15min，冷却至室温。
(2)对步骤1制备的1～7号处理菌群分别进行驯化培养，步骤如下：
将菌群接种到1号培养基中，通入氧气，控制1号培养基的溶解氧浓度在0.3～0.8mg/L，pH为4～8，温度为20～35℃，使用低速搅拌器搅拌培养基，转速为30r/min。检查菌群生长情况，待菌群生长稳定后(OD600为0.4～0.6)，按照1:10的体积比将菌液接种到2号培养基中，培养条件与在1号培养基中培养时相同。重复上述操作，依次使用3号培养基、4号培养基、5号培养基、6号培养基对菌群进行驯化培养，在每种培养基中的培养时间不少于2天。通过逐步加大污水浓度，减小营养液比例，最终使污水成为菌群唯一的营养源。整个驯化过程需30d左右。
3.菌液制备
使用步骤2中完成驯化的1～7号处理菌群分别制备用于生物挂膜的菌液，步骤如下：
使用工业污水和少量葡萄糖、泔水混合作为培养基，其中工业污水占培养基体积的70％。配制好的培养基在121℃高温灭菌15min后冷却至室温，接种完成驯化的菌群。控制培养基的溶解氧浓度为0.4～0.5mg/L，pH为6.5～7.5，温度为20～35℃，使用低速搅拌器搅拌培养基，转速为30r/min。经过5～7d培养，菌液呈淡黄色半粘稠液体，即配制成功。
得到1～7号菌液，分别对应1～7号处理菌群。
4.生物挂膜
(1)以火山岩、木块和生贝壳作为原料，按照如下方法制作填料：
火山岩的处理：在pH4-6的硫酸溶液中酸洗3-5分钟，再用清水洗净，自然风干；然后在pH8-10的氢氧化钾溶液中碱洗3-5分钟，再用清水洗净，自然风干；最后在5M-10M帕的高压蒸汽中熏蒸火山岩2-3分钟，去除火山岩表面残留的盐类物质，筛选粒径为10～20mm的火山岩颗粒。
木块的处理：对木块进行机械打碎，打碎后过筛，选取粒径为8-16cm，厚度为3-5cm的木块。然后用350M-400M帕的高压冲枪冲击木块5-10秒，提高结构孔隙率至60-75％。
生贝壳的处理：用清水清洗生贝壳，晒干后打碎，过筛，选取粒径为5-8cm的生贝壳。
将处理得到的火山岩颗粒、木块与生贝壳按照0.7-1.3：0.7-1.3：0.4-0.6的体积比混合均匀，得到填料。
(2)将制得的填料分别装入7个生物滤床区域箱中，无需压紧，混合均匀即可。装入生物滤床区域箱中的填料体积的确定方法：填料体积为Am3，废气量为Bm3/s(必须由m3/h换算为m3/s)，A/B＝C，必须满足20s≤C≤30s。分别采用1～7号菌液制备生物滤床，步骤如下：通过水泵将菌液反复循环并均匀喷洒在预先装入生物滤床区域箱中的填料上，经过5～7天的调试，使填料表面附着均匀的活性生物膜。得到1～7号生物滤床，分别对应1～7号处理菌群。
5.废气处理效率的检测
待处理的废气用图1所示的废气处理装置进行处理。
所述废气处理装置包括气体收集管道3和生物处理设备箱4；所述生物处理设备箱4包括用于废气预处理的预处理区域5，以及底部装有生物滤床2的生物滤床区域箱1；所述气体收集管道3与所述预处理区域5流体连通，所述预处理区域5与所述生物滤床区域箱1的箱底流体连通；所述预处理区域5的侧壁上设有加湿喷淋装置6，用于喷洒自来水或中水，将废气调节到饱和湿度；所述生物滤床区域箱1的顶部设有加湿喷淋装置6，用于向生物滤床2喷洒自来水或中水，为生物膜提供生活必需水分；所述生物滤床区域箱1的顶部设有排气筒7，用于排出经过生物滤床2净化后的气体。
用步骤4得到的1～7号生物滤床分别对同一批工业废气进行处理。废气中所包含的主要污染物及其浓度为硫化氢468.31mg/m3、氨13.25mg/m3、挥发性有机气体(VOC)2576.82mg/m3，废气量为15000m3/h。
步骤如下：
待处理的废气通过气体收集管道3进入预处理区域5，采用气液错相交流方式，将气体调节到饱和湿度，温度调节至15～35℃后，废气从生物滤床2底部进入，向上通过生物滤床2。生物滤床区域箱1的顶部设有加湿喷淋装置6，以4L/d的速率，1min/h的频率向生物滤床2喷洒自来水或中水。净化后的气体经排气筒7排出，检测排气筒出口处的污染物浓度。
结果如表1所示，用1号处理菌群制得的1号生物滤床的废气处理效果最好，对废气中污染物的净化效率高达99.8％以上，比不含有促生菌群的7号处理菌群(对照组)的净化效率高约5％。
表1.1～7号处理菌群对废气的净化效果
实施例3.填料对废气处理效率的影响
1.准备填料
以火山岩、木块和生贝壳为原料，按照如下方法制作填料。
1号填料
火山岩的处理：在pH6的硝酸溶液中酸洗3分钟，用清水洗净，自然风干；然后在pH8的氢氧化钠溶液中碱洗3分钟，再用清水洗净，自然风干；最后在5M帕的高压蒸汽中熏蒸火山岩2分钟，去除火山岩表面残留的盐类物质，筛选粒径为10～20mm的火山岩颗粒，孔隙率为50％。
木块的处理：对木块进行机械打碎(不可规则切割)，打碎后过筛，选取粒径为8-16cm，厚度为3-5cm的木块。然后使用高压冲枪，以350M帕的水压冲击木块5秒，提高结构孔隙率至60％。
生贝壳的处理：用清水清洗生贝壳，晒干后打碎，过筛，选取粒径为5-8cm的生贝壳。
将处理得到的火山岩颗粒、木块与生贝壳按照0.7：1.3：0.4的体积比混合均匀，得到1号填料。
2号填料
火山岩的处理：在pH5的硝酸溶液中酸洗4分钟，用清水洗净，自然风干；然后在pH9的氢氧化钠溶液中碱洗4分钟，再用清水洗净，自然风干；最后在8M帕的高压蒸汽中熏蒸火山岩3分钟，去除火山岩表面残留的盐类物质，筛选粒径为10～20mm的火山岩颗粒，孔隙率为57％。
木块的处理：对木块进行机械打碎(不可规则切割)，打碎后过筛，选取粒径为8-16cm，厚度为3-5cm的木块。然后使用高压冲枪，以380帕的水压冲击木块8秒，提高结构孔隙率至70％。
生贝壳的处理：用清水清洗生贝壳，晒干后打碎，过筛，选取粒径为5-8cm的生贝壳。
将处理得到的火山岩颗粒和木块与生贝壳按照1.3：0.7：0.6的体积比混合均匀，得到2号填料。
3号填料
火山岩的处理：在pH4的硫酸溶液中酸洗5分钟，用清水洗净，自然风干；然后在pH10的氢氧化钾溶液中碱洗5分钟，再用清水洗净，自然风干；最后在10M帕的高压蒸汽中熏蒸火山岩3分钟，去除火山岩表面残留的盐类物质，筛选粒径为10～20mm的火山岩颗粒，孔隙率为60％。
木块的处理：对木块进行机械打碎(不可规则切割)，打碎后过筛，选取粒径为8-16cm，厚度为3-5cm的木块。然后使用高压冲枪，以400M帕的水压冲击木块10秒，提高结构孔隙率至75％。
生贝壳的处理：用清水清洗生贝壳，晒干后打碎，过筛，选取粒径为5-8cm的生贝壳。
将处理得到的火山岩颗粒、木块与生贝壳按照1：1：0.5的体积比混合均匀，得到3号填料。
4号填料
分别对火山岩、木块与生贝壳进行机械打碎，过筛，选取粒径为10～20mm的火山岩颗粒，粒径为8-16cm、厚度为3-5cm的木块，粒径为5-8cm的生贝壳。
将筛选的火山岩颗粒、木块与生贝壳按照1：1：0.5的体积比混合均匀，得到4号填料，作为对照组。
5号填料
以陶粒作为原料，按照如下步骤制备填料：将1.5mol/L的氯化铁溶液与pH10的氢氧化钾溶液充分混合，再加入陶粒充分混合，然后在400℃焙烧3h，得到5号填料。
2、生物挂膜
将步骤1得到的5种填料分别装入5个生物滤床区域箱中，无需压紧，混合均匀即可。装入生物滤床区域箱中的填料体积的确定方法：填料体积为Am3，废气量为Bm3/s(必须由m3/h换算为m3/s)，A/B＝C，必须满足20s≤C≤30s。采用实施例2步骤3得到的1号菌液分别在1～5号填料表面进行生物挂膜，步骤如下：通过水泵将菌液反复循环并均匀喷洒在预先装入生物滤床区域箱中的填料上，经过5～7天的调试，使填料表面附着均匀的活性生物膜。得到1～5号生物滤床，分别对应1～5号填料。
3、废气处理效率的检测
用步骤2得到的1～5号生物滤床分别对同一批工业废气进行处理。废气中的主要污染物为挥发性有机气体(VOC)2744.35mg/m3，废气量为16000m3/h,进气风压3000帕。
步骤如下：
待处理的废气通过气体收集管道进入预处理区域，采用气液错相交流方式，将气体调节到饱和湿度，温度调节至15～35℃后，废气从生物滤床底部进入，向上通过生物滤床。生物滤床区域箱的顶部设有加湿喷淋装置，以4L/d的速率，1min/h的频率向生物滤床喷洒自来水或中水。净化后的气体经排气筒排出，检测排气筒出口处的污染物浓度。
结果如表2所示，3号填料的废气处理效率最高，达99.85％，比未经处理的4号填料的净化效率高8.01％，比利用现有方法制备的5号填料的净化效率高10.24％。
表2.1～5号填料的性能比较
实施例4.利用本发明的方法处理工业废气的案例
按照如下方法准备生物滤床：
(1)制备填料
火山岩的处理：在pH4-6的硫酸溶液中酸洗3-5分钟，再用清水洗净，自然风干；然后在pH8-10的氢氧化钾溶液中碱洗3-5分钟，再用清水洗净，自然风干；最后在5M-10M帕的高压蒸汽中熏蒸火山岩2-3分钟，去除火山岩表面残留的盐类物质，筛选粒径为10～20mm的火山岩颗粒。
木块的处理：对木块进行机械打碎，打碎后过筛，选取粒径8-16cm，厚度3-5cm的木块。然后使用高压冲枪，以350M-400M帕的水压冲击木块5-10秒，提高结构孔隙率至60-75％。
生贝壳的处理：用清水清洗生贝壳，晒干后打碎，过筛，选取粒径为5-8cm的生贝壳。
将处理得到的火山岩颗粒、木块与生贝壳按照0.7-1.3：0.7-1.3：0.4-0.6的体积比混合均匀后，装入生物滤床区域箱中，无需压紧。装入生物滤床区域箱中的填料体积的确定方法：填料体积为Am3，废气量为Bm3/s(必须由m3/h换算为m3/s)，A/B＝C，必须满足20s≤C≤30s。
(2)生物挂膜
通过水泵将实施例2步骤3得到的1号菌液在反应器内反复循环，并均匀喷洒在预先装入生物滤床区域箱的填料上，经过5～7天的调试，使填料表面附着均匀的活性生物膜，得到生物滤床。
案例1
1.处理对象：内蒙古乌海市某精细化工厂废气，主要污染物为挥发性有机气体(VOC)和苯类，总废气量为25000m3/h。
2.处理方法：待处理的废气通过气体收集管道进入预处理区域，从顶部喷淋自来水，采用气液错相交流方式，将气体调节到饱和湿度，温度调节至30℃左右，废气从生物滤床底部进入，向上通过生物滤床，空床时间约为25s，污染物在菌群的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，最终转化为无害的物质。生物滤床区域箱的顶部设有加湿喷淋装置，以1min/h的频率向生物滤床喷洒自来水，为生物膜加湿，提供菌群生活必需水份，每天耗水量为5L。净化后的气体经顶部排气筒排出。
3.结果数据
连续处理废气1年后，填料层的压降没有显著变化，填料层和渗出液的pH维持在6.5～7.5。
案例2
1.处理对象：贵州某合成氨工厂废气，主要污染物为挥发性有机气体(VOC)、硫化氢、氨气和二硫化碳，总废气量为22000m3/h。
2.处理方法：待处理的废气通过气体收集管道进入预处理区域，从顶部喷淋自来水，采用气液错相交流方式，将气体调节到饱和湿度，温度调节至30℃左右，废气从生物滤床底部进入，向上通过生物滤床，空床时间约为25s，污染物在菌群的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，最终转化为无害的物质。生物滤床区域箱的顶部设有加湿喷淋装置，以1min/h的频率向生物滤床喷洒自来水，为生物膜加湿，提供菌群生活必需水份，每天耗水量为4L。净化后的气体经顶部排气筒排出。
3.结果数据
连续处理废气1年后，填料层的压降没有显著变化，填料层和渗出液的pH维持在6.5～7.5。
案例3
1.处理对象：江苏某化工厂污水处理***废气，主要污染物为挥发性有机气体(VOC)、硫化氢，总废气量为15000m3/h。
2.处理方法：待处理的废气通过气体收集管道进入预处理区域，从顶部喷淋自来水，采用气液错相交流方式，将气体调节到饱和湿度，温度调节至30℃左右，废气从生物滤床底部进入，向上通过生物滤床，空床时间约为25s，污染物在菌群的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，最终转化为无害的物质。生物滤床区域箱的顶部设有加湿喷淋装置，以1min/h的频率向生物滤床喷洒自来水，为生物膜加湿，提供菌群生活必需水份，每天耗水量为2.5L。净化后的气体经顶部排气筒排出。
3.结果数据
连续处理废气1年后，填料层的压降没有显著变化，填料层和渗出液的pH维持在6.5～7.5。
案例4
1.处理对象：湖北某化工厂废气，主要污染物为挥发性有机气体(VOC)、硫化氢、氨气和二硫化碳，总废气量为30000m3/h。
2.处理步骤：待处理的废气通过气体收集管道进入预处理区域，从顶部喷淋自来水，采用气液错相交流方式，将气体调节到饱和湿度，温度调节至30℃左右，废气从生物滤床底部进入，向上通过生物滤床，空床时间约为25s，污染物在菌群的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，最终转化为无害的物质。生物滤床区域箱的顶部设有加湿喷淋装置，以1min/h的频率向生物滤床喷洒自来水，为生物膜加湿，提供菌群生活必需水份，每天耗水量为8L。净化后的气体经顶部排气筒排出。
3.结果数据
连续处理废气1年后，填料层的压降没有显著变化，填料层和渗出液的pH维持在6.5～7.5。

Claims (9)

1.一种用于废气处理的生物滤床，其特征在于，包含填料和填料表面附着的微生物膜；所述微生物膜是由目标菌群混合物与用于提高废气处理效率的促生菌群混合后制成的菌液在填料表面通过生物挂膜形成的；
所述目标菌群混合物是指用于处理废气的菌群混合物；所述促生菌群包括质量比为0.9-1.1：0.8-1.0：0.9-1.1：2.7-3.5的双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌；
所述填料由包含体积比为0.7-1.3：0.7-1.3：0.4-0.6的火山岩颗粒、木块和生贝壳的原料制成；
所述火山岩颗粒的制备方法包括：在弱酸溶液中进行酸洗，再用清水洗净，自然风干；然后在弱碱溶液中进行碱洗，再用清水洗净，自然风干；最后用高压蒸汽熏蒸火山岩，去除火山岩表面残留的盐类物质，筛选粒径为10～20mm的火山岩颗粒；
所述木块的制备方法包括：对木块进行机械打碎，选取粒径为8～16cm的木块，用高压冲枪冲击，提高结构孔隙率至60-75%；
所述生贝壳的制备方法包括：用清水清洗生贝壳，晒干后打碎，选取粒径为5～8cm的生贝壳；
将制备好的火山岩颗粒、木块与生贝壳混合均匀后得到填料。
2.根据权利要求1所述的用于废气处理的生物滤床，其特征在于，所述促生菌群中，所述双岐杆菌、乳酸菌、放线菌和胶质芽孢杆菌的质量比为1：1：1：3。
3.根据权利要求1所述的用于废气处理的生物滤床，其特征在于，所述目标菌群混合物与所述促生菌群的质量比为7-8：1-1.5。
4.根据权利要求1-3任一所述的用于废气处理的生物滤床，其特征在于，
所述火山岩颗粒的制备方法中，所述弱酸为pH4-6的硝酸或硫酸溶液，酸洗时间为3-5分钟；所述弱碱为pH8-10的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，碱洗时间为3-5分钟；所述高压蒸汽熏蒸指在5-10MPa的蒸汽中熏蒸火山岩2-3分钟；
所述木块的制备方法中，所述高压冲枪冲击指使用350-400MPa的水压冲击所述木块5-10秒。
5.一种废气处理装置，其特征在于，包含权利要求1-4任一所述的用于废气处理的生物滤床。
6.权利要求1-4任一所述的用于废气处理的生物滤床或权利要求5所述的废气处理装置在废气处理中的应用。
7.一种废气处理方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一所述的用于废气处理的生物滤床或权利要求5所述的废气处理装置进行废气处理。
8.根据权利要求1-3任一所述的用于废气处理的生物滤床或权利要求5所述的废气处理装置，其特征在于，所述废气包含苯、甲苯、乙苯、硫化氢、二硫化碳和／或氨。
9.根据权利要求4所述的用于废气处理的生物滤床，其特征在于，所述废气包含苯、甲苯、乙苯、硫化氢、二硫化碳和／或氨。
CN201810151504.1A 2018-02-14 2018-02-14 用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法 Active CN108273380B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810151504.1A CN108273380B (zh) 2018-02-14 2018-02-14 用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810151504.1A CN108273380B (zh) 2018-02-14 2018-02-14 用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108273380A CN108273380A (zh) 2018-07-13
CN108273380B true CN108273380B (zh) 2019-02-22

Family

ID=62808362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810151504.1A Active CN108273380B (zh) 2018-02-14 2018-02-14 用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108273380B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109529601A (zh) * 2018-12-25 2019-03-29 巩义市欧洁源环保技术服务有限公司 一种采用生物过滤器一体化处理恶臭气体的方法
CN109692558A (zh) * 2019-01-18 2019-04-30 朗昆（北京）新环保科技有限公司 含氯有机挥发污染物的生物处理装置及应用
CN111888900B (zh) * 2020-08-22 2022-04-15 山东第一医科大学(山东省医学科学院) 一种基于低温等离子体反应器与耦合催化剂的二硫化碳脱除方法
CN112915772B (zh) * 2021-02-08 2022-11-22 朗昆（北京）新环保科技有限公司 用于含hcn废气处理的硝化菌群、生物滤床、装置及方法
CN113813776B (zh) * 2021-09-28 2022-07-15 中国城市建设研究院有限公司 一种高浓度臭气处理工艺
CN114570194B (zh) * 2021-12-29 2024-03-01 朗昆（北京）新环保科技有限公司 粘胶纤维生产废气处理的促生菌群、滤床、装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445013A (zh) * 2002-03-19 2003-10-01 广东省微生物研究所 一种生物除臭方法及其装置
CN101503664A (zh) * 2009-03-12 2009-08-12 沈阳惠泽生物制品有限公司 利用畜禽粪水生产高效复合微生物菌剂的方法
CN105921005A (zh) * 2016-05-25 2016-09-07 陕西绿恒农业生物科技有限公司 有机肥料生产过程中恶臭废气高效生物净化工艺
CN106975343A (zh) * 2017-04-07 2017-07-25 上海野马环保设备工程有限公司 一种高效生物除臭工艺及***
CN107021561A (zh) * 2017-04-07 2017-08-08 上海野马环保设备工程有限公司 一种具备物理、化学及生物协同作用的生物除臭填料
CN107617331A (zh) * 2017-10-10 2018-01-23 默克环保科技（湖南）有限公司 一种环保生物除臭剂及其制作方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445013A (zh) * 2002-03-19 2003-10-01 广东省微生物研究所 一种生物除臭方法及其装置
CN101503664A (zh) * 2009-03-12 2009-08-12 沈阳惠泽生物制品有限公司 利用畜禽粪水生产高效复合微生物菌剂的方法
CN105921005A (zh) * 2016-05-25 2016-09-07 陕西绿恒农业生物科技有限公司 有机肥料生产过程中恶臭废气高效生物净化工艺
CN106975343A (zh) * 2017-04-07 2017-07-25 上海野马环保设备工程有限公司 一种高效生物除臭工艺及***
CN107021561A (zh) * 2017-04-07 2017-08-08 上海野马环保设备工程有限公司 一种具备物理、化学及生物协同作用的生物除臭填料
CN107617331A (zh) * 2017-10-10 2018-01-23 默克环保科技（湖南）有限公司 一种环保生物除臭剂及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108273380A (zh) 2018-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108273380B (zh) 用于提高废气处理效率的促生菌群及废气处理方法
CN106277283B (zh) 利用滤池中生物铁锰氧化物强化去除水中砷锑离子的方法
CN103623693B (zh) 一种高效生物除臭设备
CN108587954A (zh) 耐盐氨氧化细菌固定化生物炭球的制备方法及应用
CN103275899B (zh) 水微菌及其在脱除含硫恶臭物质中的应用
CN113501625A (zh) 一种城市污水厂恶臭和微生物气溶胶集成去除***与方法
CN106467352B (zh) 一种用于污泥生物干化技术的臭气资源再利用和除臭的方法
CN108085312B (zh) 一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法
CN109663436A (zh) 生物处理工业废气、粉尘的***和方法
CN100355665C (zh) 利用蘑菇培养基废料去除含铅工业废水的方法
CN108339393B (zh) 用于废气生物处理的填料及生物滤床
CN107875841A (zh) 一种利用微生物燃料电池处理有机废气的方法
CN110724683A (zh) 一种炭基微生物复合菌粉、菌剂及其制备方法和应用
CN106914127A (zh) 一种耦合菌生物滤床处理硝基苯废气的方法
CN110465184A (zh) 除臭填料及其制备方法、除臭装置和除臭方法及应用
CN103272477A (zh) 脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料及其制备与应用
CN105483045A (zh) 一种用于处理含VOCs废气的菌种组合物及处理含VOCs废气的方法
CN104291444A (zh) 一种接触水解-藻类微曝气复合污水处理***及方法
Ayub et al. Treatment of distilleries and breweries spent wash wastewater
CN103266099B (zh) 人苍白杆菌活性填料及其制备方法
CN207708831U (zh) 一种医院废气处理装置
CN209985177U (zh) 含氯有机挥发污染物的生物处理装置
CN107282012B (zh) 可处理废液中重金属的珍珠岩压缩营养土的生产方法
CN103266075B (zh) 人苍白杆菌及其在脱除含硫恶臭物质中的应用
CN101418273B (zh) 工业废水生物脱氮的反硝化假单胞菌sh12及用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant