甲醛是一種揮發性有機污染物,工業上人造板加工過程中會釋放以甲醛為主要成分的有機廢氣,危害了人體健康和大氣環境。上海技華環保科技有限公司以中密度纖維板廠干燥尾氣為對象,模擬甲醛廢氣為氣源,吸附性材料竹炭為填料,采用生物滴濾法從前期甲醛氣體吸收實驗、掛膜啟動和條件篩選入手,研究竹炭填料生物濾池處理甲醛廢氣的效果,為中密度纖維板廠干燥尾氣的實際處理提供數據支持。
主要研究內容和相關結果如下:
- 在生物濾池未掛膜前,進行了甲醛氣體吸收實驗。發現空塔噴水對甲醛廢氣的去除率只有63-79%,竹炭床噴水對甲醛廢氣的去除率達93-99%。隨著進口氣體甲醛濃度的增加,溶解積累在循環噴淋液中的甲醛濃度隨之增加。濕竹炭中吸附的甲醛濃度與液相甲醛濃度有直接關系,液相甲醛濃度越高,濕竹炭中吸附的甲醛量越高。若液相甲醛濃度低于270mg/L,濕竹炭中就不會測得甲醛存在。甲醛廢氣進入竹炭床噴淋塔后,96%被循環液吸收,3%被濕竹炭吸附,剩余的1%從出氣口排出。
- 采用循環掛膜法對生物濾池進行掛膜和馴化,整個過程只需30天左右。43×21的正交試驗得到優操作條件為:進口氣體濃度110mg/m3、氣速120m/h、噴淋密度0.91m3/(m2·h)、pH=7,該條件下甲醛的生化降解量達很大,為14.09g/(m3·h)。液相甲醛的濃度始終為先上升至高18mg/L后下降,該液相甲醛濃度對微生物不會產生毒害,且該濃度下不能從濕竹炭中測得甲醛的存在,降低了實驗的復雜性。在更換循環液時需要對循環液中總磷進行處理后排放。
- 生物滴濾池內竹炭填料上微生物的SEM照片顯示,中層填料上附著大量生物膜,生長緊密;下層填料上微生物形態以球狀、絲狀為主,可以推測該球菌、絲狀菌可以降解甲醛;而上層由于碳源供給較少,竹炭填料表面未觀察到球菌、絲狀菌等微生物的存在。
- 進口氣體濃度、氣速、噴淋密度、循環液pH值、氣體溫度等因素對甲醛廢氣的凈化效率和生化降解量的研究結果表明:甲醛去除率不隨各因素的改變而發生變化,基本維持在99%以上。隨著進口氣體甲醛濃度的增加,生化降解量呈線性增加;氣速增加時,生化降解量也隨之增加;當噴淋密度增加至0.45m3/(m2·h)時,生化降解量增加漸趨平緩;pH值為7-8時,系統生化降解量很大;進氣溫度從25℃升高到75℃,生化降解量呈先下降至8g/(m3·h)后增加趨勢;在氣速為144m/h時,甲醛廢氣在0.5m高的填料處被去除65.49%,剩余的甲醛廢氣在1m高填料處被*去除。在竹炭填料生物滴濾池系統內,進入系統的甲醛廢氣,約10%被循環液吸收,90%被微生物降解。
(5)為了節約運行成本,可以間歇啟動循環液,間歇時間為停運4h,噴淋2h。工廠若因故障停運3d,系統恢復運行10h就能恢復到原始狀態;停運5d,恢復運行21h就能恢復到原始狀態;系統停運7d,正常運行40h才能恢復。(6)無吸附性的砂石填料生物滴濾池較有吸附性的竹炭填料生物滴濾池對甲醛廢氣的去除效果差。甲醛廢氣進入砂石填料生物滴濾池后,80%被生化降解,13%溶解在循環液中,剩余的7%從出氣口排出。
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