膜生物反应器处理甲苯性能及机制
摘要：采用膜生物反应器处理甲苯有机废气,研究了进气浓度、停留时间、循环液喷淋密度和pH值对甲苯去除率的影响。膜生物反应器能高效净化挥发性有机废气,甲苯去除率可达99%.适宜运行条件为:pH值为7.2、停留时间为6.4s、循环液喷淋密度为2.5m3·(m2·h)-1.采用GC-MS分析出口气样,研究结果表明乙醛酸(C2H2O3)和乙烯基甲酸(C3H4O2)为甲苯生物降解的中间产物。膜生物反应器处理甲苯机制为甲苯气体通过中空纤维膜传质到生物膜,被生物降解为乙醛酸和乙烯基甲酸,然后继续好氧降解为最终产物二氧化碳和水。
关键词：膜生物反应器，挥发性有机物(VOCs)，甲苯
挥发性有机物（voltileorganiccompounds,VOCs）是一类常见大气污染物,大多具有毒性,部分已被列入致癌物;当VOCs含量达到一定浓度时,人会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重的还会出现昏迷，甚至会伤害人的肝脏、肾脏和神经系统，对环境、动植物的生长及人类健康造成巨大的危害。
目前挥发性有机物处理方法有吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、气提法、蒸馏法、等离子体法、直接燃烧法、催化法和生物法等。与物理化学方法相比，生物法具有运行费用低、无二次污染等优点。采用生物填料塔处理低浓度甲苯有机废气的工业应用，生物净化效率可保持在90%左右。采用恶臭假单胞菌为菌源接种的生物滴滤塔处理含甲苯废气，最大体积去除负荷可达105.35g.(m3.h)-1。国外采用生物过滤、堆肥基床、废物为填料的生物过滤处理甲苯气体。
传统生物法处理废气主要通过气液传质、生物膜吸附和生化降解。挥发性有机气体大多难溶于水，气液传质速率慢，因此传统生物净化设备如生物洗涤塔、生物滤池、生物滴滤池等处理有机废气具有一定的局限性。膜生物反应器（membranebiofilmreactor，MBfR）作为一种新型废气生物处理方法，将膜分离技术与生化反应器相结合，充分利用气体膜传质和微生物处理废气中有机污染物，通过膜材料提高传质效果，并提供较大的比表面积作为生物降解的传质界面，增强了降解效果，它作为最具发展潜力的工业废气处理方法之一，愈来愈受到人们的重视。中空纤维膜生物反应器处理二甲苯，净化效率可达92%，采用复合型平板膜生物反应器净化甲苯废气，获得了最大生化降解量609g.(m3.h)-1。本研究采用中空纤维膜生物反应器处理甲苯有机废气，考察影响因素并研究降解过程机制，以期为挥发性有机废气的膜生物处理反应器产业化应用奠定基础。
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