中文译文-接种活性污泥的生物滴滤池处理氯苯的性能研究.doc

1、外文翻译 题目1：接种活性污泥的生物滴滤池处理氯苯的性能研究 题目2：采用活性炭颗粒作为生物滤池中的微生物载体处理硫化氢外文翻译之一接种活性污泥的生物滴滤池处理氯苯的性能研究作者：杨柏仁a，牛贤a,b，丁诚a,*,徐晓绛a，刘冬雪a,b,*国籍：中国出处：a盐城理工学院环境科学与工程系，江苏盐城，224051，中国b江苏大学环境学院，江苏镇江，212013，中国*通讯作者。电话：1385588011；传真：88168611；电子邮件地址：ycdingc摘要：以活性炭纤维和多面空心球作为填料来建立生物滴滤池（BTF）。将已经驯化好的活性污泥接种于填料表面，用来净化含有氯苯的恶臭废气。本实验考察稳

2、定运行期，不同运行条件下BTF的性能。结果表明，在氯苯的初始浓度为878.53-1522.48mgm-3，空床停留时间（EBRT）为56s的条件下，去除效率（RE）是最好的，且平均去除率可以达到91.34左右。最适的EBRT为45s。在氯苯的初始浓度为920.36-2019.85 mgm-3，EBRT为28s的条件下，氯苯的去除效率最大。在整个实验的过程当中，BTF系统运行稳定并且反应器没有任何堵塞的问题。关键词：生物滴滤池；氯苯；活性污泥；去除能力1 引言氯苯（CBS）被广泛地用作溶剂，脱脂剂，增香剂和合成各种农药和染料的中间体1。氯苯具有强烈的毒性，因此具有很大的潜在危害性。它能损害生物体

3、的内分泌系统，刺激眼睛和鼻子，且有“致畸，致癌和致突变”等危害2-4。据报道，每年约有150万的氯苯被释放到空气当中去5。如果长期暴露在受氯苯污染的环境当中，人类的身心健康都会受到非常大的危害6。因此，氯苯的控制和处理具有一定的现实意义。目前，在国内外，生物法处理氯苯等有机物质已经吸引了越来越多人的关注。与传统的生物过滤器和生物净化器相比较，选择生物滴滤池可以更好地控制反应器的条件，包括喷雾水和pH值。目前，多项研究已经证实了生物滴滤池对挥发性有机化合物，比如H2S 7，NH38，2-氯苯酚9，甲醇10和其他的挥发性有机化合物11 都具有良好的去除效果。不过，到目前为止，却鲜有关于生物滴滤池处

4、理氯苯废气的研究论文发表。本研究的目的就是为了探讨接种活性污泥生物滴滤池去除氯苯的应用潜力，并研究EBRT和进气负荷对生物滴滤池的稳态运行性能的影响，为实际工程应用提供一些指导性的意见。2 材料和方法2.1 实验设备该生物滴滤池是由直径为10cm，高度为120cm的有机玻璃以及体积为8.64 L的填料介质制成的。BTF的研究大致可以分为四个部分，如图1所示。BTF以逆流流动的方式进行操作，也就是说，在池内气体是向上流动的，而再循环液体是向下流动的。喷射液被提升至BTF的塔的顶部，将一个水分配器放置在塔的顶部，以使液体进行再分配。氯苯气体从BTF系统的塔底引入。氯苯的入口浓度可以通过转子流量计进

5、行调节，并与由空气压缩机供给的空气进行混合。氯苯的初始浓度是通过改变两个路径的空气流量以使其控制在适当的范围内。实验都是在相同的实验室室温（范围在17-28）和相同的气压条件下进行的。其表观液速为0.25-0.8m-3h，与其相应的空床停留时间为28-90s。氯苯的入口浓度为648.9-2019.85 mgm-3。图1 生物滴滤塔的示意图2.2 材料填料包括活性炭纤维和多面空心球两种。实验中所用的污泥均取自于江苏盐城的一家污水处理厂的曝气池内。喷雾液的成分均引用参考文献12。2.3 分析方法采用配备火焰离子化检测器和Elite-5 毛细管柱（长30m直径0.25mm）（Perkin Elmer

6、 Clarus）的气相色谱法来测定恶臭废气中氯苯的浓度。载气（置于氮气中）流量为1.5mLmin-1和无分流进样模式，采样体积为500 。氢气流速为45mLmin-1，空气流速为450 mLmin-1，进样针和检测器的温度分别为200 和250。柱温以10/min的速率从初始温度70增加到最终温度110。混合液体悬浮固体（MLSS）和混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）按照标准方法进行测定13。3 结果与讨论3.1 接种物的富集原始污泥洗涤数次后，先将污泥的上清液和下面的沉淀倒出，然后加水，形成活性污泥的混合液，然后将葡萄糖等营养液12加入到活性污泥混合液中。每天换水一次，每次换水前停止曝气1小

7、时，去掉污泥的上清液，其目的是为了消除中间产物。最后，补充水份以保持其恒定的混合液体体积。结果如图2所示，随着培养时间的延长，MLSS的浓度和MLVSS的浓度均呈现上升的趋势，这就表明，污泥浓度在逐渐地增加着。而MLSS与MLVSS的比值从原始污泥的0.54变化到培养10天后的0.62，这就表明，在污泥培养的过程当中，生物量也得到了增加。图2 培养过程中MLSS和MLVSS的变化3.2氯苯降解性能的驯化通过逐渐减小混合液中葡萄糖的含量，增加氯苯的含量，对污泥进行定向驯化，最终使氯苯代替葡萄糖作为微生物生长的唯一碳源。而其它的营养液均保持不变。如图3所示，在污泥驯化的开始，MLSS和MLVSS的

8、浓度骤然下降，这表现了活性污泥对氯苯的耐受性较差的性质。此外，虽然MLSS和MLVSS的浓度都有所下降，但是MLSS与MLVSS的比值却在持续地增加，且最大值可以达到0.81。结果表明，随着在污泥中的生物量的不断提高，越来越多的微生物可以对氯苯进行降解。图3 培养过程中MLSS和MLVSS的变化3.3 EBRT对生物滴滤池去除效率的影响空床停留时间是在系统运行中的关键控制参数之一，如果EBRT太短的话，微生物和填料之间的传质是不充分的。另一方面，如果EBRT太长的话，就会影响生物滴滤池的运行效率。因此，本研究探讨了系统运行50天之后的系统性能（图4），实验共分为四组数据，氯苯气体浓度均为120

9、0 mgm-3 ，EBRT分别为28s，45s，75s和90s。如图4所示，氯苯的去除效率均为60以上，且随着时间的不断增加，氯苯的去除效率也在逐渐地增加，整个过程中BTF系统运行稳定。在氯苯初始浓度为878.53-15220.48 mgm-3，EBRT为56s的条件下，系统可以达到最大的去除效率，其最大去除效率为91.34。然而，对比 EBRT为45s时的去除效率，观察到氯苯的去除效率并没有大幅增加。根据这一点可以确定，在实验运行过程中，最佳的空床停留时间是45s。图4 EBRT和氯苯去除效率的关系图3.4 进、出口气体负荷之间的关系本实验研究了氯苯的去除能力和入口负荷之间的关系，控制氯苯浓

10、度为648.90-20190.85 mgm-3， EBRT分别为28s，45s，75s和90s的条件下进行实验探究。结果如图5所示，试验在不同的EBRT条件下，随着入口负荷的不断增加，氯苯的去除能力呈现相同的变化趋势，然而欧盟协议中，氯苯的去除能力是随着日益增多的入口负载线性不断升高的。实验中，最大的去除能力为154.32gm-3h-1，这个结果可以在EBRT为28s时达到 。然而，随着EBRT的不断减少，氯苯的去除能力从100的地方开始偏离去除曲线越来越遥远，这就表明，氯苯的去除效率正在逐渐地降低。所以，入口负载越低，氯苯的降解就会越完全。图5 消除能力和入口负荷的相关性4 结论本实验将培养

11、和驯化的活性污泥接种到生物滴滤池上来对氯苯气体进行降解。实验结果表明，该BTF系统可以成功地启动，并且稳定操作，同时没有出现任何反应器堵塞的问题。本实验结果表明，BTF系统能有效降解气态氯苯。EBRT为90s和氯苯初始浓度为878.53-1522 0.48gm-3的条件下，去除效率是最大的，并且其平均的氯苯去除效率也可以达到97.3左右。最佳的EBRT确定为45s。此外，最大的去除能力为154.32gm-3h-1，它是在EBRT为28s和氯苯的初始浓度为920.36-2019 .85gm-3的条件下达成的。5 致谢本工作由是科技部国家创新项目（09C26213203714）提供的支持，并且由江

12、苏省环境保护先进技术重点实验室（ AE201119 ）和江苏省的清澜工程科技创新团队（ 2010）提供科研基金。参考文献1 Yadav JS, Wallace RE, Reddy CA. Mineralization of mono-and dichlorobenzenes and simultaneous degradation of chloro- and methyl-substitued benzenes by the white rot fungus Phanerochaete chrysosprium. Appl Environ Microbiol;1995;61: 677-680

13、.2 Alberici RM, Jardim WF. Photocatalytic destruction of VOCs in the gas-phase using titanium dioxide. Appl Catal B:Environl;1997;14:55 68.3 Tsoukleris DS, Maggos T, Vassilakos C, Falaras P. Photocatalytic degradation of volatile organics on TiO2 embedded glass spherules. Catal Today;2007;129:96 101

14、.4 Jo WK, Park JH, Chun HD. Photocatalytic destruction of VOCs for in-vehicle air cleaning. J of Photochem and Photobio A:Chem;2002;148:109 119.5 Wcctman DF. Volatile organic chemicals in the environment. Indoor Environt;1994;3:55-57.6 EPAHealth effects criteria document for chlorobenzeneFinal draft

15、US Environmental Protection Agency,Washington D C,600/88-90/99NationalTechnical In-formation Service, PB89-192116, USA, 1988.7 Marc F, Juan AB, Xavier G, Carles C, Javier L, Marc AD, etc. Biological sweeting of energy gases mimics in biotrickling filters.Chemosphere;2008;71:10-17.8 Xue NT, Wang QH, Wu CF, Zhang LH, Xie WM. Enhanced removal of NH3 during composting by a biotrickling filter inoculated with nitrifying bacteria. Biochem Eng J;2010;51:86-93.9 Cristiano N, Attilio C, Mario Z. Biotrickl