生物滴滤塔处理苯乙烯废气问题研究

生物滴滤塔处理苯乙烯废气问题研究

摘要：本文针对生物滴滤塔在苯乙烯废气处理中的营养液喷淋方式以及停留时

间选择等问题，通过实验分析方法进行研究分析，以进行最佳工艺方案确定，以

促进其在苯乙烯废气处理中的有效推广与应用，并为有关实践及研究提供参考。

关键词：生物滴滤塔；苯乙烯；废气处理；问题；研究

苯乙烯是一种具有较大的毒性作用与恶臭气味的污染物质，主要产生于油漆

加工与塑料、橡胶生产等过程中，对大气环境的污染危害十分严重。苯乙烯作为

工业生产所排放的一种有机废气，针对其污染影响，现阶段的主要处理方法包括

吸附法、冷凝法以及燃烧法、吸收法等，这些处理方法在实际应用中具有较好的

效果，但同时也存在工艺流程复杂且运行成本较高等问题，导致其运行推广与应

用局限性突出。此外，生物法作为有机废气污染处理的一种有效方法，它与上述

的常规有机废气处理方法相比，则具有废气处理效率较高，且设备简单、运行成

本较低等特点，是当前进行低浓度有机废气处理的一种理想手段，而生物滴滤塔

进行苯乙烯废气处理应用，不仅具有较好的稳定性与高效性特征，并且实际应用

十分广泛。下文将结合生物滴滤塔进行苯乙烯废气处理的实际情况，通过实验方

式对其实际处理应用中的有关问题进行研究，以供参考。

1、生物滴滤塔处理苯乙烯废气的应用研究

生物法是当前进行有机废气处理的一种理想技术手段，它进行有机废气处理

应用的主要作用机理表现为通过将有机废气中的有机物作为微生物进行新陈代谢

反应的唯一碳源，从实现有机废气中的有机物向无机物转化分解，同时对微生物

自身的生命活动进行维持。其中，生物滴滤塔进行苯乙烯废气处理，是通过对生

物膜净化技术与高效化工装置（即填料塔）的结合运用，实现对苯乙烯废气的高

效与稳定处理。根据有关研究结论显示，生物滴滤塔进行苯乙烯废气处理应用，

不仅具有较好的处理效果，能够有效避免二次污染产生，并且其工艺操作较为简单，管理方便，运行成本较低，同时研究还指出，生物滴滤塔技术在进行低浓度

与生物降解性较好的有机废气处理应用中，其作用优势更加显著，并且当前针对

生物滴滤塔工艺在有机废气处理中的应用研究，主要围绕生物处理对象以及填料、反应动力学模型以及有关工艺条件的优化设计、对优势菌种的选育等内容开展。

我国针对生物滴滤塔处理有机废气的相关内容研究开展，主要开始于上世纪90

年代，其中，对生物滴滤塔技术进行含苯环有机废气净化处理的工艺条件以及反

应动力学、优势生物膜微种群等，有关学者先后都开展了相应的研究。值得注意

的是，填料作为生物滴滤塔处理有机废气中微生物生长附着的场所，对其处理效

果有着十分重要的影响，针对填料的性能及其在生物滴滤塔处理有机废气中的影响，国内外也开展了大量的研究，其中，就有研究显示，以泥炭与玻璃珠（4:1）作为混合调料，在苯乙烯氧化菌株玫瑰色红球菌培养液中进行接种培育，以形成

生物滴滤塔处理有机废气的生物膜进行试验分析，其结果表明对浓度为0.8g/m3

的气流苯乙烯，其气流速度在245m3/h时，对苯乙烯净化处理量能够达到

63g•m3•h，效果十分显著。此外，还有研究显示，以焦炭与塑料环组合填料进行生物滴滤塔处理苯乙烯废气应用，通过开展中试启动试验，将启动过程中进气浓

度控制为50至114mg/m3的情况下，其对苯乙烯废气的净化去除率能够达到30%至45%左右，最高时能够达到90%左右，也具有较好应用效果。结合上述对生物

滴滤塔处理苯乙烯废气的研究开展情况，在已有的研究理论支持下，针对活性炭

的较高比面积与较好化学稳定性、可再生等特征，还有研究采用菌丝体热解炭和

木屑混合作为填料，在生物滴滤塔处理苯乙烯废气中运用，也取得了较好的应用

效果。

总之，根据生物滴滤塔处理苯乙烯废气的研究开展情况，停留时间以及营养

液是对其处理性能与效果产生影响的主要因素。为此，下文将以生物滴滤塔处理

苯乙烯废气的停留时间与营养液问题为主，通过实验分析，对其在生物滴滤塔处

理效果中的影响进行研究。

2、生物滴滤塔处理苯乙烯废气的有关问题分析

2.1实验材料与方法

本次实验分析应用的材料主要包括苯乙烯（分析纯、从天津市祥瑞鑫化工科

技有限公司购买），含苯乙烯废气（浓度含量为58-183mg/m3），填料（由天津

鑫凯达公司购买，粒径为3至5mm，强度为135.4N/颗粒，比表面积约为

11.674m2/g，孔容为0.148ml/g，孔隙率为24.59%），自制营养液（Na2HPO4密

度为0.7g/L，KH2PO4密度为0.5g/L，NaNO3密度为10g/L），菌种（由某石化企

业污水厂好氧池中的活性污泥中提取）；实验仪器包括LZW转子流量计（江苏裕

顺仪表有限公司生产），ZS100型微量注射泵（河北保定申辰泵业有限公司生产），BT300LC型蠕动泵，U型压差计，GC2010Plus型气相色谱仪（日本岛津）。

实验分析结合生物滴滤塔处理苯乙烯废气的具体操作工艺流程设置，通过使

用微量注射泵将苯乙烯注入混合器后，通过在混合器中与从缓冲罐注入空气进行

接触，在转子流量计的气体流量控制下，从生物过滤塔的底部进行流入，然后和

填料层中的微生物膜进行接触反应，并从顶部向外排出。其中，营养液通过蠕动

泵从生物过滤塔的顶部向填料层进行喷淋，对喷淋渗滤液则通过底部进行流出，

以实现对营养液的循环利用，形成相应的生物滴滤塔苯乙烯废气净化处理工艺系统，具体如下图1所示。根据该工艺流程进行实验分析后，采用气相色谱法进行

含苯乙烯废气中的苯乙烯质量浓度检测，对实验分析过程中填料层中的压降变化

使用U型压差计进行测量分析。

图1 生物滴滤塔处理苯乙烯废气实验中的工艺流程设置

2.2实验结果分析

按照上述实验方法，首先对不同停留时间在生物滴滤塔处理苯乙烯废气中的

影响分析显示，将停留时间从40s延长到54s时，按照上述工艺流程进行苯乙烯

净化处理的效果明显提升，但是继续进行停留时间延长到80s时，其净化处理效

果基本维持不变。由此可见，废气和填料接触的时间停留越长，其去除效果明显

提升，但在停留时间达到一定标准时，其去除效果基本不变，其中，54s为上述

工艺的最佳停留时间。

其次，针对营养液喷淋方式在生物滴滤塔处理苯乙烯废气中的影响研究显示，营养液喷淋对压降变化存在一定的影响，因此，通过设置2h一次与一次1min、

3h一次与一次1min等不同营养液喷淋方式，并对其进行实验分析后，对比各喷

淋方式下的实验结果发现，采用3h一次、一次1min的营养液喷淋方式进行生物

滴滤塔处理苯乙烯废气应用，其对填料层压差与废气去除能力的影响综合效果更好，而2h一次、一次1min的营养喷淋方式其对填料层的压差变化影响较大，并

且两种方式进行苯乙烯废气去除效率差异并不十分显著。

3、结束语

总之，对生物滴滤塔处理苯乙烯废气的有关问题进行研究，有利于对其在苯

乙烯废气处理中的应用优势以及有关技术问题进行有效把握，从而促进其进一步

推广和应用，具有十分积极的作用和意义。