你的位置:首页 > 新闻动态 > 专题报道

生物滴滤塔中组合填料实验结果和讨论

2017-02-10 14:25:55      点击:

生物滴滤塔中组合填料实验结果。

阻力与气体流量之间的关系是决定工程操作费用的重要参数,滴滤塔的压降随气体流量的增大而增大。喷淋液流量一定时,填料种类和气体流量对塔阻力的影响如图1所示。

填料种类和气体流量对塔阻力的影响


 由图1可以看出,当气体流量从200 L /h增大到1 000 L /h时, 3 种填料阻力的波动范围为75~300 Pa。当气体流量从1 000 L / h 增大到2 000 L /h时, 3种填料的阻力显著增大,分别为:多孔凹凸填料,从180 Pa增大至500 Pa;强化挂膜填料,从300 Pa增大至750 Pa;轻质填料,从200 Pa增大至890 Pa。多孔凹凸填料和强化挂膜填料是轻质填料的改进产品, 3种填料的空隙率由大到小顺序为:多孔凹凸填料,强化挂膜填料,轻质填料。多孔凹凸填料空隙率最大,阻力最低,不易堵塞,但容易发生“沟流”,致使恶臭气体在滴滤塔中的停留时间缩短,不仅影响挂膜效果,而且使挂膜时间延长。轻质多孔填料的阻力较大,需要频繁反冲洗才能保持较好去除效果。

吸附性能对阻力的影响

填料上的生物含量越大,对恶臭气体的去除效果越好,但填料上的生物膜的量并不能无限制地增长,生物膜太多容易导致料堵塞。因此,对3种填料在相同实验条件下的吸附性能进行研究。实验过程气体流量控制在1 500 L /h,每天给循环污泥中添加营养液,补充损失水分,通过观察得出循环污泥的浓度和塔阻力变化情况 。


污泥浓度和塔阻力随时间的变化 

由图2可以看出,随运行时间延长,循环液中污泥的质量浓度下降,填料的阻力上升。运行前5天, 3种填料的吸附效果均较好。对轻质多孔填料、强化挂膜填料和多孔凹凸填料,运行到第5 天, 循环液中污泥的质量浓度分别降到1 630, 1 410, 1 300 mg/L。使用轻质多孔填料和强化挂膜填料时,运行时间超过15天,循环液中污泥的质量浓度趋于稳定。实验过程中还清晰地观察到,轻质多孔填料表面光滑,生物膜附着量少,大部分脱落的生物膜填充在填料空隙中,并随喷淋液沉淀在装置底部;多孔凹凸填料表面生物膜脱落速度较快,阻力为1. 45 kPa时塔出现液泛现象;强化挂膜填料表面附着大量生物膜,阻力变化平缓(小于1. 18 kPa) 。生物膜容易在强化挂膜填料表面固定,因为这种填料微孔丰富,内部多孔且具有特殊的单孔结构。与其他2种填料相比,强化挂膜填料的亲生物性较好,生物膜的“脱落—生长—脱落”平衡容易建立,塔的压降能够维持稳定。

组合填料

根据单一填料的实验结果,对3种填料进行组合:底部用空隙率和表面积均较大的多孔凹凸填料,以增加微生物的挂膜数量并强化对难溶气体的吸附;中间采用强化挂膜填料,以有利于微生物的生长和气、液的进一步均匀分布;上部选用轻质多孔填料,以通过填料的吸附和良好的表面性质,保证出口有害气体浓度达到相关标准要求。在选定的实验条件下进行组合填料的脱臭实验,以通过生物滴滤塔的压降变化来判断生物膜的生长是否成熟,实验结果如图4所示。

组合填料去除率和塔阻力随运行时间的变化

由图3可以看出,挂膜初期(前3天) , H2 S,NH3 , CH3 SH,VOCs去除率迅速下降,但塔阻力却快速增长,原因是微生物尚未适应吸附环境,主要依靠填料的吸附作用和喷淋液的吸收作用工作。随着填料的吸附饱和,生物膜逐渐在填料表面形成,从第3天开始微生物对恶臭气体的降解作用越来越明显。到第15 天, NH3 及H2 S去除率达到80. 6% ,塔阻力增长缓慢。到第35 天,VOCs及CH3 SH出口浓度达到GB 1455—1993二级厂界标准A 类要求, H2 S及NH3 去除率大于98. 4%。塔阻力基本保持在680~700 Pa,出口气体一直处于达标状态,生物膜的颜色逐渐由无色变为浅黄、深黄、褐色。变为褐色标志着生物膜已经成熟。与强化挂膜填料塔的阻力相比,运行期间组合填料塔的起始阻力和稳定(时)阻力均较低。在满足出口气体达标的前提下减小动力消耗,可有效解决生物滴滤塔压降大和由于填料堵塞而引起的液泛现象。


结论

a. 单一填料不能满足生物滴滤塔对阻力低且吸附性好的操作要求。

b. 组合填料生物滴滤塔的性能优于单一填料塔,在保证出口恶臭气体浓度达标的前提下,塔阻力降低,避免了“沟流”和液泛现象。

c. 运行60 天, 组合填料滴滤塔的阻力为680~700 Pa, H2 S, NH3 , CH3 SH, VOCs去除率均大于98%。


《组合填料在生物滴滤塔上的应用》作者:王军1 ,刘发强2 ,秦赏1 ,程海3 ,齐国庆2 ,朱义朝1