陰離子表面活性劑對(duì)正己烷在生物濾池中降解的影響

1、陰離子表面活性劑對(duì)正己烷在生物濾池中降解的影響摘要：通過(guò)采用間歇式實(shí)驗(yàn)測(cè)試了微生物菌膜對(duì)三種陰離子表面活性劑的生物降解性和最容易生物降解的表面活性劑對(duì)微生物的毒性，并通過(guò)比較兩個(gè)生物濾池研究了增強(qiáng)己烷降解度的最佳SDS濃度。結(jié)果表明SDS可被微生物降解，且在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)其毒性對(duì)微生物是微不足道的。在正己烷的生物過(guò)濾中SDS的最佳濃度為０１ＣＭＣ，在72gm3h1的固定加載速率下消除能力達(dá)到50.4gm3h1。當(dāng)正己烷進(jìn)氣濃度從600mgm

2、3增加到850mgm3BTF2的（含SDS）去除效率從67%下降到41%，BTF1從52%到42%(不含SDS)。在氣體空床停留時(shí)間為7.5s，入口濃度為200mgm3的條件下，SDS可以提高己烷去除，從43%(BTF1)到60%(BTF2)。ＶＯＣ揮發(fā)性有機(jī)化合物ＢＴＦ生物濾池ＣＭＣ臨界膠束濃度１前言隨著人們對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放的公眾意識(shí)的提高空氣污染最近受到主要關(guān)注且成為至關(guān)重要的問(wèn)題。政府和環(huán)境機(jī)構(gòu)嚴(yán)格規(guī)范這些揮發(fā)性有機(jī)化合物的

3、排放?？尚杏行У腣OC排放控制策略的發(fā)展已成為必然。最可取的控制VOC的排放的選擇是一種環(huán)境友好型技術(shù)。對(duì)于VOC和難聞的氣體的控制生物過(guò)濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和正確運(yùn)作被認(rèn)為是具有成本效益的和有前途的技術(shù)。此外與傳統(tǒng)的VOC控制技術(shù)相比生物過(guò)濾系統(tǒng)更適合去除揮發(fā)性有機(jī)化合物。生物過(guò)濾過(guò)程以微生物把揮發(fā)性有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和生物質(zhì)能的能力為基礎(chǔ)。然而當(dāng)用于疏水性揮發(fā)性有機(jī)化合物生物過(guò)程效果不佳因?yàn)榈腿芙舛群褪杷畵]發(fā)性有機(jī)化合物從氣相轉(zhuǎn)移

4、到生物膜相的揮發(fā)抑制了微生物活動(dòng)。結(jié)果疏水性揮發(fā)性有機(jī)化合物的低去除性能，如正己烷和苯乙烯已被記錄在生物過(guò)濾系統(tǒng)。因此提高揮發(fā)性有機(jī)化合物在生物膜相中的生物利用度將有助于提高這些化合物的生物降解性。提高疏水性揮發(fā)性有機(jī)化合物的生物利用度的一種方法是把表面活性劑應(yīng)用于生物過(guò)濾器。這歸因于表面活性劑的添加降低表面張力并且形成膠束從而增加疏水性有機(jī)化合物在液相中的溶解度。就這一點(diǎn)而言在土壤污染和沉積物方面，人們對(duì)表面活性劑進(jìn)行了廣泛的研究。此

5、外大多數(shù)研究報(bào)道表面活以上進(jìn)行了表面活性劑的毒性測(cè)試和操作過(guò)程的描述。所不同的是易提供碳源和能源(去離子水中每升)的1.0g葡萄糖0.02g酵母提取物和0.02克蛋白胨被分別應(yīng)用于這個(gè)實(shí)驗(yàn)。然而對(duì)照燒瓶所提供的培養(yǎng)液缺乏SDS。燒瓶頂部空間產(chǎn)生的二氧化碳由氣相色譜判定用于評(píng)估SDS對(duì)微生物的毒性。在SDS燒瓶產(chǎn)生的二氧化碳明顯低于對(duì)照燒瓶時(shí)，SDS被認(rèn)為是對(duì)微生物有毒的。２.２.２生物濾池用兩個(gè)同樣的BTF(BTF1和BTF2)并行進(jìn)行

6、實(shí)驗(yàn)。每個(gè)生物過(guò)濾器都是由一個(gè)封閉的樹(shù)脂玻璃制成，內(nèi)部直徑10厘米總高度78厘米。四個(gè)類似圓柱聚氨酯海綿媒介包裝在每個(gè)BTF上。每個(gè)生物濾池總床體積為3.14L.包裝媒介在包裝在BTF之前，要被浸泡到取自污水處理廠活性污泥中作為種子源接種在BTF上。使用計(jì)時(shí)器定期自動(dòng)將營(yíng)養(yǎng)從頂端的生物過(guò)濾器以4.5Ld1噴灑在濾床來(lái)保持媒介濕度。每個(gè)BTF上都是正己烷和濕潤(rùn)的空氣的氣體混合物。氣體流量通過(guò)流量計(jì)來(lái)調(diào)整。氣體隨著營(yíng)養(yǎng)流動(dòng)方向流動(dòng)。BTF設(shè)

7、置的示意圖見(jiàn)圖1。BTF成功啟動(dòng)后在BTF2培養(yǎng)液中加入一定量SDS而B(niǎo)TF1不加SDS。正己烷平均進(jìn)氣濃度為200mgm3，空床停留時(shí)間設(shè)置為30s作為參照條件。為了獲得一個(gè)最優(yōu)的SDS濃度在以72mgm3h1速度下持續(xù)通入己烷進(jìn)行了不同濃度的SDS試驗(yàn)(0.05CMC0.1CMC0.3CMC0.5CMC)。隨后由正己烷濃度(600和800mgm3h1)和EBRT(30，15，7.5s)對(duì)BTF性能的影響測(cè)出SDS的最佳濃度。為了確保

8、BTF穩(wěn)定，操作參數(shù)變化之后，每個(gè)BTF都要恢復(fù)上述參考條件幾天時(shí)間。２.３分析方法氣體樣品中正己烷濃度的測(cè)量使用氣相色譜法。二氧化碳濃度的檢測(cè)用氣相色譜法配備了熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)和TDX01柱(HRBYInc.China)。３結(jié)果與討論３.１表面活性劑的生物降解性兩個(gè)BTFS啟動(dòng)后，生物膜可在填料介質(zhì)的表面上觀察到。對(duì)TritonX100，TW20和SDS的生物降解性進(jìn)行評(píng)價(jià)和比較。從圖2的結(jié)果可以看出，在用SDS燒瓶產(chǎn)生的二氧化碳

9、的含量比不含SDS的控制更多。更重要的是CO2在用SDS濃度為1.0CMC和在不含SDS對(duì)照燒瓶燒瓶的比率比0.1CMC的高得多。這說(shuō)明了SDS是由微生物易降解的碳源。從圖2也可以看出，二氧化碳并未在0.1CMC或1.0CMC的TritonX100濃度的存在下生產(chǎn)，這表明微生物不能使用的TritonX100作為碳源。換句話說(shuō)，TritonX100是難以被微生物降解。一個(gè)可能的原因是，TritonX100分子具有難降解的部分：芳香環(huán)和聚合