紫外預(yù)處理增強(qiáng)生物滴濾凈化氯苯廢氣的研究.pdf

1、利用紫外（UV）降解作為生物滴濾（BTF）的預(yù)處理方法凈化水溶性差、難生物降解的揮發(fā)性有機(jī)廢氣（VOCs）是近年來興起的一項(xiàng)廢氣處理新技術(shù)。本文以鹵代芳香族化合物氯苯為目標(biāo)污染物，采用自制UV-BTF聯(lián)合裝置處理人工模擬氯苯廢氣，研究其在不同工況下的連續(xù)運(yùn)行性能，以及UV光降解、BTF等單元過程及其協(xié)同作用機(jī)理。 分別采用主波長為365nm（500w）高壓汞燈和185nm（18W）的低壓汞燈為光源，考察波長、氯苯濃度、停留時(shí)間、

2、反應(yīng)介質(zhì)等對氯苯氧化及轉(zhuǎn)化為其它中間產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明：在365nm和較低進(jìn)口濃度下，氯苯去除率隨著停留時(shí)間延長而呈線性升高，最高去除率達(dá)87％； UV光降解氯苯遵循二級反應(yīng)動力學(xué)；空氣介質(zhì)中O2和H2O在光照下可轉(zhuǎn)化為活性基團(tuán)，進(jìn)而增強(qiáng)了光降解效果，同時(shí)造成氮?dú)饨橘|(zhì)下光降解氯苯的效率大為降低，最高去除率僅為61％；而過高濃度（8.47、10.95g/m3）也會使單位氯苯分子接受的光子和活性基團(tuán)數(shù)量下降，引起去除率降低。主波長為185

3、nm光源對氯苯降解效率較低，同一進(jìn)口濃度的氯苯去除率隨著停留時(shí)間延長逐漸提高，在空氣和氮?dú)饨橘|(zhì)下最高去除率分別僅為31％和7％；空氣中含有O2和H2O在光照下轉(zhuǎn)化為活性基團(tuán)增強(qiáng)了光降解效果。 采用醚型聚氨酯海綿（PU-foam）為填料的BTF凈化氯苯廢氣，結(jié)果表明進(jìn)氣濃度、空床停留時(shí)間（EBRT）、進(jìn)氣負(fù)荷、營養(yǎng)液噴淋量等是生物降解氯苯的主要影響因子。在EBRT75s下，進(jìn)氣濃度從1.4緩慢上升到9.0g/m3，氯苯去除率呈先升

4、后降的變化趨勢（62.8％→75.2％→58.6％）；而EBRT延長（30、45、60、75、90s）有利于氣態(tài)污染物在氣、液、微生物多相間的傳質(zhì)、反應(yīng)，當(dāng)進(jìn)氣負(fù)荷較低時(shí)，氯苯去除負(fù)荷隨進(jìn)氣負(fù)荷增加基本呈線性增加，去除率穩(wěn)定在75％以上；但當(dāng)進(jìn)氣負(fù)荷大于250g/m3·h-1下，體系內(nèi)的氣液傳質(zhì)成為BTF生物降解氯苯的限速步驟，去除效能顯著下降。 為此，聯(lián)合185nm（18W）UV氧化與BTF生物降解兩個(gè)單元，開展聯(lián)合工藝凈化氯

5、苯廢氣試驗(yàn)。結(jié)果表明，UV預(yù)處理可顯著縮短BTF啟動時(shí)間并提高其運(yùn)行效能與穩(wěn)定性，這主要?dú)w因于預(yù)處理單元對部分氯苯的降解及其產(chǎn)生的水溶物和可生物降解較好的中間產(chǎn)物。停留時(shí)間減少和進(jìn)氣濃度增加不利于聯(lián)合系統(tǒng)對氯苯的去除，但負(fù)荷沖擊變化對系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響減小，兩種工藝在較低的停留時(shí)間下具有明顯的協(xié)同去除效應(yīng)。在EBRT為45s、UV RT為20s的運(yùn)行階段，UV光降解和單獨(dú)BTF分別具有21％和53％的氯苯去除效率，而UV-BTF聯(lián)合系