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新型复合生物填料开发及其性能评价

金顺利  
【摘要】: 填料是废气生物净化装置的核心组件,其性能直接影响污染物去除效果。本研究采用浸渍法,通过胶膜固定、包埋,使一定量的低水溶性有机矿粉均匀负载到聚丙烯网状纤维表面,开发出一种具有缓释功能、适用于废气生物过滤系统的复合生物填料。同时建立了填料特性参数测定方法,分析了该填料理化性能;并以甲苯模拟废气,对其污染物去除性能进行评价。 填料开发过程中选用聚丙烯网状纤维为骨架,以1#风化褐煤为主要养分,混合胶黏剂(PU、1#PA和2#PA)为附着和增强剂。经试验获得复合填料的合适配比,PU胶、1#PA胶和2#PA胶三种胶粘剂最佳的混合比例为30.7:38.6:30.7(质量比);有机矿粉与混合胶粘剂的最佳配比为1:1.5(质量比);最佳加水量与矿粉的比例为1:1(质量比)。 开发的新型生物填料性能评价结果表明,缓释填料的空隙率为88%,堆密度为164.3 kg·m-3,压缩强度22.4 kPa,比表面积为9.9×104 m2·m-3,pH为7.9;其营养结构与泥质填料相近,有机质、有机碳、总氮、总磷含量分别为72.2%、54.7%、1.63%、0.07%;缓释填料能长期在潮湿环境中保持良好的粘结强度,并具有营养缓释功能;缓释填料BF系统挂膜启动周期约为13 d,填料层平均干、湿生物量分别为11.6 kg·m-3和287.4 kg·m-3,阻力系数为1.3×104~8.9×104 m-1;正常运行阶段,对进气流量和污染负荷波动的适应性较强,当进气流量由88 m3·h-1增至160 m3·h-1时,去除效率由近100%降至73%;当甲苯进气负荷由48.0 g·m-3·h-1增加到123.8~135.3 g·m-3·h-1时,去除负荷基本保持在103g·m-3·h-1左右,平均去除效率为81.6%。系统闲置停运12 d后需性能恢复时间为2 d。


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