惡臭廢氣主要來源生產活動例如化工、冶金、生物制品、屠宰、污水處理及垃圾處理等工廠所產生的廢氣。畜禽場是重要的污染源養豬場廢氣含160種化合物，主要成分有氨、胺、含硫化合物、揮發性脂肪酸、吲哚類、糞臭類、酚類、醇類和羰基類化合物。

當前1頁，總共103頁。廢氣的處理方法理化法：目前主要采用的方法，如燃燒、吸附、吸收和還原等。工藝或設備較復雜，運行費用較高；二次污染問題，用于處理某些惡臭廢氣時，效果不甚理想。生物法：具有處理效率較高、適應性較廣、工藝較簡單以及費用較省等優點。當前2頁，總共103頁。廢氣的微生物處理1957年在美國獲得專利，1970年代引起重視，1980年代德國、日本、荷蘭等國工業規模各類生物凈化裝置投入運行。廢氣生物反應器處理對許多一般性的空氣污染物的去除率可達到90％以上。歷史當前3頁，總共103頁。一、廢氣生物處理的特點廢氣或尾氣(wastegas，off-gas)在生物反應器內進行。揮發性有機化合物(volatileorganiccompounds，VOCs)以及其它有毒或有臭味的氣體，如NH3和H2S等。化工、制藥等行業產生的有害污染物(hazardousairpollutants，HAPs)以及堆肥廠、垃圾填埋廠產生惡臭(odor)等。當前4頁，總共103頁。去除效率高

空氣污染物去除效率超過90％。投資少，運行費用低不需要投入額外的化學品;化學法需加催化劑和氧化劑等，如次氯酸鹽、過氧化氫、二氧化氯等。當前5頁，總共103頁。污染少產物為生物量，易處理。耗能低常溫常壓下進行，微生物利用VOCs產生能量。消耗的動力只是污染氣體進入處理系統時所消耗的能量(正壓送風或負壓引風)。當前6頁，總共103頁。水溶性強向介質表面微生物膜擴散速率高；主要有無機物如H2S和NH3等、醇類、醛類、酮類以及簡單芳烴(如BTEX)等有機物。適宜處理的污染氣體應具有的特點：當前7頁，總共103頁。易降解

容易降解，否則將導致污染物濃度增高，毒害生物膜或影響傳質，降低生物濾器效率，或使處理完全失敗。當前8頁，總共103頁。二、廢氣生物處理的基本形式根據介質性質不同，分為：1.生物洗滌(bioscrubbing)生物洗滌器(bioscrubber)內是液態介質

2.生物過濾(biofiltration)生物濾過采用是固態介質生物濾池(biofilters)生物滴濾池(biotricklingfilters)當前9頁，總共103頁。生物濾池適用于處理肉類加工廠、養殖場、污水處理廠和堆肥廠等處產生的廢氣。特點是濃度不高，帶有強烈臭味。當前10頁，總共103頁。當前11頁，總共103頁。當前12頁，總共103頁。濾料選擇堆肥

篩選，濾層均勻、疏松，空隙率>40％濾料保持濕潤，濾層含水量不低于40％，但不能有積水。濾層保持適當的溫度。土壤

腐殖土，厚度不小于50cm，土壤水分40％~70％，草炭

通氣良好，除臭效果好。當前13頁，總共103頁。當前14頁，總共103頁。2．生物滴濾池生物滴濾池由箱體、生物活性床層、噴水器等組成。廢氣經預處理室去除顆粒物和增濕后進入濾床底部。濾料使用陶瓷、塑料等人工材料，顆粒狀或有空隙的材料，床層厚度0.5~1.0m。當前15頁，總共103頁。優點：濾料重量輕、空隙大、表面積大、廢氣和介質接觸時間短(幾秒鐘)，處理效率高，濾料不需更換。處理的濃度100mg/m3~5g/m3，流量5~50000m3/h。缺點？當前16頁，總共103頁。生物滴濾塔當前17頁，總共103頁。當前18頁，總共103頁。應用微生物過濾床已成功地用于化工廠、食品廠、污水泵站等方面的廢氣凈化和脫臭。污染物包括硫化氫、二硫化碳、苯乙烯、甲苯、丙烷、異丁烷、苯酚、乙醇、四氫呋喃、環已酮、甲基乙基甲酮等。當前19頁，總共103頁。

3．生物洗滌生物洗滌裝置洗滌器和生物反應器兩部分組成吸收設備有噴淋塔、篩板塔、鼓泡塔等，吸收過程很快，停留時間約幾秒鐘；生物反應器中可進行好氧處理，活性污泥法和生物膜法，停留幾分鐘至十幾小時。當前20頁，總共103頁。生物洗滌當前21頁，總共103頁。生物洗滌裝置當前22頁，總共103頁。循環廢水的利用可以直接進入吸收器重復使用；經過泥水分離后再重復使用。當前23頁，總共103頁。吸收液組成：微生物、營養物和水；適合處理水溶性強的氣態污染物，如醇類、酯類、醛類和酮類等。污水處理廠剩余活性污泥配制混合液作為吸收劑可用于處理復合型臭氣，特別能脫除很難治理的焦臭。德國開發一套二級洗滌裝置，臭氣濃度由1.110-3降低至510-5，并且抗沖擊負荷。當前24頁，總共103頁。四、處理廢氣的微生物純菌種混合微生物①含有多種成分的混合廢氣，需要多種微生物分別降解；②有的成分需要幾種微生物的相繼作用才能分解轉化為無害物質，氨先經硝化細菌再經反硝化作用細菌才能成為分子態氮；當前25頁，總共103頁。四、處理廢氣的微生物③難降解成分由多種微生物聯合作用降解；鹵代有機化合物先經厭氧微生物還原脫鹵，再被好氧微生物徹底分解；④工藝需要，即使廢氣成分能被單一微生物分解，仍接種復合微生物硫化氫氧化中，為了使自養型脫氮硫桿菌(Thiobacillusdenitrificans)凝絮持留于反應器內，需與活性污泥中的異養型微生物—起共培養。當前26頁，總共103頁。五、廢氣生物處理的基本條件主要有水分，養分、溫度、氧氣(有氧或無氧)以及酸堿度等。1．水分微生物生命活動的必要成分；吸收廢氣的溶劑。采用土壤或堆肥等固態處理系統時，適宜的水分含量可保證氧與水分的供給。50％~70％為適宜的含水量。通常預處理需要加濕，防止濾料變干。當前27頁，總共103頁。2．養分廢氣可為微生物提供一定的養分，VOCs可以提供碳源和能源，但是需要適當補足其它養分。不同的處理工藝對養分控制有差異，例如生物滴濾池補充營養鹽十分重要，但是堆肥生物濾池補給營養鹽的次數可以減少，一年補給二次即可。當前28頁，總共103頁。3．溫度廢氣生物處理多用中溫條件(25～35℃)，少用高溫。土壤或堆肥處理廢氣時通常采用自然溫度，如果微生物分解基質放熱造成溫度過高則需采取降溫措施。當前29頁，總共103頁。4．氧氣廢氣處理多用異養型好氧微生物；氧的供給量與供給方式對處理效率的影響很大，微生物數量、基質濃度和溫度等因素也會影響供氧。少數厭氧條件，例如著色菌處理硫化氫，則需控制無氧條件，以氨氣取代反應系統的氧氣。當前30頁，總共103頁。5、酸堿度以中性或微堿性為宜。廢氣生物處理中的細菌多數適應于中性至微堿性環境，只有少數種類對酸堿度要求比較特殊，例如氧化硫硫桿菌最適pH為2.6~2.8，最低為pH1.0，最高為pH4.0~6.0。當前31頁，總共103頁。惡臭的控制①焚燒：如對垃圾和食品加工廠的殘渣等可燃性物質焚燒；②氧化：氧化劑有臭氧、氯氣和高錳酸鉀等；③吸附：吸附劑有活性炭、硅膠、活性氧化鋁等；④酸堿處理：稀酸處理堿性惡臭物質(如三甲胺)，稀堿處理酸性惡臭物質(如硫化氫)：⑤生物氧化：利用生物酶的催化氧化作用；⑥掩蔽：不便處理的低濃度臭氣施放有香氣的物質來掩蔽臭氣，如果濃度太高則不起作用。當前32頁，總共103頁。畜禽飼養場惡臭的控制

1．日糧設計與惡臭控制

2．飼料添加劑的應用(1)酶制劑(2)抗生素(3)益生菌(probiotics)(4)酸化劑

3．除臭劑(deodourant)的使用(1)化學除臭劑(chemicaldeodoulant)(2)生物除臭劑(biologicaldeodourant)當前33頁，總共103頁。環境與能源工程學院北京工業大學博士研究生答辯高效生物除臭滴濾塔的構建及微生態學分析微生態學分析及動力學模型的建立5H2S降解菌的篩選及降解特性研究2生物強化再啟動生物滴濾塔實驗研究3H2S降解菌的固定化及反應器凈化性能實驗4結論與展望6不同結構生物滴濾塔凈化H2S實驗研究1當前34頁，總共103頁。課題研究背景及意義惡臭污染物來源及危害傳統及新興的惡臭控制技術生物法處理惡臭廢氣的國內外研究現狀課題主要研究內容北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前35頁，總共103頁。課題研究背景及意義物理法生物法化學法掩蔽法稀釋法冷凝法吸附法燃燒法氧化法吸收法生物滴濾法生物吸收法生物過濾法

主要惡臭控制技術當前36頁，總共103頁。國內外研究進展反應器結構順流逆流錯流李堅等采用錯流式生物滴濾床凈化甲苯廢氣獲得了良好的處理效果。較大的比表面積和孔隙率持水性機械強度廉價、養護簡單Kim等利用海藻酸鈉和PVA作為載體固定H2S氧化菌，采用生物濾池工藝，凈化效率穩定在99%以上。填料復合菌群和純菌種國外的許多研究都是從不同生境中分離到能代謝硫系惡臭物質的菌種接種于生物脫臭器中用來處理硫系惡臭氣體。排硫硫桿菌、脫氮硫桿菌和氧化硫硫桿菌。降解菌微生態及機理傳統培養方法和分子生物學技術Sercu等采用PCR-DGGE技術研究生物滴濾塔微生物種群結構，接種嗜酸硫桿菌滴濾塔種群多樣性較低運行穩定，接種絲狀菌滴濾塔物種群多樣性較高，運行性能受運行參數影響顯著。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前37頁，總共103頁。生物法處理惡臭廢氣存在的主要問題4有效生物量不足２啟動周期長、去除負荷低3停止運行后再啟動性能差1停留時間長、占地面積大缺點當前38頁，總共103頁。目標污染物特性硫化氫分子量34.082，相對空氣密度1.192，熔點-85.6℃，沸點-59.6℃微溶于水，1體積水2.6體積硫化氫無色、臭雞蛋氣味、有刺激性劇毒氣體排放標準國家10mg/m3北京5mg/m3當前39頁，總共103頁。主要研究內容B篩選不同類群的硫化氫降解菌，優化組合后，采用生物強化法進行停滯運行生物滴濾塔的再啟動研究。A采用四階段復合掛膜方法快速啟動生物滴濾塔，優化滴濾塔內布液布氣，設計分期補液式生物滴濾床。CH2S降解菌的固定化及固定化生物反應器H2S凈化性能的研究。D不同結構生物滴濾塔微生物種群結構對比分析及動力學模型的建立。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前40頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究實驗裝置及方法Na2S溶液;(2)蠕動泵;(3)H2SO4溶液;(4)反應瓶;(5)緩沖瓶;(6)質量流量計;(7)立式生物滴濾塔;(8)營養液槽;(9)電磁閥;(10)負壓風機;北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前41頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究檢測項目H2S、S2-、SO42-濃度鏡檢、革蘭氏染色、SEM壓力降北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前42頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究評價指標降解率η進氣負荷L去除負荷EC停留時間EBRT北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前43頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究馴化前馴化后硫化氫降解菌的馴化北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前44頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究初形成采用快速排泥法將菌種掛膜于填料，生物膜初步形成促生長增加營養物質濃度，使微生物以最大比增長速率繁殖生長，生物膜厚度逐漸增加。

氣液聯合馴化使微生物菌群形成優勝劣汰，優勝劣汰生物膜脫落處又會因菌種附著在填料上而出新的生物膜

再形成復合掛膜方法當前45頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究掛膜啟動北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前46頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究營養液對立式生物滴濾塔影響性能研究低噴淋量高噴淋量北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前47頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究立式生物滴濾塔的去除負荷立式生物滴濾塔能夠達到的最佳體積去除負荷為

89.15g·(m3·h)-1。

最大體積去除負荷再135g·(m3·h)-1左右。

反應器上、下段的去除量分別為

0.43g·h-1和0.63g·h-1。氣液分布不均、

上段寡營養北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前48頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究不同停留時間下的運行效果北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前49頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究立式生物滴濾塔的溫度分布特性X：沿進氣方向填料層的高度最高溫差2℃北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前50頁，總共103頁。立式生物滴濾塔凈化H2S廢氣的研究壓力降運行初期壓降隨時間變化壓降隨風速的變化

采用的四階段復合掛膜方法能夠快速的啟動立式反應器，在3天后即可以穩定運行。但傳統的立式生物滴濾塔由于氣液逆流接觸，存在營養液分布不均的問題，這導致生物滴濾塔存在去除負荷不高，溫度分布不均的問題。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前51頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究1.Na2S；2.H2SO4；3.反應瓶；4.緩沖瓶；5.蠕動泵；6空氣壓縮機；7.質量流量計；8.生物滴濾床；9.布液裝置；10.U型液封管；11.循環液槽；12.循環泵；13.下液管；14.上液管；15.分液槽；16.抽氣風機北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前52頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究1廢氣經漸擴導流區均勻進入到填料區，保證氣體分布的均勻性；廢氣與營養液十字流接觸交叉分布，減少了流經高度，二次布液使營養液在縱向分布均勻，避免不必要的能耗；2填料區由中間緩沖區分為前、后兩部分，利用時間計時裝置分別控制營養液量，硫化氫氣體濃度和營養液噴淋量一致；3進、出氣口可調換位置，保證反應器內部微生物分布的均勻性，優勝劣汰掉部分細菌，提高反應器整體性能。4本裝置安置方便靈活，可安裝在底下，節省空間并有保溫作用，另外錯流式生物滴濾塔壓降小，能耗小，便于維修。分期布液式生物滴濾床特點當前53頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究掛膜啟動

采用與立式生物滴濾塔同樣的掛膜方法，分期布液生物滴濾床在運行初期即達到90%以上的去除效率。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前54頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究營養液對去除性能的影響最佳營養液噴淋量3L/h營養液溫度：20~30℃營養液更換周期：7d北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前55頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究生物滴濾床去除負荷生物滴濾塔能夠達到的最佳體積去除負荷為171

g·(m3·h)-1。

最高去除負荷為216g·(m3·h)-1

反應器前、后段的去除量分別為0.74g·h-1和0.67g·h-1解決液體分布不均的問題北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前56頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究進氣負荷對生物滴濾床種群結構的影響

SEM表征高負荷低負荷北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前57頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究高負荷運行代謝產物分析陶粒外觀AFMH2S(g）H2S(l)S0SO32-SO42-高負荷狀態下，微生物不能徹底氧化分解H2S，導致中間產物硫累積，因此表現為陶粒表面硫磺的覆蓋。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前58頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究進氣負荷對生物滴濾床種群結構的影響微生物種類穩態高負荷前段后段前段后段細菌2.1×1084.5×1075.95×1085.17×108真菌5.1×1053.97×1051.28×1064.7×105放線菌3.9×1053.24×1054.2×1053.56×105硫細菌4.1×1078.75×1064.53×1074.23×107

微生物種群主要由細菌、真菌、放線菌組成。穩態運行，前段微生物數量遠遠大于后段，尤其是硫細菌。

負荷升高時，后段微生物數量增多，硫細菌前后兩段大致相近。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前59頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究生物滴濾床溫度分布特性最高溫差1.6℃氣液錯流接觸有利于反應器內溫度的均勻分布北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前60頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究系統內營養液pH和SO42-分析北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前61頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究進氣方向改變對滴濾床去除效能的影響北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前62頁，總共103頁。分期布液生物滴濾床凈化H2S廢氣研究壓力降實驗運行時間大概一年，雖然壓降有所上升，但并沒有出現因生物質積累而堵塞的現象，對H2S去除效果依然很好。通過優化反應器布液布氣結構，采用分期布液式生物滴濾床進行了凈化H2S廢氣的研究，實驗結果證明生物滴濾塔的去除負荷明顯提高，溫度分布趨于均勻。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前63頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究滴濾塔菌群結構細菌真菌放線菌中性培養基酸性培養基H2S瓊脂培養基GyM瓊脂培養基高氏一號培養基馬鈴薯培養基虎紅培養基降解菌篩選的準備北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前64頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究取樣富集液體培養多次劃線分離菌種篩選步驟菌種保存北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前65頁，總共103頁。H2S降解菌生理生化特性菌態觀察菌落直徑約為0.1~0.3cm，呈圓形，濕潤，菌落呈灰白色，表面不透明、有光澤，邊緣隆起、凸面，在平板上長出菌落時間為5~7天。初步鑒定光學顯微鏡觀察細菌，數量眾多，能運動。菌體呈現短桿狀。經革蘭氏染色后，菌體呈現紅色，結果表明此菌為革蘭氏陰性菌。

當前66頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究H2S降解菌的最佳生長條件其最適生長溫度為30℃最適pH在6.0～7.0之間最佳搖床轉速為120r·min-1。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前67頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究H2S降解菌產酸特性北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前68頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究H2S降解菌生長曲線停滯期對數期穩定期衰退期北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前69頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究青霉Penicilliumsp.FLC-1頭孢霉Cephalosporiumsp.FLC-2形態特征氣生菌絲呈掃帚狀，頂端長有分生孢子，分生孢子梗不分枝，分生孢子呈橢球狀，2~2.5μm，生長速度快。氣生菌絲呈繩狀，有縱隔，孢子梗直立，無叉。分生孢子卵圓形，1.2μm×（2~2.5）μm，光滑，透明。察氏培養基(G)中度(CO)白色→黃綠色(CR)白色→黃色(G)中度(CO)白色→灰白色(CR)白色→淺黃色馬鈴薯培養基(G)旺盛(CO)淺黃色→亮黃色(CR)淺黃色→黃綠色(G)中度(CO)白色→淺粉色(CR)白色→深棕色真菌的生理生化特征北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前70頁，總共103頁。H2S降解菌的篩選及降解特性研究真菌的生理生化特征青霉Penicilliumsp.FLC-1頭孢霉Cephalosporiumsp.FLC-2H2S產生瓊脂(G)不生長(G)中度(CO)白色→灰白色(CR)白色→黃色高氏一號(G)中度(CO)白色→淺綠色(CR)白色→橄欖綠(G)中度(CO)白色→淺粉色(CR)淺粉色→暗紅色GyM瓊脂(G)中度(CO)白色→青綠色(CR)黃綠色(G)中度(CO)白色(CR)白→灰綠生理生化鑒定為：青霉Penicilliumsp.FLC-1和頭孢霉Cephalosporiumsp.FLC-2北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前71頁，總共103頁。生物強化再啟動立式生物滴濾塔的研究實驗材料與方法菌源

菌源：篩選的硫細菌和真菌組成的混合菌

停滯運行1個月的立式生物滴濾塔

實驗裝置當前72頁，總共103頁。MyceliafungiRodshapebacteriaRodshapebacteria生物強化再啟動立式生物滴濾塔的研究生物強化后生物滴濾塔的運行性能北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前73頁，總共103頁。生物強化再啟動立式生物滴濾塔的研究再啟動后立式生物滴濾塔的去除負荷采用生物強化方式再啟動生物滴濾塔：H2S最佳去除負荷由最初的110g·(m3·h)-1提高到129g·(m3·h)-1H2S最大去除負荷由最初的152g·(m3·h)-1提高到170g·(m3·h)-1。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前74頁，總共103頁。生物強化再啟動立式生物滴濾塔的研究短期閑置對滴濾塔穩定性能的影響實驗安排：第一階段只是停止營養液的供給；閑置時間為6天。第二階段是同時停止供液和供氣，閑置時間為5天。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前75頁，總共103頁。生物強化再啟動立式生物滴濾塔的研究SEM表征閑置前恢復后以上的實驗結果證明，將真菌和細菌組成的復合菌群以生物強化方式可以快速啟動停止運行的生物滴濾塔，并且去除負荷提高，有較強的穩定性。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前76頁，總共103頁。H2S降解菌的固定化研究固定化小球的制備方法固定化小球的制備方法氯化鈣、去離子水固定海藻酸鈉、去離子水滴加液攪拌攪拌注射滴加放置過夜硬化固定化小球抽濾洗滌添加劑包埋法載體選取：海藻酸鈉添加劑：活性炭北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前77頁，總共103頁。H2S降解菌的固定化研究活性炭小球制備正交實驗因素A海藻酸鈉(%)B氯化鈣(%)C活性炭纖維(%)D菌體量(ml)實驗范圍2-51.5-2.50.025-0.0751-3極差R82755591.2因素主→次D→A→C→B最優方案D3A3C3B2

實驗類型：4因素3水平正交實驗北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前78頁，總共103頁。H2S降解菌的固定化研究機械性能測試北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前79頁，總共103頁。

H2S降解菌的固定化研究固定化小球降解性能實驗40~50mg/LpH=625~30℃120r/min北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前80頁，總共103頁。

H2S降解菌的固定化研究實驗流程示意圖

北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前81頁，總共103頁。

H2S降解菌的固定化研究固定化生物滴濾塔的啟動氣體流量為2.2L·min-1，入口濃度為85~90mg·m-3。在啟動14h后出口濃度能維持在10mg·m-3。最佳停留時間11s,比原立式生物滴濾塔縮短4s.北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前82頁，總共103頁。

H2S降解菌的固定化研究進氣濃度對固定化生物滴濾塔去除性能的影響6s11s以上的實驗結果證明，以制備的活性炭固定化小球作為填料能夠快速啟動立式生物滴濾塔，最佳停留時間縮短至11s，主要原因是包埋法有效的提高了滴濾塔的有效菌群數量。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前83頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立PCR-DGGE是用一對特異性引物PCR擴增微生物的16srRNA基因，產生長度相同但序列有異的DNA片段的混合物，通過變性劑甲酞胺和尿素形成的線性梯度丙稀酞胺凝膠電泳對雙鏈DNA分子進行分離。在一定溫度下，同一濃度的變性劑濃度下，序列不同的產物，其部分解鏈程度也不同，而產物解鏈程度又直接影響其電泳遷移率，結果不同的產物在凝膠上分離開來。

PCR-DGGE技術北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前84頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學DGGE分析PCR擴增DNA提純取樣PCR-DGGE實驗步驟當前85頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立DNA提取陶粒來源DNA含量（μg·μl-1）A260/A280A260/A230立式生物滴濾塔112.061.8752.055分期布液生物滴濾床291.211.8812.149在實驗中用A260/A280和A260/A230的比值，來評估樣品的純度，較純凈的DNA樣品A260/A280比值在1.8左右，A260/A230應大于2.0。若A260/A280小于1.6，表示樣品中蛋白質或者酚類物質含量較高。若A260/A230的比值小于2.0，則說明樣品存在糖類污染。本提取過程所得DNA滿足實驗要求。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前86頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立變性凝膠電泳分析

兩者共有這一些相同的種屬，如所標記的A，B，C，D，E，F條帶，

兩者也各自存在著各自特有的種菌。如立式反應器的a’，b’，c’，d’，e’，分期布液式生物滴濾床的a，b，c，d，e，f，g，k條帶。

采用香濃-威納多樣性指數（H）評價立式生物滴濾塔電泳圖譜條帶數量為14±3，其對應的多樣性指數為2.12±0.08，

分期布液式生物滴濾塔電泳圖譜的條帶數為23±3，其對應的多樣性指數為2.85±0.13。

分期布液式生物滴濾塔的微生物多樣性要優于立式生物滴濾塔。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前87頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立1待降解組分從氣相主體擴散到生物膜凝膠層的外表面（外擴散過程）；2待降解組分由生物膜凝膠層的外表面向膜內的微孔擴散（內擴散過程）；3待降解組分在生物膜凝膠層內部被吸附，經生化反應轉化為無毒無害的物質（生化反應過程）；4代謝產物從微孔外擴散至生物膜外表面（內擴散過程）；5代謝產物從生物膜外表面擴散至氣相主體（外擴散過程）。當前88頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立微元體的輸入量-微元體的輸出量=生物膜的削減量=生物降解量+生物膜累積量生物膜內降解數學模型的建立總物料守恒方程：即將Monod方程代入令則零級反應一級反應北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前89頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立H2S削減量=生物降解量+填料累積量生物滴濾塔宏觀去除模型邊界條件：L=0，c=cin,L=H,c=cout，積分得：令降解模型根據30s停留時間時的數據計算得Ks=430mg·m-3，Vm=312.5g·m-3·h-1。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前90頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立模型的驗證北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前91頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立模型的修正Cin<93mg·m-3，累計系數a=0.24；93mg·m-3<Cin<230mg·m-3時，累計系數a=0.08；當Cin>230mgm-3，a可忽略。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前92頁，總共103頁。生物滴濾塔微生態學分析及動力學模型的建立修正模型的驗證在停留時間15s，進氣濃度在50~300mg·m-3之間，對修正的生物滴濾塔降解模型進行了驗證，將模擬值與實驗值進行比較。模擬值與實驗值的相關系數為0.92，顯著相關，且差異不顯著。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前93頁，總共103頁。結論與展望結論立式生物滴濾塔凈化H2S研究1采用四階段復合掛膜法可快速啟動生物滴濾塔，最佳停留時間為15s。2最佳體積去除負荷為89.15g·(m3·h)-1，最大體積去除負荷為135g·(m3·h)-1。立式生物滴濾塔存在氣液及溫度分布不均的問題。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前94頁，總共103頁。結論與展望結論分期布液式生物滴濾床凈化H2S實驗1分期布液式生物滴濾床最佳體積去除負荷達到171g·(m3·h)-1，凈化效率能夠達到90%。其最高體積去除負荷為216g·(m3·h)-1。2優化反應器布液布氣，采用分期布液式生物滴濾床凈化H2S廢氣，實驗結果證明生物滴濾塔的去除負荷明顯提高，溫度分布趨于均勻。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前95頁，總共103頁。結論與展望結論H2S降解菌的篩選及降解特性分析1篩選出一株具有較好的H2S降解活性的菌株。革蘭氏陰性，最適生長溫度30℃，最適pH6.0～7.0之間，最佳搖床轉速120r·min-1。2篩選分離出2株真菌，分別命名為青霉Penicilliumsp.FLC-1和頭孢霉Cephalosporiumsp.FLC-2北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前96頁，總共103頁。結論與展望結論生物強化再啟動立式生物滴濾塔效能的研究1最佳去除負荷由最初的110g·m-3·h-1提高到129g·m-3·h-1，凈化效率為90%。最大去除負荷由最初的152g·m-3·h-1提高到170g·m-3·h-1。2短期閑置后生物滴濾塔能夠快速恢復，停水停氣不會明顯改變生物滴濾塔的種群結構。生物滴濾塔具有較好的穩定性。北京工業大學博士研究生答辯環境與能源工程學院當前97頁，總共103頁。結論與展望結論H2S降解菌的固定化及反應器凈化性能1固定化小球最佳制備參數：海藻酸鈉5%、氯化鈣2.5%、活性炭0.3%、菌量3ml。2最佳培養