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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(zhǎng)為365nm(500w)高壓汞燈和185nm(18W)的低壓汞燈為光源,考察波長(zhǎng)、氯苯濃度、停留時(shí)間、
2、反應(yīng)介質(zhì)等對(duì)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(zhǎng)而呈線性升高,最高去除率達(dá)87%; UV光降解氯苯遵循二級(jí)反應(yīng)動(dòng)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(huì)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(zhǎng)為185
3、nm光源對(duì)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(zhǎng)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(yíng)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(shì)(62.8%→75.2%→58.6%);而EBRT延長(zhǎng)(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(dòng)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(duì)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(duì)氯苯的去除,但負(fù)荷沖擊變化對(duì)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
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