DCM去除对比：BF与BTF工艺性能研究

"BF和BTF工艺去除DCM性能比较，潘维龙，成卓韦，通过对比实验，分析了以营养型缓释填料的生物过滤塔（BF）和聚氨酯小球为填料的生物滴滤塔（BTF）在处理二氯甲烷（DCM）模拟废气方面的性能差异。实验表明，两种工艺都能有效去除DCM，并在不同的运行条件下表现出良好的去除效果。" 本文是一篇首发论文，主要研究了在废气生物净化领域中，两种不同类型的生物处理装置——生物过滤塔（BF）和生物滴滤塔（BTF）在处理二氯甲烷（一种常见的有机挥发性化合物，简称DCM）模拟废气时的效能。实验中，BF使用了营养型缓释填料，而BTF则采用聚氨酯小球作为填料。实验结果显示，两种工艺均能在短时间内（BF为22天，BTF为25天）完成挂膜过程，这为微生物的附着和DCM的生物降解提供了良好的基础。 在扫描电镜观察下，发现BF填料表面的菌落结构相对疏松，生物膜较薄，而BTF填料表面的菌落结构紧密，生物膜较厚。这种结构上的差异可能影响了两种工艺对DCM的去除效率和矿化程度。实验数据表明，在DCM进口浓度100至1500 mg·m-3，停留时间25至85秒的范围内，BTF和BF的去除负荷最高分别达到了22.61 g·m-3·h-1和29.05 g·m-3·h-1，显示出两者都具有较高的处理能力。 进一步的研究发现，滤塔中产生的CO2量与DCM降解量之间存在线性关系，表明DCM的降解主要是由微生物的代谢作用完成。通过对矿化率的计算，得出BTF的矿化率为70.4%，BF的矿化率为66.8%，显示BTF在DCM的完全矿化方面表现更优。矿化率是指污染物被转化为无害或低毒物质（如CO2和H2O）的比例，矿化程度高意味着更多的DCM被转化为无害产物。 此外，DCM的降解动力学行为符合Michaelis-Menten模型，该模型常用于描述微生物对底物的吸收和代谢过程。通过模型拟合，得出了BTF和BF的单位体积最大降解速率（rmax）分别为22.7790 g·m-3·h-1和28.5714 g·m-3·h-1，以及气相饱和常数（Ks）分别为0.1412 g·m-3和0.1486 g·m-3。这些参数可以用来预测和优化设备在不同工况下的运行性能。 BF和BTF在去除DCM方面都有其优势，BF可能更适合于快速挂膜和高去除负荷的需求，而BTF则在矿化程度和生物膜厚度方面表现出更强的能力。这些研究结果对于理解和优化DCM等有机挥发性化合物的生物处理工艺具有重要的理论和实践意义。