生物强化净化餐饮油烟复合污染物的过程及机理研究

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为进一步提高生物净化法处理餐饮油烟复合污染物的净化效果,利用丝瓜络活化和改性制备不同的吸附剂对油烟废气进行吸附处理,探讨不同吸附剂对油烟废气的吸附性能和吸附机理,确定最优吸附填料。利用天然丝瓜络进行活性污泥驯化及挂膜实验,基于气相色谱质谱仪(GC-MS)分析中间降解产物。探究微生物膜对油烟复合污染物的净化效果和降解机理,并利用高通量测序确定生物膜上优势菌种。利用天然丝瓜络制备丝瓜络粉末(TGS),丝瓜络炭(TGSC-0),芬顿试剂改性丝瓜络炭(TGSC-1)三种餐饮油烟吸附材料,进行材料表征实验,结果表明三种丝瓜络材料表面产生均匀孔道,孔径分别为9.267 nm,3.963 nm和2.347 nm;TGSC-1表面生成大量羟基、羰基和硝基等官能团,并负载了铁基元素;两种丝瓜络炭的热稳定性远大于天然丝瓜络粉末。利用制备的3种丝瓜络吸附材料对餐饮油烟废气进行吸附性能实验,确定TGSC-1为最佳吸附材料。TGSC-1对总油、非甲烷总烃(NMHC)、PM2.5和PM10的饱和吸附量分别为25.791 mg/g、13.019 mg/g、9.816 mg/g和15.985 mg/g。Langmuir模型对TGSC-1吸附各污染物的拟合度R~2分别为0.935、0.949、0.947和0.983,均高于对应的Freundlich模型方程。活性污泥经过25天餐饮油烟驯化,水质指标污泥沉降比(SV)、污泥体积指数(SVI)、混合液悬浮固体浓度(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)、VSS/SS分别为26%、98.16 m L/g、2.73 g/L、1.78 g/L、70%。镜检下观察到轮虫、累枝虫的出现,还有大量楯纤虫和钟虫等指示生物。驯化后活性污泥对餐饮油烟中的总油、NMHC、PM2.5、PM10的去除率分别为83%、56%、67%和77%,活性污泥洗涤液中酯和烯烃可完全去除,醇、烷烃、醛类去除率分别为97.91%、97.39%和78.01%。将135g天然丝瓜络固定于活性污泥洗涤槽内,10天后微生物挂膜成功,微生物量达到100 mg/g左右,过氧化氢酶(CAT)和脂肪酶(LPS)活性稳定在68U/mgprot和75 U/mgprot左右。总油、NMHC、PM2.5、PM10的去除率分别提升至86%、61%、75%和82%。餐饮油烟污染物质量浓度的气相洗涤效率提高了43.7%,液相生化降解率提高了44%。经过高通量测序,确定丝瓜络生物膜上5种以油烟为碳源的优势菌属,分别为假单胞菌属(Pseudomonas)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)等3种细菌属,假丝酵母属(Candida)和短梗霉属(Aureobasidium)等2种真菌属。
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