生物滴滤塔中组合填料实验结果。
阻力与气体流量之间的关系是决定工程操作费用的重要参数，滴滤塔的压降随气体流量的增大而增大。喷淋液流量一定时，填料种类和气体流量对塔阻力的影响如图1所示。
填料种类和气体流量对塔阻力的影响
由图1可以看出，当气体流量从200 L /h增大到1 000 L /h时， 3 种填料阻力的波动范围为75～300 Pa。当气体流量从1 000 L / h 增大到2 000 L /h时， 3种填料的阻力显著增大，分别为：多孔凹凸填料，从180 Pa增大至500 Pa;强化挂膜填料，从300 Pa增大至750 Pa；轻质填料，从200 Pa增大至890 Pa。多孔凹凸填料和强化挂膜填料是轻质填料的改进产品， 3种填料的空隙率由大到小顺序为：多孔凹凸填料，强化挂膜填料，轻质填料。多孔凹凸填料空隙率大，阻力低，不易堵塞，但容易发生“沟流”，致使恶臭气体在滴滤塔中的停留时间缩短，不仅影响挂膜效果，而且使挂膜时间延长。轻质多孔填料的阻力较大，需要频繁反冲洗才能保持较好去除效果。
吸附性能对阻力的影响
填料上的生物含量越大，对恶臭气体的去除效果越好，但填料上的生物膜的量并不能无限制地增长，生物膜太多容易导致料堵塞。因此，对3种填料在相同实验条件下的吸附性能进行研究。实验过程气体流量控制在1 500 L /h，每天给循环污泥中添加营养液，补充损失水分，通过观察得出循环污泥的浓度和塔阻力变化情况 。
污泥浓度和塔阻力随时间的变化
由图2可以看出，随运行时间延长，循环液中污泥的质量浓度下降，填料的阻力上升。运行前5天， 3种填料的吸附效果均较好。对轻质多孔填料、强化挂膜填料和多孔凹凸填料，运行到第5 天， 循环液中污泥的质量浓度分别降到1 630， 1 410， 1 300 mg/L。使用轻质多孔填料和强化挂膜填料时，运行时间超过15天，循环液中污泥的质量浓度趋于稳定。实验过程中还清晰地观察到，轻质多孔填料表面光滑，生物膜附着量少，大部分脱落的生物膜填充在填料空隙中，并随喷淋液沉淀在装置底部;多孔凹凸填料表面生物膜脱落速度较快，阻力为1. 45 kPa时塔出现液泛现象;强化挂膜填料表面附着大量生物膜，阻力变化平缓(小于1. 18 kPa) 。生物膜容易在强化挂膜填料表面固定，因为这种填料微孔丰富，内部多孔且具有特殊的单孔结构。与其他2种填料相比，强化挂膜填料的亲生物性较好，生物膜的“脱落—生长—脱落”平衡容易建立，塔的压降能够维持稳定。
组合填料
根据单一填料的实验结果，对3种填料进行组合：底部用空隙率和表面积均较大的多孔凹凸填料，以增加微生物的挂膜数量并强化对难溶气体的吸附;中间采用强化挂膜填料，以有利于微生物的生长和气、液的进一步均匀分布;上部选用轻质多孔填料，以通过填料的吸附和良好的表面性质，保证出口有害气体浓度达到相关标准要求。在选定的实验条件下进行组合填料的脱臭实验，以通过生物滴滤塔的压降变化来判断生物膜的生长是否成熟，实验结果如图4所示。
组合填料去除率和塔阻力随运行时间的变化
由图3可以看出，挂膜初期(前3天) ， H2 S，NH3 ， CH3 SH，VOCs去除率迅速下降，但塔阻力却快速增长，原因是微生物尚未适应吸附环境，主要依靠填料的吸附作用和喷淋液的吸收作用工作。随着填料的吸附饱和，生物膜逐渐在填料表面形成，从第3天开始微生物对恶臭气体的降解作用越来越明显。到第15 天， NH3 及H2 S去除率达到80. 6% ，塔阻力增长缓慢。到第35 天，VOCs及CH3 SH出口浓度达到GB 1455—1993二级厂界标准A 类要求， H2 S及NH3 去除率大于98. 4%。塔阻力基本保持在680～700 Pa，出口气体一直处于达标状态，生物膜的颜色逐渐由无色变为浅黄、深黄、褐色。变为褐色标志着生物膜已经成熟。与强化挂膜填料塔的阻力相比，运行期间组合填料塔的起始阻力和稳定(时)阻力均较低。在满足出口气体达标的前提下减小动力消耗，可有效解决生物滴滤塔压降大和由于填料堵塞而引起的液泛现象。
结论
a. 单一填料不能满足生物滴滤塔对阻力低且吸附性好的操作要求。
b. 组合填料生物滴滤塔的性能优于单一填料塔，在保证出口恶臭气体浓度达标的前提下，塔阻力降低，避免了“沟流”和液泛现象。
c. 运行60 天， 组合填料滴滤塔的阻力为680～700 Pa， H2 S， NH3 ， CH3 SH， VOCs去除率均大于98%。
《组合填料在生物滴滤塔上的应用》作者：王军1 ,刘发强2 ,秦赏1 ,程海3 ,齐国庆2 ,朱义朝1
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