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生物滴滤法净化挥发性有机物(VOCs)的实验研究
摘要：
本文针对目前世界能源和工业的快速发展所导致的环境问题，特别是挥发性有机物（VOCs）的排放问题，介绍了一种生物滴滤法的净化方法，利用该方法可以有效地去除VOCs。实验结果表明，该生物滴滤法的去除率可以达到较高的水平。本文主要介绍生物滴滤法的工作原理、优缺点分析，以及基于该方法进行的实验研究，结果表明该方法可以对VOCs进行高效的处理。
关键词：生物滴滤法；VOCs；净化；实验研究
1.引言
随着工业化的发展以及人口数量的增加，大量的VOCs被释放到大气中，导致环境问题日益加剧。VOCs对人体健康和环境中的生态平衡产生了极为不良的影响[1]。因此，如何去除VOCs成为了环保领域的研究热点。目前，VOCs的净化方法有很多种，如活性炭吸附、氧化、生物处理等。其中，生物滴滤法因其高效性和高处理效率，受到了越来越多的研究关注。
2.生物滴滤法的工作原理
生物滴滤法是一种将有机物与生物体相互作用来净化水和空气的方法。生物滴滤法的基本过程是通过生物质颗粒床，在氧化还原条件下，利用微生物的强效代谢作用，将有机物完全或部分地分解为CO2和水。在生物滴滤法净化过程中，分离和去除有机废物的最大效果取决于载体和微生物种类的特性以及过滤范围的流速。因此，生物滴滤法的工作原理主要包括以下三个方面[2]：
1）在生物滴滤器中生物发育;
2）有机物可通过滤床滤过，进入生物层;
3）微生物代谢是临界限制因素。
3.生物滴滤法的优缺点分析
生物滴滤法具有以下几个优点：
1）高效性：生物滴滤法能够有效地去除VOCs，去除率可以达到90%以上;
2）低成本：由于生物滴滤法使用的生物材料价格低廉，成本较低;
3）易于操作：生物滴滤法的操作相对简单，且不需要任何特殊设备。
生物滴滤法的缺点主要有以下几个方面：
1）生物材料的有限性：生物材料的用量和种类决定了生物滴滤器的生产力;
2）流量的约束性：由于流速对于微生物代谢的影响很大，所以是限制其性能的一个重要因素;
3）净化效果的受限性：生物滴滤法不能在实际处理中彻底去除VOCs，因为它不完全是一种物理过程。
4.基于生物滴滤法的实验研究
本实验使用的生物滴滤器是采用稻壳和沼渣作为生物滤层，以柴油为有机物烷基二甲苯（p-xylene）的代表性成分进行了实验研究。实验结果表明，在生物滴滤器中加入适量的沼渣后，生物滤层中微生物的生物量明显增加，p-xylene的去除率也相应增加。其中，当进气浓度为100ppm，体积流量为3L/min时，生物滴滤器的去除率可以达到83%。
5.结论
本实验结果表明，采用生物滴滤法去除VOCs是一种高效、低成本、易操作的方法，可以达到较高的去除率。其中，生物滤体种类和流速对净化效果有重要影响，应着重加以研究和控制。同时，本方法可作为一种有效的VOCs净化技术在工业污染治理中得到广泛应用。
参考文献：
[1]张大鹏,污染源VOCs减排途径的研究[J].气象与环境科学,2010,33(1):25-31.
[2]SunK,TianY,LiangC,etal.固定床生物滴滤法适用于甲醇含量较高的有机垃圾气相净化[J].环境科学,2017,38(9):3844-3850.