实验中生物膜填料塔采用逆流操作。低浓度甲苯废气采用动态法配制。甲苯废气浓度采
用甲苯检知管法

(检测范围 50~1000mg/m3)，其精确度已在相关的研究中得到了验证[5]。生

物膜填料塔的运行阻力降采用

U 型压力计测定。

　　

2 结果与分析

　　

2.1 生物膜填料塔的挂膜

　　采用甲苯废气净化专用菌种

[8]以及在高气体流量 0.8m3/h(比以往实验的高 4 倍，停留

时间缩短

3 倍)条件下，对生物膜填料塔进行挂膜操作，并同时观察填料表面被生物膜覆盖

的情况、运行阻力降以及低浓度甲苯废气净化效率的变化。定时对进出口气体的甲苯浓度进
行取样分析，并计算气体中甲苯的净化效率，结果见图

2。

　　循环液体流量、气体流量负荷及甲苯浓度负荷等均会影响生物膜填料塔的挂膜过程。在
实验中，当循环液喷淋量为

9L/h，气体流量负荷为 196.6m3/(m3h)，入口气体甲苯浓度为

95~ 320mg/m3 时，生物膜填料塔的填料生物挂膜过程历时 16d 完成。在挂膜初期的 5~8d，
由于填料表面上的生物膜覆盖面不大且作用也不太稳定，净化效率在

6.7%~35.7%范围内波

动。在随后的

6~8d 里，随着生物膜的生长逐渐成熟和覆盖范围增加，生物膜填料塔对甲苯

的生物净化作用也随之逐步增强，甲苯净化效率迅速上升，最后几天基本稳定在

60%左右。

　　
　　图

2 挂膜期间的净化效率与阻力降曲线

　　

—□—净化效率，— —

△ 阻力降

　　气体流量

0.8m3/h，入口气体甲苯浓度 95-320mg/m3

　　判断生物膜的生长是否成熟，可以从微观和宏观两个方面加以判定。微观上，当填料表
面上的生物膜增长到一定厚度并趋于稳定，从生物膜上脱落和自溶的微生物菌体数量与其
附着在生物膜上的菌体数量趋于平衡时，生物膜的生长即已趋向成熟

;宏观上，生物膜填料

塔在其生物挂膜期间的运行阻力降有一个从上升到逐步趋于稳定的变化，这是生物膜生长
趋于成熟的外部表现

[9]。因此，可以由生物塔的运行阻力降的变化来判断生物膜的生长是

否成熟。由图

2 可见，在挂膜初期，运行阻力降是上升的，约 11d 后阻力降趋于稳定，基本

保持在

167Pa 左右，这标志着塔内填料表面的生物膜已基本生长成熟。

　　

2.2 气体流量的影响

　　由图

3 可以看出，随着气体流量的增加，生物膜填料塔对甲苯废气的净化效率是下降

的。造成这一现象有

2 个原因，一是由于气体流量的增加使甲苯废气在塔内停留时间减少，

不能满足生物膜中微生物菌种对废气中甲苯分子的捕捉、吸收和生化降解的时间要求，许多
甲苯分子尚未与塔内的生物膜接触即被排出塔外，从而导致净化效率下降。二是随着气体流
量的增加，气相主体对生物膜的切线冲刷力也相应增加，使部分已被生物膜吸附但结合力
不是很牢的甲苯分子重新从生物膜上脱附，进入气相主体。这一结果表明，增加气体流量会
对生物膜填料塔的处理运行效果产生不良影响。因此，要结合实际情况及要求，以企业的废
气排放标准为目标确定生物膜填料塔的适宜气体流量。
　　
　　图

3 气体流量对净化效率及进出口甲苯浓度的影响

　　

— —

△ 净化效率，—○—入口甲苯浓度，— —

◇ 出口甲苯浓度

　　此外，由图

3 可见，在实验范围内，生物膜填料塔出口气体中甲苯浓度在 50~60mg/m3

之间，符合国家废气排放标准中对现有企业的要求

(≤60mg/m3)，基本可实现达标排放。但在

高流量负荷下如何进一步提高低浓度甲苯废气的净化效率，还有待于进一步研究。
　　

2.3 入口气体甲苯浓度的影响

　　生物膜填料塔对甲苯废气的净化效率与入口气体甲苯浓度密切相关。本实验选择气体流
量为

0.8m3/h(停留时间 18.3s)、入口甲苯浓度为 95~160mg/m3 的条件(比以往实验的浓度低