气体滤塔尾气生物气溶胶和内毒素的排放特征与控制技术研究

Biofiltration is a common technology to treat waste gas, using microorganisms inside the biofilters to degrade the target contaminants. When the gas flow goes through the biofilters, some microorganisms and metabolism products are carried out to form bioaerosol and airborne endotoxin, presenting a potential risk for human health. The objective of this project is to establish cost-effective technology to control the bioaerosol emission from biofilters. Therefore, the emitted characteristics of bioaerosol and airborne endotoxin under different operating conditions as well as the impact factor and its corresponding influence mechanisms will be investigated. Furthermore, several disinfection technologies including UV irradiation, ozone oxidation and their combination technology will be used to control the bioaerosol emission from biofilters. During the disinfection process, the release and the decomposition properties of the airborne endotoxin will be explored. These investigations will help to illustrate the transformation of airborne endotoxin. This project will make great significance both in the theoretical and technical supports for the application of biofiltration system.

生物过滤技术是一项重要的废气污染控制技术，在工程实践中得到了广泛应用。当气体通过生物过滤塔时，一部分微生物及其代谢产物（内毒素）会在气流作用下排出，形成生物气溶胶和气载内毒素,存在较大的健康风险。本研究以控制过滤塔尾气生物气溶胶为目标，阐明过滤塔尾气生物气溶胶和气载内毒素的排放特征；研究紫外消毒、臭氧氧化及其联合技术对尾气生物气溶胶的灭活特性及其调控机制；深入分析气载内毒素在生物气溶胶控制过程中的释放特性，分析内毒素的降解产物，探讨内毒素的降解途径，最终阐明气载内毒素的迁移转化规律。该研究的成果将为降低生物过滤工艺尾气排放带来的健康风险提供理论依据和技术支持。

生物过滤技术是一项重要的废气污染控制技术，在工程实践中得到了广泛应用。当气体通过生物过滤塔时，一部分微生物及其代谢产物（内毒素）会在气流作用下排出，形成生物气溶胶和气载内毒素,存在较大的健康风险。本研究以控制过滤塔尾气生物气溶胶为目标，阐明过滤塔尾气生物气溶胶和气载内毒素的排放特征；发现随着空塔气速的增加，塔中细菌和真菌生物气溶胶的浓度均呈现先增大后减小的趋势，尾气细菌和真菌浓度分别为268cfu/m3和198cfu/m3。当空塔气速超过140m/h时，塔中生物气溶胶和内毒素浓度出现稀释效应。停留时间4.27 s、相对湿度95%条件下，单独UV365、单独UV254下紫外辐照对大肠杆菌的灭活效率分别为0.4 lg、2.5 lg，加入光催化作用后提升为2.5 lg、3.4 lg；紫外/光催化对不同细菌或状态的灭活效率为大肠杆菌>枯草芽孢杆菌>枯草芽孢杆菌芽孢；不同相对湿度下灭活效率95%>70%>30%；增大停留时间和光照强度也在一定程度上提升灭活效率，但影响效果不明显。通过微波对不同生物气溶胶的处理，发现各种微生物气溶胶的灭活效果随着微波辐射的功率和时间的增加而增大，对大肠杆菌和杂色曲霉菌气溶胶有较高的灭活效果，在700W功率的微波下直接辐射20 s时灭活率最高分别可达4.15-lg和2.94-lg；对气载内毒素(细胞代谢有毒物质)有一定的去除效果，最大去除率可达15.2 %；对枯草芽孢杆菌及其孢子气溶胶的灭活效果较弱，最大灭活率分别为1.51-lg和0.71-lg。该研究的成果将为降低生物过滤工艺尾气排放带来的健康风险提供理论依据和技术支持。