[发明专利]一种应用硅酮母粒处理降解二氯甲烷废气的方法

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种硅酮母粒作为固液双相生物反应器的非水相体系（NAP）在二氯甲烷废气净化中的应用。

（二）背景技术

二氯甲烷（Dichloromethane,简称DCM）是甲烷分子中的两个氢原子被氯取代后生成的化合物。DCM作为一种重要的工业溶剂，主要在金属材料去油污、除漆行业和制药工业等方面作溶剂使用，随着工业化、城市化进程的加快，对其需求量也日益增大。DCM虽然水溶性小，但是脂溶性非常强，易在生物体内的脂肪中积累，通过食物链的富集作用积累于高级捕食者中，对生物体造成不良影响。据研究表明，DCM对皮肤和粘膜有较强的刺激性，更有致癌效应，能在小鼠和大鼠肺部和肝脏引发肿瘤。

DCM的广泛应用使其对地下水及大气的污染日益严重，在环境中具有积累性和可持续性，已被美国环保署列在129 种优先控制的有毒污染物名单之中，因此急需寻求一种高效的去除方法。生物法基于微生物的代谢活动降解有害污染物，在处理过程中具有环境友好性、运行费用低、可处理废气量大等优势。然而，传统的生物法在降解DCM这类水溶性差的挥发性有机污染物（VOCs）时往往难以达到理想效果。这是因为VOCs的降解是一个涉及气、液、生物膜相传质与生化降解的复杂过程，水溶性差造成的气液传质限制往往成为制约废气净化的首要因素。另外，VOCs降解过程中微生物的生命活动易受污染物浓度的影响，浓度过高微生物活性受到抑制，浓度过低微生物基本的新陈代谢难以维持。故生物法难以有效净化非稳态废气，尤其是含DCM的非稳态废气。

针对上述DCM降解过程中的瓶颈问题，两相分离生物反应器逐渐被应用于废气净化。两相分离生物反应器通过在反应体系中加入非水相（NAP）可以有效克服反应过程中所遇到的高浓度、高毒性的底物、中间产物的抑制，以及水、VOCs和微生物之间的传质障碍等限制因素，实现微生物对VCOs的高效去除。Yeom等以添加十六烷的两相分离生物搅拌器为研究对象，苯的去除负荷达到291 g/(m³﹒h)。Arriaga等发现添加10%硅油的两相分离反应器与普通搅拌式反应器相比，正己烷去除负荷从50 g/(m³·h)提高至120 g/(m³·h)。硅油、十六烷等有机相的加入虽然使得两相反应器在废气处理效果和耐冲击负荷方面有明显提高，但是，该种液态NAP存在明显的缺陷：表面张力小而易产生泡沫；易乳化，导致细胞进入有机相影响降解活性。而以固态多聚物代替现有的液态NAP，则NAP易泡沫化、难回收、高经济成本等问题将迎刃而解。

本发明以硅酮母粒作为NAP以促进DCM废气的生物净化，迄今尚未见报道。

（三）发明内容

本发明的目的是针对上述生物法降解DCM去除效果差、抗冲击负荷能力低等不足，提供了一种固态多聚物作为两相分离生物反应器降解DCM过程中的NAP及其应用。

本发明采用的技术方案是：

一种应用硅酮母粒处理降解二氯甲烷废气的方法，所述方法为：在反应器中加入无机盐培养基和硅酮母粒，硅酮母粒的用量为无机盐培养基质量的5-30wt%（优选10~20wt%），无机盐培养基中接种罗得西亚甲基杆菌(Methylobacterium?rhodesianum)H13 ,保藏编号:CCTCC No:M 2010121，培养至菌体浓度为100-2000 mg/L（优选500~550mg/L），从反应器底部向发酵液中通入含有二氯甲烷的废气，搅拌反应，保持反应温度为15-40℃（优选33~34℃），搅拌转速200-600rpm，控制反应液的pH值5-9（优选pH值7.5），废气在发酵液中的停留时间30-120s（优选60~80s），出口即得到二氯甲烷降解后的净化气。