Investigation and analysis of air-cleaning biofilter hybrid biocharge quantitative and qualitative parameters

Abstract

Investigation of microorganism quantitative and qualitative parameters in the hybrid load of the biofilter allows improving the parameters of one of the most effective and cheapest air cleaning technologies of volatile organic compounds (VOCs)—biofiltration process. The point of biofiltering is the partitioning of volatile organic compounds during the metabolism of microorganisms. In pursuance to assure the best conditions for their growth, the biofilter is loaded with biocharge mixture made of zeolite, foam and wood shavings. The device is filled with VOCs mixture consisting of: acetone of ketone group; butanol of alcohol group and xylene of aromatic carbohydrate group. The optimal temperature of 30 °C is sustained in the air-cleaning device as well as neutral concentration of hydrogen ions (pH 6.9–7.1), biocharge mixture is irrigated with mineral saline solution. The investigation results show that the biofilter is operating most effectively 8 weeks after the end of its activation. The most propitious conditions for growing in the first biofilter cassette is when mould fungus and bacteria cultures have grown, the distribution percentage of which is respectively 5.3% and 94.7% in regard to all grown colonies. The most acceptable for mould is the faction of zeolite granules and activated synthetic foam cubes for bacteria.

Article in English.

Oro valymo biofiltro mišrios įkrovos kiekybinių ir kokybinių mikrobiologinių parametrų tyrimai

Santrauka. Mikroorganizmų biofiltro mišrios įkrovos kiekybinių ir kokybinių parametrų tyrimai leidžia tikslingiau įvertinti vienos iš efektyviausių ir pigiausių LOJ (lakiųjų organinių junginių) valymo iš oro technologijų – biofiltracijos proceso parametrus. Biofiltracijos proceso esmė – LOJ skaidymas vykstant mikroorganizmų metabolizmui. Siekiant užtikrinti palankiausias sąlygas jiems augti, kaip biofiltro bioįkrova panaudota ceolito, porolono ir medienos drožlių mišinys. Į įrenginį buvo leidžiamas LOJ mišinys, į kurio sudėtį įėjo: ketonų grupei priklausantis acetonas; alkoholių grupei – butanolis ir aromatinių angliavandenilių grupei – ksilenas. Oro valymo įrenginyje buvo palaikoma optimali 30 °C temperatūra, neutralivandenilio jonų koncentracija (pH 6,9–7,1), bioįkrovos mišinys drėkintas mineralinių druskų tirpalu. Tyrimų rezultatairodo, kad biofiltras efektyviausiai veikia praėjus 8 savaitėms nuo jo aktyvinimo. Užaugus pelėsinių grybų ir bakterijų kultūroms (jų procentinis pasiskirstymas įrenginyje yra 5,3 % ir 94,7 % visų užaugusių kolonijų atžvilgiu) nustatyta, kad palankiausios sąlygos augti pirmoje biofiltro kasetėje. Pelėsiams tinkamiausia ceolito granulių frakcija, o bakterijoms – suaktyvinti sintetiniai porolono kubeliai.

Reikšminiai žodžiai: oro valymas, mikroorganizmai, metabolizmas, biofiltracija, LOJ, įkrova, efektyvumas.

Исследование количественных и качественных микробиологических параметров воздухоочистного биофильтра при смешанной загрузке

Резюме. Исследование количественных и качественных параметров микроорганизмов при смешанной загрузке биофильтра позволяет совершенствовать параметры одной из самых эффективных и дешевых технологий по очисткевоздуха от летучих органических соединений (ЛОС) – процесса биофильтрации. Суть процесса биофильтрациизаключается в расщеплении ЛОС в процессе метаболизма микроорганизмов. В целях обеспечения самых благоприятных условий для их роста биофильтр загружался биологической смесью из цеолита, поролона и древеснойстружки. В устройство вводилась смесь ЛОС, в состав которой входил ацетон (группа кетонов), бутанол (группа спиртов) и ксилен (группа углеводородов). В воздухоочистном устройстве поддерживалась оптимальная температура (30 ^oC), нейтральная концентрация ионов водорода (pH 6,9–7,1), биологическая загрузочная смесь смачивалась раствором минеральных солей. Полученные результаты свидетельствовали о том, что наиболее эффективнобиофильтр работает спустя 8 недель после окончания его активизации. После того, как культуры грибков плесении бактерий, процентное распределение которых в устройстве соответственно было равно 5,3% и 94,7% относительно всех выращенных колоний, выросли, наиболее благоприятными для роста оказались условия в первой кассете биофильтра. Для плесени наиболее приемлемой оказалась фракция гранул цеолита, а для бактерий – активизированные кубики синтетического поролона.

Ключевые слова: очистка воздуха, микроорганизмы, метаболизм, биофильтрация, ЛОС, загрузка, эффективность.

Keyword : air cleaning, microorganisms, metabolism, biofiltration, volatile organic compounds (VOCs), bioload, effectiveness