半经验生物滴滤器模型研究

生物滴滤(BTF)净化有机废气是一个复杂的过程,其数学模型往往形式繁琐、参数众多,实际应用比较困难.半经验生物滴滤模型是基于生物酶促反应基本原理(米-门方程),并在含苯废气的生物滴滤净化动态实验和生物膜静态实验等研究的基础上建立和完善的一个应用模型.为了符合生物滴滤器内的实际状况,在建模过程中引入了微生物质量浓度沿床层深度变化的函数等合理假设.模型的检验采用将静态实验所得参数代入模型计算,并与生物滴滤动态实验结果进行对比的方法.检验结果表明:在较宽的负荷、表观过滤气速范围内,该模型对滴滤器的模拟值均较符合实验值.该模型的数学形式简单,参数也较少,且主要参数,如生物膜最大净化速率,K值及微生物质量浓度分布等均可通过生物膜静态实验测得.      

生物法废气净化专用微生物菌种及其作用

用气相培育驯化法培养获得废气净化专用菌种,由其挂膜制作的生物膜填料塔对废气中甲苯进行净化,实验结果表明,气相培养法所得菌种对甲苯的净化性能明显优于液相培养法所得菌种.生物膜通过吸附-生物降解作用过程净化气相中的甲苯,使针对挥发性有机废气生物净化过程提出的吸附-生物膜动力学理论的依据得到了验证.     

生物滴滤塔反硝化净化NO 废气的启动

采用低浓度NO 废气作为气相氮源、硝酸钠作为液相氮源,在序批式活性污泥法反应器(SBR)中的NO 反硝化菌驯化成熟的基础上,研究了生物滴滤塔的启动过程.结果表明,在室温、NO 进气浓度(160mg/m³)、停留时间(EBRT)113s 的条件下,接种驯化成熟种污泥的生物滴滤塔在9d 内完成挂膜.硝酸盐是影响驯化过程中NO 净化效果和N2O 产生量的重要因素,添加适量硝酸盐有助于NO 反硝化菌的正常生长,提高NO 净化效率;但硝酸盐过多时会导致中间产物N₂O 的累积.在滴滤塔挂膜启动期间,循环液吸光度、填料层压力损失与NO 净化效率呈正相关性,可作为衡量生物滴滤塔挂膜启动完成的重要指标.     

生物降解工业废气中甲苯的研究

对生物膜填料塔净化低浓度甲苯废气进行研究,结果表明,构成生物膜的假单胞菌属中的短杆菌对废气中甲苯有很强的生物降解能力,每升体积的生物膜填料对甲苯的生化去除量最大可达104.4mg/h,且当入口气体甲苯浓度低于约2.0mg/L时,单塔净化效率可保持在80%以上.甲苯在生物膜内的一级和零级表面生化降解反应速度常数分别为K_(1a)=0.1802m/h和K_(0a)=193.61mg/m~2·h,反应级数的转换约在其液相浓度为0.8～1.2mg/L(相当于气相浓度约1.7～2.1mg/L)时发生.     

生物滴滤净化VOCs进展

生物滴滤净化挥发性有机污染物技术是近年来发展起来的一项新技术。介绍了生物滴滤技术的研究现状 ,包括净化机理 ,可以净化的污染物 ,起降解作用的微生物和它们需要的环境条件 ,及生物滴滤模型。目前生物滴滤技术在以下几方面需要完善和发展 :提高微生物的降解能力 ,改进生物滴滤填料 ,完善生物滴滤模型和开展实际废气的应用研究。     

工业废气中甲苯的生物降解研究

采用生物膜填料塔进行净化低浓度甲苯废气的研究结果表明，构成生物膜的假单胞菌属中的短杆菌对废气中甲苯有很强的生化降解能力，每升体积的生物膜填料对甲苯的生化去除量最大可达１０４．４ｍｇ／ｈ，且当入口气体甲苯浓度约低于２．０ｍｇ／Ｌ时，单塔净化效率可保持在８０％以上。反应级数的转换约在其液相浓度为０．８—１．２ｍｇ／Ｌ（相当于气相浓度约１．７—２．１ｍｇ／Ｌ）时发生。     

生物膜净化含苯废气的性能研究

在生物法净化废气装置中生物膜是设备的主体和关键．研究以净化含苯废气的生物滴滤塔为对象,采用静态反应器对塔内生物膜的净化性能进行研究,探索其过程机理,为生物滴滤器的优化提供技术支持．结果表明,在生物滴滤器中单位体积生物膜的呼吸速率和苯去除速率都沿气流方向逐渐减小,但单位质量生物膜的苯去除速率却是塔中部高两边低．研究发现,当生物膜经过3d的闲置后,苯的消除能力提高了70％左右,但闲置时间超过5d后,生物净化性能开始下降．综合实验结果,推测在生物膜中同时存在苯的生物降解过程和生物储备能源的合成过程,在苯浓度越高的地方储备能源的量也越多,储备能源的存在降低了生物膜的净化能力但增强了生物膜的稳定性．     

生物法净化废气中低浓度挥发性有机物的过程机理研究

 针对生物法净化低浓度挥发性有机废气的过程机理研究表明，生物膜填料塔净化低浓度甲苯气体是一个以气膜控制为主的传质过程，其中甲苯的生化降解属于瞬时快速化学反应，即甲苯的生化降解反应速率远远超过甲苯在液膜中的扩散速率，甲苯的生化降解在气液相界面处即可发生，其宏观表现即为甲苯气体直接吸附在润湿的生物膜上后迅速被微生物生化降解。因此，可以从气体吸附理论的新角度去解释生物法净化废气中低浓度挥发性有机物的动力学过程。对于低浓度挥发性有机废气的生物法净化装置的设计与操作而言，凡能改善传质条件、减少气膜阻力的措施均能强化这一生物吸收净化过程。     

生物滴滤塔净化低浓度苯乙烯废气的研究

在生物滴滤塔中进行低浓度苯乙烯废气的生物净化实验,建立动力学模型,测定苯乙烯实验数据并定性定量检测生物膜微种群。当进口气体浓度为200～1000mg/m3、气体流量0.2～0.25 L/h、液体喷淋量10×10-3～12×10-3m3/h、停留时间50～65s、循环液体pH6.5～7.5时,净化效率为90%～99%。动力学模型的模拟计算值与实验值之间有很好的相关性,相关系数R为0.96～0.99。湿润生物膜微群落的优势菌种群包括恶臭假单胞菌、梭形芽胞杆菌、罗非氏不动杆菌等。恶臭假单胞菌的最大活菌数为5.5×107CFU/g,并随生物滴滤塔运行时间延长有减少趋势。     

生物滴滤塔净化挥发性有机废气动力学模型研究

通过对生物滴滤塔净化VOCs废气过程的分析,建立了动力学模型,简化处理后得出了基于生物降解为一级反应动力学和零级反应动力学的污染物浓度沿填料层高度变化的方程,并通过实验数据对方程进行了验证,结果表明基于生物降解一级反应动力学的方程能较好地与实验数据吻合,但常数ξα/Q却随入口浓度Cgi的增大而升高。最后,采用实验数据回归出了ξα/Q随Cg变化的曲线。     

真菌降解挥发性有机物动力学模型研究

真菌生物滤池对废气的净化过程,不涉及液膜扩散以及过渡区等问题,因此与传统的细菌生物滤池的净化过程不同．在对真菌生物滤池净化低浓度乙硫醇废气的过程机理进行研究的基础上,建立了真菌生物滤池处理挥发性有机化合物的动力学模型,分别推导出用以描述乙硫醇在生物膜内生化过程的方程式和用以描述气流方向乙硫醇浓度轴向变化的方程式,二者共同描述乙硫醇废气在真菌生物滤池中的传输与被生物分解的过程．通过对含不同浓度乙硫醇废气处理的试验验证,所建立的真菌降解乙硫醇模型的模拟结果与实测结果具有较好的一致性．     

生化法净化低浓度挥发性有机废气的动力学模式研究

针对目前国际上常用的吸收－生物膜理论，在描述生化法净化低浓度挥发性有机废气机理过程中的存在问题，提出了吸附－生物膜的新理论，并依据这一新理论建立了生物膜填料塔净化低浓度甲苯废气的动力学模式。实验结果表明，其模拟计算值与实验值之间有很好的相关性，相关系数Ｐ〉０．９３，利用这一新理论及模式，可由已知操作参数对生物膜填料塔的净化效果进行预测计算，也能为有关的理论研究和实际操作提供参考。     

生物过滤塔处理工业有机废气

选用生物载体作为反应器的填料,并利用沈阳北部污水处理厂的活性污泥对填料进行挂膜,由低到高通入工业有机气体进行驯化。在系统稳定后进行了生物过滤塔净化工业有机气体的实验研究。实验结果表明:入口气体浓度<25mg/m3时,有机废气的净化效率可保持在97%以上,当超过此值时,效率有明显下降。随着进口气体流量的增加,净化率逐渐下降,由入口流量为0.2m3/h时的97.2%下降到入口流量为0.8m3/h时的73.0%。湿度对净化率的影响较大,其中当湿度达到40%以上时,反应器有良好的去除效果。生物过滤塔的压降随着气体流量和填料高度的增加而增加。     

甲苯废气的生物膜法净化处理研究

采用国内现有微生物菌种挂膜接种的生物膜填料塔净化低浓度有机废气是可行的。初步实验研究结果表明,增加口气体甲苯浓度和气体流量,同时减小循环液体喷淋量,可使甲苯的生经去除量增大,每Ｌ体积的生物膜填料对甲苯的生化去除量最大可达１５７．１３ｍｇ／ｈ。     

生物过滤塔净化甲醛废气的动力学研究

选用榛子壳作为反应器的填料,利用沈阳北部污水处理厂的活性污泥对填料进行挂膜,由低到高通入甲醛气体进行驯化。在系统稳定后进行了生物过滤塔净化甲醛气体的实验研究,并建立了生物过滤塔降解甲醛气体的动力学模型。结果表明,入口气体浓度在低于25mg/m3时,甲醛废气的净化效率可保持在97％以上,超过此浓度值时,效率明显下降。随着进口气体流量的增加,净化率逐渐下降,由入口流量为0．2m3／h时的97．25％下降到入口流量为0．8m弧时的57．2％。根据现有动力学模型及本实验得出数据所建立的生物过滤塔净化甲醛气体的动力学模型,可以较好地模拟系统处理甲醛废气的实验结果,验证了模型的正确性。     

生物法处理含氮硫无机有机恶臭气体研究

生物滴滤塔处理含三甲胺(TMA)和二硫化碳(CS)2的双组分含氮硫无机有机混合恶臭气体的研究结果表明,生物法能有效去除含三甲胺和二硫化碳的混合恶臭气体,三甲胺(TMA)和二硫化碳(CS)2的去除效率分别可达99.8%、93.8%,生物脱臭装置对恶臭污染物的改变具有很强的适应性,对新恶臭污染物质的进入有较好的适应性,具有较好的抗冲击负荷性,运行稳定,能适应非连续性生产的要求。污染物之间没有明显的相互抑制作用,进气浓度的提高对三甲胺的生物降解效率影响微弱,对二硫化碳的生物降解效率影响较大。适宜空床停留时间为20.6 s,三甲胺去除几乎不受循环液pH变化的影响,二硫化碳的去除则在pH=7～8.3时较高。生物降解动力学研究表明,生物塔对三甲胺的最大去除能力优于二硫化碳,对二硫化碳的亲和力优于三甲胺。     

生物法净化挥发性有机废气的吸附-生物膜理论模型与模拟研究

针对挥发性有机废气的生物法净化过程,进行了吸附-生物膜新型理论的相关动力学模型研究.经采用实验室数据和工业应用试验结果的对比验证表明,该模型对描述实际过程有很好的适用性.应用该模型对人口气体甲苯浓度、气体流量及生物膜填料层高度等主要因素的影响进行模拟研究,模拟计算值与实验值之间有较好的相关性,相关系数r为0.80～0.97.