自生动态膜-生物反应器结构优化的研究

针对自生动态膜-生物反应器内部结构进行了动力学运行的理论分析,通过能量平衡机理对自生动态膜-生物反应器体系进行了讨论,基于体系总能耗最小的原理推导出液相循环流动方程.建立的混合液流速与清水流速之间的关系模型可以很好地反映混合液流速与清水流速之间的关系.通过建立的清水流速测定方法得出反应器结构与清水膜面错流流速之间的关系：调整降流区横截面积(A_d)与底部通道截面积(A_b)的比值为0.7以及升流区横截面积(A_r)与顶部通道截面积(A_u)的比值为0.9,调整降流区横截面积与升流区横截面积的比值在1.2～1.5范围内以及增加反应器的有效高度H_D都可以在不改变曝气强度的条件下增加膜面错流速度,此结果与推导出的循环流动方程可以很好地吻合.     

超滤法预处理L-乳酸发酵液

以白酒酒糟乳酸发酵液为研究对象,采用截留分子量为100 kDa的中空纤维超滤膜（聚偏氟乙烯PVDF膜）去除其中的蛋白质等杂质,为后续电渗析分离提纯L-乳酸提供合格的料液。研究表明,操作压力、温度、pH值和进料速度对蛋白质截留率、乳酸回收率和发酵液的膜通量均有影响;乳酸回收率与蛋白质截留率基本呈负相关关系,是因为被截留的蛋白质等在膜面形成滤饼层,有吸附并截留乳酸的作用。通过单因素实验,确定了在操作压力为20 kPa,温度为27℃,pH为3.9,进料速度为280 mL/min的情况下处理效果最好,蛋白质截留率可达到98.01%,乳酸回收率可达到97.78%,发酵液的膜通量为7.26 L/（m2·h）。     

基因工程菌厌氧膜生物反应器中膜污染的研究

应用基因工程菌Escherichia coli JM109与厌氧管式膜生物反应器结合,处理模拟染料废水。利用膜截留防止Escherichia coli JM109流失,厌氧膜生物反应器中Escherichia coli JM109可以达到20 g/L左右。在高菌体浓度下,测定了管式膜截留高浓度基因工程菌的临界通量,描述了在低于和高于临界通量条件下透膜压力(TMP)变化情况。考察了错流速度对膜污染的影响。分析了基因工程菌的胞外聚合物(EPS)代谢特性,试验结果为特殊菌与膜过程结合提供了膜污染控制的借鉴。     

扩体错流式生物滴滤床净化甲苯废气

采用自行设计制作的扩体错流式生物滴滤床,以甲苯为目标污染物、陶粒为填料、恶臭假单胞菌为菌源进行实验,研究了扩体错流式生物滴滤床的挂膜启动情况、甲苯进口浓度、停留时间对净化效率的影响.结果表明:(1)环境温度为17～23℃,扩体错流式生物滴滤床在10 d内完成挂膜启动,比传统生物滴滤床缩短了4 d.(2)甲苯净化效率随进口浓度的增加而逐渐下降.当甲苯进口质量浓度为1 100 mg/m~3时,净化效率为95%;当甲苯进口质量浓度维持在1 100～1 200 mg/m~3时,随停留时间的缩短,甲苯净化效率下降.(3)当停留时间分别为94、63、48 s时,甲苯净化效率分别为87%～92%、70%～74%、60%～62%.     

静压箱式错流生物滴滤床去除甲苯废气的研究

根据静压箱原理设计静压箱式错流生物滴滤床,设置进气静压区进一步改善气流分布情况,气流进入后在圆柱形静压区内动压降低,气流均匀分布.以甲苯为目标污染物、陶粒为填料、恶臭假单胞菌为菌源进行实验,研究静压箱式错流生物滴滤床的挂膜启动情况及稳定运行阶段甲苯停留时间、进气浓度对甲苯去除率的影响,分析了运行后期填料层压力损失增大的...     

逆流式和错流式生物滴滤装置脱臭性能研究

采用逆流式生物滴滤塔(DBTF)和错流式生物滴滤装置(CBTF)处理含氨和三甲胺的恶臭气体,研究生物脱臭性能。研究结果表明,逆流式和错流式生物滴滤装置都能有效地去除含氮混合恶臭气体,对氨和三甲胺的净化效率可达99.4%以上。逆流式和错流式生物脱臭装置具有较好的抗冲击负荷,运行稳定。DBTF和CBTF的适宜工艺操作条件为:氨进气负荷分别为26 g/(m3.h)和24.6 g/(m3.h),三甲胺进气负荷都为113 g/(m3.h);停留时间分别为29.1 s和32 s,喷淋量分别为37 mL/min和51.5 mL/min,循环液pH值范围都是6.3~7.0。这为生物脱臭技术工程推广应用和产业化应用奠定基础。