生物膜填料塔同时脱硫(SO_2)脱氮(NO_x)动力学研究

研究运用3种动力学模型对生物膜填料塔同时脱硫脱氮的过程进行模拟研究,结果表明:生物膜内SO_2、NO_x的生化降解反应均为一级反应,且SO_2、NO_x在生物膜上的生化降解反应均为快速生化反应;依据吸附-生物膜理论及其动力学模型,对NO_x的出口质量浓度、生化去除量及净化效率进行模拟及对比验证表明,利用该理论建立的动力学模型模拟的理论值与实验值之间具有较好的相关性(相关系数在0.70~0.99);运用吸附传递生物降解机理及其动力学模型,对NO_x的出口质量浓度、生化去除量及净化效率进行模拟及对比验证表明,NO_x的出口质量浓度、生化去除量的理论值和实验值之间相关性较好,相关系数分别为0.99、0.89,而其净化效率的理论值与实验值之间的相关性不高(相关系数只有0.55).     

生物滴滤法净化低浓度甲苯气体的研究

以拉西环为生物滴滤塔填料,低浓度甲苯为VOCs代表,研究生物滴滤塔对低浓度甲苯气体的净化性能及其影响因素,分析了不同进气浓度和停留时间下生物滴滤塔对低浓度甲苯气体的净化性能.结果表明,实验范围内净化效率随进气甲苯浓度的增大而减小,生化去除量则随进气甲苯浓度的增大增大.停留时间越长,净化效率越大.菌落分析表明,短杆菌为优势菌种,假单胞菌属中的短杆菌对甲苯有很强的生物降解能力.表观气速为143m·h-1,甲苯的生化去除量维持在62.4g·m-3h-1以上,最大可达190.7g·m-3h-1,优于国内学者的研究成果;进气甲苯浓度为184mg·m-3时,净化效率高达92%.且当气体停留时间从9.752s增加到29.256s时,净化效率从61.98%提高到80.66%.     

有机废气净化生物膜滴滤塔代谢产热的理论模型

将生物膜滴滤塔内的多孔填料简化为由多个管内覆盖有生物膜的竖直毛细管并行排列构成的填料，建立了一个净化低浓度有机废气的代谢产热毛细管模型.在模型中，首先，结合生化反应动力学理论，考虑气液界面、液膜和生物膜内的传质阻力以及氧对微生物生化反应的限制，获得了污染物在生物膜滴滤床内的浓度分布；再运用生化反应代谢产热理论，考虑生物降解和液膜的导热热阻，建立了生物膜和气液两相中的能量方程；最后，对方程进行离散迭代求解，获得了生物膜滴滤床内的温度分布.理论模型预测结果与实验值基本吻合. 计算结果表明：气液流量一定，结构参数不变时，进口污染物浓度越高，滴滤塔出口气体温度也越高；污染物进口浓度一定时，滴滤塔出口气体温度随气体流量的增大而上升，而随着液体流量的增加而下降.     

生物滴滤塔处理甲醛和三苯混合气体的实验研究

对生物滴滤塔处理甲醛和三苯混合气体的影响因素及性能进行了研究,在室温、pH值为6-7的条件下，当进气流量为600L／h，表面液体速度为3．14-3．93m／h时，生物滴滤塔对低浓度甲醛、苯、甲苯和二甲苯的混合气体有很好的去除效果，其相应的去除率分别在99％、73％、91％、88％以上．生物滴滤塔中的微生物对去除甲醛起到了重要作用．通过富集实验，经单菌对比验证，有4株菌降解效果显著．经16SrDNA测序和生理生化鉴定，可基本确定菌株J1和B4为Pseudomonas sp．，菌株JB2为Bacillus sp．，菌株E5为Arthrobacter sp．     

生物滴滤塔去除H_2S和苯混合废气实验研究

采用高效生物滴滤塔对H2S和苯混合气体进行长期实验研究,考察了进气浓度、喷淋量和冲击负荷对去除率的影响。实验结果表明:H2S进气浓度低于213 mg/m3时,H2S去除率在92.6%以上;苯进气浓度低于34 mg/m3时,苯去除率大于37%。苯气体浓度低于38.4 mg/m3时,苯对H2 S的去除效果影响较小。喷淋量为6.7～12 L/h时,H2 S和苯混合恶臭气体的去除率较高。研究表明,该生物滴滤塔具有较强的耐冲击负荷能力,操作简单,易于实现工业化。     

化学催化-微生物法同时脱硫（SO_2）脱氮（NO_x）的动力学模型初探

本研究通过化学催化-微生物法同时净化实验模拟烟气中SO2和NOx的实验研究及其动力学过程理论分析,认为该实验系统净化的过程机理主要由化学催化氧化和微生物氧化两个作用过程组成,生物膜内SO2、NO的生化降解反应为一级反应,且SO2、NO在生物膜上的生化降解反应均为快速生化反应,净化过程速率均受传质过程的控制。此外,利用化学催化-微生物法同时净化实验模拟烟气中SO2、NOx的实验数据建立的动力学模型,对出口浓度、净化效率和生化去除量三个指标的计算值与实验值进行模拟及对比验证,结果表明：利用该理论建立的动力学模型模拟的计算值与实验值之间具有很好的相关性（相关系数为0.70～0.98）。     

生物滴滤床净化含H2S废气自动化控制

针对生物滴滤床(BTF)净化含H2S废气的工艺过程,设计了一套有效的自动控制系统.整个控制系统包含5个控制回路,分别对BTF床层温度、循环罐中营养液的pH值、SO42-积累浓度、液位和净化后废气中H2S浓度5个参数进行必要的控制.系统采用先进的集成控制器,并有针对性地设计了一种二维模糊PID控制算法,目标是把生物滴滤床相应的环境和运行参数控制在微生物生长的适宜范围,提高滤床的净化效率,使废气净化后达标排放.实际应用表明,该系统的控制效果十分令人满意,生物滴滤床运行稳定.     

生物滴滤法去除含苯挥发性有机废气试验研究

采用生物滴滤塔对含苯挥发性有机废气进行连续处理试验研究。考察了进气浓度和填料高度对含苯气体去除效果的影响及试验过程中压力损失的变化。试验结果表明:当挥发性有机物(VOCs)进气浓度为467 mg/m3时,去除率为97.55%;苯进气浓度为100 mg/m3时,去除率为45%。随着滴滤塔填料高度的增加,VOCs和苯去除率逐渐提高。试验初期与试验末期的压力损失分别为63.74 Pa和140.24 Pa。     

分段进气生物膜滴滤塔的废气净化效率

采用毛细管模型对分段进气生物膜滴滤塔净化有机废气的效率进行了分析,获得了分段进气单一出气和分段进气分段出气两种方式下生物膜滴滤塔降解有机废气的效率.通过计算发现:同传统单进单出的方式相比,对于分段进气单一出气,分段数越多,效率越低;对于分段进气多段出气,分段数对净化效率的影响很小,而采用这种分段进出气方式可有效地减少填料床的堵塞现象,提高生物膜滴滤塔的实际净化效率.     

生物滴滤法处理废气研究进展概述

本文介绍了生物滴滤法在国内外的研究现状及工程应用效果,总结了国内近年对生物滴滤塔结构的改进措施,讨论了生物滴滤塔几个未来要解决的问题。     

Numerical simulation for volatile organic compound removal in rotating drum biofilter

Rotating drum biofilters (RDBs) could effectively remove volatile organic compounds (VOCs) from waste gas streams. A mathematical model was developed on the basis of mass transport and mass balance equations in an RDB,the two-film theory,and the Monod kinetics. This model took account of mass transfer and biodegradation of VOC in the gas-water-biofilm three-phase system in the biofilter,and could simulate variations of VOC removal efficiency with a changing specific surface area and porosity of the media due to the increasing of biofilm thickness in the biofilter. Toluene was used as a model VOC. This model was further simplified by introducing a coefficient of the gas velocity and ne-glecting the water phase due to the complexity of operating conditions. The equations for the biofilm phase,gas phase,and biofilm accumulation in this model were solved using collocation method,ana-lytic method,and the Runge-Kutta method separately. A computer program was written down as MATLAB to solve this model. Results of numerical solutions showed that toluene removal efficiency in the RDB increased and reached the maximum values of 97% on day 4 after the startup,and then de-creased and remained at 90% after 5 more days of operation. Toluene concentration was high at the outermost layer where more than 70% toluene was removed,and was low at the innermost layer where less than 10% toluene was removed. The dynamic removal efficiencies from this model correlated reasonably well with experimental results for toluene removal in a multi-layered RDB.     

生物膜法处理恶臭气体H_2S的研究

采用 PVC弹性立体填料进行了好氧生物法脱硫的研究。结果表明 :生物挂膜速度快 ,驯化时间短 ,抗冲击负荷能力较强 ,在空速为 10 0～ 2 0 0 h- 1,喷淋水量为 10 0 0～15 0 0 L/( m3·h) ,H2 S质量浓度 <12 0 0 mg/m3时 ,脱硫率达 90 %以上。该法较其他填料孔隙率高 ,比表面积大 ,且压力损失小 ,使用寿命长 ,但吸水性较差。     

缺氧生物滤池处理城市污水模型与仿真

为进一步了解缺氧生物滤池的工艺过程特性,基于影响缺氧生物滤池处理城市污水性能的分析,从生物滤池的流体力学、过滤特性及生物膜特性3方面考虑,建立了一个能反映生物滤池内微生物降解基质和生物滤池逐渐堵塞的数学动力学模型,并采用牛顿迭代法,通过MATLAB软件编程求解.实验室规模的上向流缺氧生物滤池试验结果与计算机仿真结果的对比表明:该模型能有效仿真上向流生物滤池在不同负荷和运行条件下的性能.     

双马煤矿废弃油井周围煤层H2S分布特征及其采掘影响范围划分

针对废弃油井周围煤层H2 S分布规律不清楚,采掘过程中影响范围不明确给煤矿安全开采造成严重威胁的难题,以煤油重叠区的双马煤矿为研究区,首先采用数值模拟方法研究了煤层内H2 S气体的渗流规律,然后结合数值模拟结果通过气体成分测试获得了H2 S气体的分布规律,最后根据采掘过程中H2 S气体的涌出规律对其影响范围进行了确定.结果表明:废弃油井周围H2 S气体浓度随距离废弃油井增加呈递减分布,废弃油井内气体压力越高,H2 S气体渗透范围越大;工作面过废弃油井过程中H2 S气体浓度呈现出较高—降低—平稳—降低—急剧下降的变化规律;双马煤矿废弃油井影响区煤层H2 S气体的渗透半径为500 m,采掘影响范围为700 m.研究结果为工作面H2 S气体的治理提供指导.     

天然气膜基吸收法脱除H2S过程模拟

建立微分方程和阻力方程组合模型,模拟了以MDEA（N-甲基二乙醇胺）为吸收剂,聚丙烯疏水性中空纤维膜接触器吸收H₂S的传质过程。采用聚丙烯中空纤维制成膜接触器,以MDEA溶液为吸收剂,进行天然气脱除H₂S实验。对实验值与模拟值进行比较。结果表明,以膜组件出口气H₂S浓度作为衡量标准,在低气速和低液速的情况下,模型值与实验值符合很好;在高气速和低液速的情况下,实验值高于模型值,但相差不大。该模型能很好地模拟膜基吸收法脱除H₂S的过程。     

滴滤塔式生物反应器去除硫化氢恶臭气体

为了治理H2S恶臭污染,研究采用装有ZX01型填料的生物滴滤塔,进行了长期实验室H2S脱臭试验.结果表明:该生物滴滤塔H2S的进气浓度低于300 ms/m3时,气体最佳停留时间为30 s,去除率接近100%,H2S代谢产物以硫酸根离子为主.该滴滤塔阻抗较低,无需经常进行反冲洗,可长期稳定运行.     

N-甲基二乙醇胺/二乙醇胺在超重机中脱除H_2S的实验研究

用N2、H2S模拟含硫天然气,研究了常压下超重力反应器中,二乙醇胺(DEA)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶剂的脱硫性能。分别考察了液量、气速、转速、H2S体积分数以及温度对2种溶剂脱硫性能的影响。结果表明:采用质量分数为20%的DEA脱硫剂,在常温、转速为1000 r/min、液量为3.5 L/h、气速为910 L/h、进口H2S体积分数为1%的条件下,获得了99.9%的脱除率。与MDEA比较,在相同的操作条件下,DEA的脱硫效果优于MDEA。     

静态导流板式旋转填料床的结构设计及其传质效果研究

在以增大端效应区为手段的旋转填料床(RPB)基础上设计了一种新型结构的RPB,即静态导流板式RPB,通过在主体填料区设置静态导流板,使周向运动的液体重新获取径向上的速度分量,液体重新被切割,产生第二端效应区,从而使气液传质效果得到加强。在脱碳实验中,对比静态导流板4种不同安装方式下的传质效果,结果表明,当导流板弧面切线方向与外填料垂直时,传质效果最好;CO2-Na OH气液传质实验的结果表明,安装静态导流板时设备的脱碳率比传统的满填料转子高5%左右,比未安装导流板时高10%左右;在H2S-CO2-MDEA的竞争反应体系中,H2S的脱除效率较高,选择因子较大,脱硫效率大于99.8%,净化气中H2S体积分数低于0.002%,同时选择性因子高达13.5。     

生物过滤去除饮用水中有机污染物的试验研究

通过试验,探讨了生物过滤对饮用水源中微量有机物的去除效果与特性.结果表明,生物过滤可有效去除饮用水源中的微量有机污染物;滤料介质对生物过滤效果具有一定的影响,加氯水反冲洗对生物过滤具有明显的负面影响;活性炭、石英砂双层滤料生物滤柱可较大幅度地去除苯酸酯类、脂肪酸酯类和酚类等有机物.