膜生物反应器处理二甲苯废气的实验探究

摘要

我国随着工业的发展，空气污染问题变得越来越严重。挥发性有机污染物(VOCs)具有毒性和刺激性对人和环境具有毒害作用，所以VOCs治理日益受到人们的重视。
　　目前常用的控制VOCs污染物质的方法主要有吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法、膜分离法和生物法等。将高效膜分离技术与污水生物处理技术相结合而开发的膜生物反应器，集结了其他生物法处理废气的优点，大大提高了反应转化率或者处理能力。
　　本文采用滤袋式膜生物反应器，在稳态条件下，改变停留时间、二甲苯入口浓度、混合液的pH值等操作条件，考察各因素对二甲苯降解率、生化降解量等参数的影响。近五个月的连续运行的实验结果表明:二甲苯的出气浓度和生化降解量与进气负荷分别具有良好的线性关系;在相同条件下，微生物在pH=7～7.5的范围内对二甲苯的降解效果最好;停留时间越长，二甲苯的降解率越高;二甲苯的降解率最高可达到98％左右;在常温条件下浸没式滤袋膜生物反应器的最大生化降解量可达到200g/(m3·h)，而喷淋式滤袋膜生物反应器的最大生化降解量只有64g/(m3·h)。约有14％的二甲苯被微生物转化为CO2，其余部分则用于微生物自身生长。
　　本文针对二甲苯的生物净化过程，进行了“吸收—生物膜”理论和“吸附—生物膜”的相关动力学模型研究，应用模型对出气浓度和生化降解量进行模拟研究，结果显示“吸附—生物膜”理论得到的模拟值与实际值的出气浓度的相关性系数是0.9309。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1 概述

1．1．1 VOCs的定义

1．1．2 VOCs的分类及来源

1．1．3 VOCs的特点及危害

1．1．4 我国VOCs的污染现状

1．2 VOCs的控制技术

1．3 生物法处理VOCs

1．3．1 生物法去除VOCs的研究现状及意义

1．3．2 生物法降解有机废气的机理

1．3．3 生物法降解挥发性有机废气的分类

1．3．4 膜生物反应器

1．4 本章小结

2．实验部分

2．1 本课题研究的的主要内容

2．1．1 研究内容

2．1．2 研究方案

2．2 目标污染物的选定

2．3 膜生物反应器处理二甲苯的工艺流程

2．3．1 浸没式滤袋膜生物反应器

2．3．2 喷淋式滤袋膜生物反应器

2．4 实验检测方法

2．4．1 气相色谱操作条件及参数设定

2．4．2 定量分析

2．5 实验设备及分析仪器

2．6 计算公式及符号说明

2．7 本章小结

3．实验结果分析

3．1 生物膜挂膜阶段

3．2 膜生物反应器运行方式

3．3 浸没式滤袋膜生物反应器处理二甲苯废气

3．3．1 浸没式滤袋膜生物反应器在低温条件下处理二甲苯废气

3．3．2 浸没式滤袋膜生物反应器在常温条件下处理二甲苯废气的结果分析

3．3．3 温度对反应器性能的影响

3．4 喷淋式滤袋膜生物反应器在常温条件下处理二甲苯废气

3．4．1 水对二甲苯的吸收情况

3．4．2 二甲苯进出气浓度变化

3．4．3 影响二甲苯降解效果的因素

3．5 常温条件下两种膜生物反应器的比较

3．6 本章小结

4．数学模型

4．1 “吸收-生物膜”理论

4．1．1 参数的求取

4．1．2 “吸收—生物膜”理论建立的动力学模型

4．1．3 “吸收-生物膜”理论动力学模型验证

4．2 “吸附-生物膜”理论

4．2．1 参数的求取

4．2．2 “吸附-生物膜”理论动力学模型验证

4．3 本章小结

5．结论及建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

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