固定化微生物净化低浓度SO烟气的过程机理及适宜反应器性能研究

摘要

中国是世界上最大的煤炭生产和消费国,也是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一,大量燃煤导致中国SO<,2>污染及由此引起的酸沉降.传统的烟气脱硫技术虽仃较高的脱硫效率,但设备投资大,运行成本高,且只限于处理高浓度SO<,2>废气.论文重点研究了固定化微生物净化低浓度SO<,2>气体的过程机理和适宜生化反应器的性能.固定化微生物净化污染物的反应过程机理研究表明:微生物固定化后活性有所增强,固定化微生物的生化反应为快速反应,反应过程主要受到内扩散控制.因此,要提高固定化微生物反应器的降解效率,必须尽量消除内扩散的影响.适宜生化反应器及性能研究表明:固定化微生物净化低浓度SO<,2>气体的适宜反应器形式为固定床生化反应器,最佳操作条件为间歇喷淋液体,喷淋液的pH值为4,操作的适宜温度为30℃~40℃.固定床反应器在最佳操作条下运行结果表明,对烟气浓度低于5g/m<'3>的SO<,2>气体,固定床生化反应器的净化效率可达到98%以上.该生化反应器具有较强的耐负荷能力,通过向反应器内喷淋液体和通空气,可使固定床生化反应器连续稳定的长时间运行.通过固定床串联后,不仅可使固定化微生物的处理能力得到维持和提高,而且还可避免因底部小球的收缩和变形以及营养物和供氧不足而导致的降解性能的下降.

目录

文摘

昆明理工大学学位论文原创性声明及关于论文使用授权的说明

ABSTRACT

第一章前言

1.1 SO2污染的危害

1.2传统的脱硫方法

1.3微生物法

1.4固定化微生物技术

1.4.1固定化微生物技术的特点

1.4.2固定化方法

1.4.3固定化微生物的成球技术

1.4.4固定化细胞生化反应器的简介

1.4.5固定化微生物在环境工程中的应用

1.5本课题研究的目的和意义

1.6本课题研究的主要内容

第二章固定化微生物降解SO2气体的基本原理

2.1微生物降解SO2气体的基础理论

2.2固定化的机理

2.3固定化微生物的生长

第三章课题组的前期研究成果

3.1适宜脱硫菌的基础研究

3.1.1适宜脱硫菌的采集、筛选和驯化

3.1.2脱硫菌的基础研究

3.1.3脱硫菌的液相尘化降解机理

3.2固定化微生物技术研究

3.2.1固定化微生物技术的研究

3.2.2最佳固定化技术的研究

第四章固定化微生物的反应过程控制步骤初探

4.1固定化微生物降解气体污染物过程

4.2固定化微生物和游离菌的微观动力学研究

4.2.1实验装置

4.2.2游离微生物的微观反应速率

4.2.3游离菌的微观动力学模型

4.2.4固定化微生物的微观反应速率

4.2.5固定化微生物的微观动力学模型研究

4.2.6固定化微生物与游离菌的微观动力学参数比较

4.3固定化微生物和游离菌的宏观动力学研究

4.3.1游离菌的宏观动力学研究

4.3.2固定化微生物的宏观动力学

4.3.3游离菌和固定化微生物宏观反应速度常数比较

4.4传质研究

4.4.1外扩散

4.4.2内扩散

4.5研究小结

第五章生化反应器的确定和性能考察

5.1实验装置与流程

5.2生化反应器的设计

5.2.1生化反应器形式的确定及外扩散的消除

5.2.2固定床有效体积的确定

5.2.3工艺参数及控制方式

5.2.4 生化反应器的设计

5.3生化反应器的性能研究

5.3.1 SO2处理负荷考察

5.3.2连续运行时间考察

5.3.3微生物活性恢复时间考察

5.3.4连续运行-恢复-连续运行

5.3.5 三层固定床

5.4研究小结

第六章结论

参考文献

致谢

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