平板膜生物反应器处理二甲苯和二氯甲烷复合气体

【摘要】：膜生物反应器是膜分离技术与生物处理技术的有机结合,克服了传统生物法占地面积大的不足,是国际上关注的重要技术之一。论文重点对不同膜生物反应器(平板、中空纤维)处理二甲苯及其与二氯甲烷的复合废气进行了实验研究和比较。 论文建立了一套中空纤维膜(聚偏氟乙烯)膜生物反应器和和两套平板聚偏氟乙烯膜生物反应器,采用对普通活性污泥接种,以二甲苯为基质进行液相驯化及气相驯化。初期二甲苯降解过程研究表明膜生物反应器内生物膜挂膜成功。 论文研究了气体进口浓度、停留时间对二甲苯和二氯甲烷污染物降解率、生化降解量的影响。结果表明,气体净化效率随着入口浓度的升高而降低,随着停留时间延长而升高。当停留时间为12s时三套膜生物反应器净化效率都达到最大值,在二甲苯入口浓度为150mg/m3左右时,中空纤维膜生物反应器净化效率达到92.2%,两套平板膜生物反应器净化效率分别为83.2%和76.6%。在12s停留时间下当入口浓度低于364.1mg/m3时,经三套反应器净化后出口浓度能满足我国目前执行的大气污染物综合排放标准中二甲苯的排放限值,生化降解量均能达到179.0g/(m3.h)。三套膜生物反应器对二氯甲烷的降解效率都接近40%,没有显著差别。 论文采用平板膜生物反应器对二甲苯-二氯甲烷复合气体净化过程中的相互影响进行了讨论研究,结果表明二氯甲烷浓度较低时候,其降解效率不受二甲苯影响。但二氯甲烷却容易抑制二甲苯的净化效率。高浓度的二氯甲烷存在使得二甲苯的降解产生明显的滞后作用。 论文利用CFD模拟气体在平板膜生物反应器内的流态分布,并通过进出口成分分析进一步研究了生物膜对污染物的降解历程。 【关键词】：膜生物反应器 VOCs复合气体 生物降解
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 挥发性有机物概述10-13
• 1.1.1 挥发性有机污染物定义10
• 1.1.2 挥发性有机物的来源10-12
• 1.1.3 挥发性有机物危害12-13
• 1.1.4 VOCs污染控制现状13
• 1.2 研究目的与意义13-15
• 第2章 国内外文献综述15-29
• 2.1 废气中挥发性有机物治理方法15-20
• 2.1.1 传统治理方法15-17
• 2.1.2 生物法处理挥发性有机物17-20
• 2.2 膜生物反应器概述20-22
• 2.2.1 膜的结构和分类20-21
• 2.2.2 膜组件及之间的性能比较21
• 2.2.3 中空纤维膜、平板膜的研究进展21
• 2.2.4 膜生物反应器分类及研究进展21-22
• 2.3 膜生物反应器处理有机废气概述22-24
• 2.3.1 挥发性有机废气净化机理22-23
• 2.3.2 膜生物反应器处理有机废气发展现状及应用23-24
• 2.4 膜生物反应器处理单一气态污染物进展24-26
• 2.4.1 中空纤维膜生物反应器24-25
• 2.4.2 平板膜生物反应器25-26
• 2.5 膜生物反应器处理复合气态污染物进展26-27
• 2.5.1 中空纤维膜生物反应器26
• 2.5.2 平板膜生物反应器26-27
• 2.6 膜生物反应器处理目标污染物进展27
• 2.7 本章小结27-29
• 第3章 实验部分29-38
• 3.1 实验内容29
• 3.2 目标污染物的确定29-30
• 3.2.1 目标污染物的选择29
• 3.2.2 选题依据29-30
• 3.3 实验流程30-31
• 3.3.1 膜生物反应器设计30-31
• 3.3.2 实验流程图31
• 3.3.3 实验操作方法及原理31
• 3.4 实验设备及检测仪器31-33
• 3.4.1 实验材料31-32
• 3.4.2 实验药品32
• 3.4.3 实验装置、设备32-33
• 3.4.4 分析仪器33
• 3.5 分析方法33-34
• 3.5.1 二甲苯33-34
• 3.5.2 二氯甲烷34
• 3.6 计算公式及符号说明34-36
• 3.7 质量保障措施36-37
• 3.8 本章小结37-38
• 第4章 微生物培养、驯化及挂膜实验38-46
• 4.1 微生物液相驯化38-42
• 4.1.1 菌种选择38
• 4.1.2 污泥的液相驯化培养38
• 4.1.3 主要分析项目及测试方法38-39
• 4.1.4 液相驯化结果与讨论39-42
• 4.2 微生物气相驯化(挂膜实验)42-45
• 4.2.1 挂膜启动方式42
• 4.2.2 气相驯化结果与讨论42-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 膜生物反应器净化单一二甲苯二氯甲烷气体46-65
• 5.1 膜生物反应器运行方式46-47
• 5.2 容积负荷与净化效率与生化降解量的关系47-57
• 5.2.1 入口气体浓度、气体停留时间变化影响47-52
• 5.2.2 膜生物反应器处理二甲苯的恢复能力52
• 5.2.3 二甲苯降解机理初步研究52-57
• 5.3 膜生物反应器净化二氯甲烷57-63
• 5.3.1 入口气体浓度、气体停留时间变化影响57-62
• 5.3.2 pH变化影响62-63
• 5.3.3 二氯甲烷降解机理初步研究63
• 5.4 本章小结63-65
• 第6章 平板膜生物反应器与中空纤维膜生物反应器对比65-77
• 6.1 同一停留时间下不同装置对比65-66
• 6.2 平板膜生物反应器内气体流态分析模拟66-72
• 6.2.1 气态模拟66-67
• 6.2.2 网格、边界条件以及模拟参数67-68
• 6.2.3 模拟结果68-72
• 6.3 传质系数72-74
• 6.3.1 膜生物反应器传质过程分析72
• 6.3.2 不同膜生物反应器传质影响参数比较72-74
• 6.4 平板膜生物反应器系统运行稳定性74-75
• 6.5 本章小结75-77
• 第7章 平板膜生物反应器净化复合有机废气研究77-85
• 7.1 二氯甲烷二甲苯联合降解结果77-82
• 7.1.1 二甲苯与二氯甲烷净化效率分析78-80
• 7.1.2 二甲苯与二氯甲烷生化降解量分析80-82
• 7.2 二氯甲烷联合二甲苯降解机理初步研究82-84
• 7.3 本章小结84-85
• 第8章 结论与建议85-87
• 8.1 结论85-86
• 8.2 展望与建议86-87
• 参考文献87-94
• 致谢94

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