【摘要】： 惡臭廢氣作為大氣污染的主要因素,引起世界各國的重視,對其排放有明確規(guī)定。生物法因成本低,無二次污染,已成為惡臭廢氣脫臭技術(shù)的熱點(diǎn)之一。本文研究鼓泡塔和氣升式環(huán)流生物反應(yīng)器惡臭假單胞菌凈化惡臭廢氣中的甲苯廢氣動態(tài)行為并進(jìn)行CFD模擬,在生物法處理惡臭廢氣工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域具有指導(dǎo)意義,在三相復(fù)雜生物反應(yīng)過程模型化方面也具有重要的學(xué)術(shù)研究價值。 首先研究鼓泡塔游離菌凈化甲苯廢氣,使出口氣體達(dá)標(biāo)排放并優(yōu)化操作條件。對上述過程進(jìn)行CFD模擬研究:建立了3D瞬態(tài)氣-液兩相流CFD模型,以MUSIG模型描述氣泡尺寸分布,耦合流動、傳質(zhì)和生化反應(yīng),以液相速度、甲苯去除率、液相溶氧及甲苯濃度的實(shí)驗(yàn)值驗(yàn)證模型,實(shí)驗(yàn)值與模擬結(jié)果吻合很好;通過該模型預(yù)測鼓泡塔內(nèi)局部流體力學(xué)特性和組分濃度場的時空分布,并定量研究傳質(zhì)與反應(yīng)間的關(guān)系,討論限速步驟。 其次研究氣升式環(huán)流反應(yīng)器游離菌凈化甲苯廢氣,使出口氣體達(dá)標(biāo)排放并優(yōu)化操作條件。對上述過程進(jìn)行CFD模擬研究:建立了3D瞬態(tài)氣-液兩相流CFD模型,采用MUSIG模型描述氣泡尺寸分布,耦合流動、傳質(zhì)與生化反應(yīng),以液相速度、甲苯去除率和液相甲苯濃度的實(shí)驗(yàn)值驗(yàn)證模型,可靠性良好;利用該模型預(yù)測IALR內(nèi)局部流體力學(xué)特性和組分濃度場的時空分布,并定量研究傳質(zhì)與反應(yīng)間的關(guān)系,討論限速步驟。 第三,研究鼓泡塔固定化菌體凈化甲苯廢氣,使出口氣體達(dá)標(biāo)排放并優(yōu)化操作條件。對上述過程進(jìn)行CFD模擬研究:建立了3D瞬態(tài)氣-液-固三相流CFD模型,以MUSIG模型描述氣泡尺寸分布,耦合流動、傳質(zhì)與反應(yīng),以液相速度、甲苯去除率和液相甲苯濃度的實(shí)驗(yàn)值驗(yàn)證模型,吻合良好;用該模型預(yù)測鼓泡塔三相生物反應(yīng)器內(nèi)局部流體力學(xué)參數(shù)和組分濃度場的時空分布,并定量研究傳質(zhì)與反應(yīng)間的關(guān)系,討論限速步驟并進(jìn)行優(yōu)化模擬。 最后研究氣升式環(huán)流反應(yīng)器固定化菌體凈化甲苯廢氣,使出口氣體達(dá)標(biāo)排放并優(yōu)化操作條件。對上述過程進(jìn)行CFD模擬研究:建立了3D瞬態(tài)氣-液-固三相流CFD模型,采用MUSIG模型描述氣泡尺寸分布,耦合流動、傳質(zhì)與反應(yīng),以液相速度、甲苯去除率和液相甲苯濃度驗(yàn)證模型的可靠性;以該模型預(yù)測IALR內(nèi)局部流體力學(xué)參數(shù)和組分濃度場的時空分布,并定量研究傳質(zhì)與反應(yīng)間的關(guān)系,討論限速步驟并進(jìn)行優(yōu)化模擬。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X512
【圖文】：

圖 1-1 生物法凈化惡臭廢氣原理-1 Principle of biotreatment of odorous waste gas有氣液接觸面積大、凈化效率高等優(yōu)點(diǎn)而器的主體由并聯(lián)的中空纖維膜管組成，微生過時，氣相的污染物通過擴(kuò)散作用，通過膜降解。應(yīng)用孔徑極小的中空纖維管，在一定接觸面積，從而大大提高了膜生物反應(yīng)器的有選擇透過性的膜，還可以對特定污染物進(jìn)止了微生物對氣相的污染，因此也可用于室是由于菌體的不穩(wěn)定性，生長過度會導(dǎo)致膜生困難。因此目前只是停留在實(shí)驗(yàn)室或中試進(jìn)一步的探討[13]。的經(jīng)典方法，國外己有成功應(yīng)用活性污泥。其作用機(jī)理是，廢氣通過風(fēng)機(jī)輸送到活性

并將流型劃分為三種[28]（如圖1-2所示），即 (1)均勻鼓泡流（Bubbly flow）：在較低的表觀氣速下，氣相的運(yùn)動可被認(rèn)為是各向同性的，其特點(diǎn)是氣體通過分布器均勻有次序地鼓泡，在反應(yīng)器內(nèi)氣泡的直徑和氣泡的分布密度變化很小，幾乎沒有氣泡聚并和破碎現(xiàn)象，液相呈輕微湍動，氣泡尺寸只取決于氣體分布器的結(jié)構(gòu)和體系的特性；(2)湍動鼓泡流(Churn-turbulent flow)：在較高的表觀氣速下，反應(yīng)器內(nèi)流體產(chǎn)生強(qiáng)烈湍動，氣相的運(yùn)動可被認(rèn)為是各向異性的，由于氣泡的聚并和破碎，氣泡直徑分布較廣，平均氣泡直徑取決于聚并和破碎速率；(3)活塞流（Slug flow）：隨著表觀氣速的進(jìn)一步增大，流動形態(tài)逐漸從以氣泡為離散相過渡到以氣柱為離散相

第一章 文獻(xiàn)綜述氣升式環(huán)流反應(yīng)器是在強(qiáng)化鼓泡塔傳質(zhì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的多相反應(yīng)器，按結(jié)構(gòu)和操作形式可分為內(nèi)環(huán)流和外環(huán)流兩種類型，見圖1-3。圖1-3 氣升式環(huán)流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)類型Fig.1-3 Structures of internal and external airlift loop reactorsa b c圖1-4 氣升式內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器的流型變化Fig.1-4 Transition of flow patterns in the internal airlift loop reactor氣升式內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器的流型根據(jù)氣相的表觀氣速由小到大變化也分為三種，見圖 1-4：(1)狀態(tài)Ⅰ，如圖 1-4-a，此時氣泡從導(dǎo)管內(nèi)上升，直接從出口溢出；(2)狀態(tài)Ⅱ，如圖 1-4-b，此時導(dǎo)管與外管之間也有氣泡產(chǎn)生，但是沒有形成下行流8

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙永金,吳海燕;微膠囊技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展[J];兵團(tuán)教育學(xué)院學(xué)報(bào);2000年03期

2 李章良;孫s釷

本文編號：2757707