【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的熱點之一。本文研究鼓泡塔和氣升式環(huán)流生物反應器惡臭假單胞菌凈化惡臭廢氣中的甲苯廢氣動態(tài)行為并進行CFD模擬,在生物法處理惡臭廢氣工業(yè)應用領域具有指導意義,在三相復雜生物反應過程模型化方面也具有重要的學術研究價值。 首先研究鼓泡塔游離菌凈化甲苯廢氣,使出口氣體達標排放并優(yōu)化操作條件。對上述過程進行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、傳質和生化反應,以液相速度、甲苯去除率、液相溶氧及甲苯濃度的實驗值驗證模型,實驗值與模擬結果吻合很好;通過該模型預測鼓泡塔內局部流體力學特性和組分濃度場的時空分布,并定量研究傳質與反應間的關系,討論限速步驟。 其次研究氣升式環(huán)流反應器游離菌凈化甲苯廢氣,使出口氣體達標排放并優(yōu)化操作條件。對上述過程進行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、傳質與生化反應,以液相速度、甲苯去除率和液相甲苯濃度的實驗值驗證模型,可靠性良好;利用該模型預測IALR內局部流體力學特性和組分濃度場的時空分布,并定量研究傳質與反應間的關系,討論限速步驟。 第三,研究鼓泡塔固定化菌體凈化甲苯廢氣,使出口氣體達標排放并優(yōu)化操作條件。對上述過程進行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、傳質與反應,以液相速度、甲苯去除率和液相甲苯濃度的實驗值驗證模型,吻合良好;用該模型預測鼓泡塔三相生物反應器內局部流體力學參數(shù)和組分濃度場的時空分布,并定量研究傳質與反應間的關系,討論限速步驟并進行優(yōu)化模擬。 最后研究氣升式環(huán)流反應器固定化菌體凈化甲苯廢氣,使出口氣體達標排放并優(yōu)化操作條件。對上述過程進行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、傳質與反應,以液相速度、甲苯去除率和液相甲苯濃度驗證模型的可靠性;以該模型預測IALR內局部流體力學參數(shù)和組分濃度場的時空分布,并定量研究傳質與反應間的關系,討論限速步驟并進行優(yōu)化模擬。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：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散作用，通過膜降解。應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器的有選擇透過性的膜，還可以對特定污染物進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，生長過度會導致膜生困難。因此目前只是停留在實驗室或中試進一步的探討[13]。的經典方法，國外己有成功應用活性污泥。其作用機理是，廢氣通過風機輸送到活性

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，氣相的運動可被認為是各向同性的，其特點是氣體通過分布器均勻有次序地鼓泡，在反應器內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構和體系的特性；(2)湍動鼓泡流(Churn-turbulent flow)：在較高的表觀氣速下，反應器內流體產生強烈湍動，氣相的運動可被認為是各向異性的，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 文獻綜述氣升式環(huán)流反應器是在強化鼓泡塔傳質的基礎上發(fā)展起來的一種新型的多相反應器，按結構和操作形式可分為內環(huán)流和外環(huán)流兩種類型，見圖1-3。圖1-3 氣升式環(huán)流反應器結構類型Fig.1-3 Structures of internal and external airlift loop reactorsa b c圖1-4 氣升式內環(huán)流反應器的流型變化Fig.1-4 Transition of flow patterns in the internal airlift loop reactor氣升式內環(huán)流反應器的流型根據(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，此時氣泡從導管內上升，直接從出口溢出；(2)狀態(tài)Ⅱ，如圖 1-4-b，此時導管與外管之間也有氣泡產生，但是沒有形成下行流8

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 趙永金,吳海燕;微膠囊技術應用進展[J];兵團教育學院學報;2000年03期

2 李章良;孫s釷

本文編號：2757707