论文摘要
两相分配生物反应器（TPPBs）这种新型生物反应器通过在反应体系中加入对底物有高亲和力的非水相（NAP）可以有效克服普通生物反应器去除挥发性有机污染物（VOCs）的过程中存在的传质限制、抵抗冲击负荷能力差等缺陷。本研究通过分配系数测定、吸收实验、批次降解实验等筛选出硅胶作为两相分配生物反应器（TPPBs）的固态非水相（SNAP）,并利用Bioflo110型发酵罐作为反应容器,以硅胶作为SNAP构建两相分配生物搅拌器（TPPSTB）,并利用普通单相搅拌器（CSTB）作对照,考察TPPBs对二氯甲烷（DCM）的去除效果。研究发现,CSTB系统净化DCM的最高去除负荷在130 g/（m3.h）左右,TPPSTB系统对DCM的最高去除负荷约为394.1 g/（m3.h）,高于迄今为止文献报道的对DCM废气的最高去除负荷。考察了进口负荷、进口浓度、停留时间、固含率、冲击负荷以及饥饿负荷对TPPSTB系统去除DCM效果的影响。当进口负荷低于450 g/（m3.h）,停留时间在40～120 s时,加入10%硅胶的TPPSTB系统对DCM的去除率维持在80%以上,对DCM具有良好的去除效果。另外,TPPSTB系统具有良好的抵抗瞬时冲击负荷和饥饿负荷的能力。当进口负荷由150g/（m3·h）瞬时升高到450g/（m3·h）时,TPPSTB系统对DCM的去除率由～90%下降至40%,冲击负荷过后,可以恢复原降解水平。TPPSTB系统在停止加入底物或者停止通气的条件下饥饿48 h后,恢复通气,基本能恢复至原去除效果。研究TPPSTB系统的溶氧传质动力学发现,搅拌速率的提高、表观气速的增加、固含率的增大在一定程度上升高了氧气的容积传质系数KLa和气含率ξ。另外,结合自身实验条件拟合溶氧传质动力学模型KLa=α（S/V）β（T）cMY,深入对溶氧传质的研究。通过对H13菌在反应器中的培养,根据底物消耗动力学方程qs=1/YX/Sμ+ms 拟合动力学,得出H13菌的维持系数mS为0.157,最大细胞得率系数YX/Sm为2.674。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 二氯甲烷的分布及危害1.1.1 DCM的物理化学性质1.1.2 DCM的来源和分布1.1.3 DCM的危害1.2 二氯甲烷的生物降解1.2.1 DCM降解菌的研究1.2.2 DCM的生物处理工艺1.2.3 生物处理工艺的优势和缺陷1.3 两相分配生物反应器1.3.1 TPPBs的含义1.3.2 TPPBs的原理1.3.3 NAP的选择1.4 课题的研究意义和内容1.4.1 课题的研究意义及目的1.4.2 课题的研究内容1.4.3 课题创新之处1.4.4 课题来源第二章 材料与方法2.1 实验材料2.1.1 实验试剂2.1.2 实验仪器2.1.3 菌株和培养基2.1.4 实验装置2.2 实验方法2.2.1 工艺参数测定方法2.2.2 CSTB和TPPSTB降解DCM2.2.3 TPPSTB中的动力学研究第三章 H13菌降解特性研究及SNAP的选择3.1 DCM对H13菌抑制因素的探索3.2 碳平衡和氯平衡分析3.3 底物抑制动力学分析3.4 SNAP的分配系数测定3.5 SNAP的吸收实验3.6 硅胶的加入对H13菌耐受性的影响3.7 DCM批次降解实验3.8 本章小结第四章 TPPSTB系统建立及运行性能研究4.1 H13菌在CSTB中的培养4.2 CSTB和TPPSTB去除DCM的效果比较4.3 CSTB和TPPSTB的水相DCM浓度变化4.4 CSTB和TPPSTB的溶氧和菌体浓度变化4.5 CSTB和TPPSTB的生物群落考察4.6 本章小结第五章 TPPSTB系统的影响因素研究5.1 进气负荷对去除效果的影响5.2 进气浓度和停留时间对去除效果的影响5.3 硅胶含量对去除效果的影响5.4 进气负荷冲击对去除效果的影响5.5 饥饿负荷对去除效果的影响5.6 本章小结第六章 TPPSTB中的动力学研究La的测定'>6.1 容积传质系数KLa的测定6.1.1 电极反应时间的测定La的测定'>6.1.2 KLa的测定6.2 溶氧动力学模型La的影响'>6.3 菌体浓度对KLa的影响6.4 气含率的测定6.5 底物消耗动力学6.6 本章小结第七章 结论与展望7.1 结论7.2 展望参考文献攻读硕士学位期间发表的主要学术论文致谢
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标签：两相分配生物搅拌器论文; 普通生物搅拌器论文; 二氯甲烷论文;
