生物滴滤塔毕业设计.doc

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1、河北工业大学2014届本科毕业设计说明书河北工业大学毕业设计说明书作者：学号：学院：系(专业)：环境工程题目：生物法去除甲苯气体工艺与设备的研究与设计指导者：评阅者：2014年6月5日-2-河北工业大学2014届本科毕业设计说明书1.4生物法去除VOCs的工艺选择原则通常根据VOCs气体组分的亨利系数Hc（Hc=Cg/Cl）选用装置。Hc≤0.01的易溶气体用生物洗涤池，Hc≥1的难溶气体用生物过滤池，0.01＜Hc＜1的气体用生物滴滤塔[13]。一般对于难溶性有机气体而言，选用生物过滤法与生物滴滤法并无严格界限。生物滴滤塔

2、作为新型生物处理设备较生物过滤池具有制造和管理成本低廉、操作条件易实现自动控制等优点，本文据此选用生物滴滤塔作为研究与设计的对象，完成课题所给的任务。2生物滴滤塔的净化原理2.1生物膜净化有机气体的基本理论2.2影响生物滴滤塔净化效率的因素2.2.1VOCs种类2.2.2菌种的影响表2.1部分常用填料及特性名称填料特性塑料鲍尔环规格多样（直径从25mm到76mm），密度60—85kg/m³，比表面积在72-213m2/g间属于质轻材料。通量大、阻力小、分离效率高、操作弹性大，耐压性能强。比起其它形式填料（拉西环、鞍环、波纹填

3、料等），在强度、硬度、表面粗糙度、尺寸等方面更适合用于生物法处理设备中。活性炭密度为1800kg/m³，由天然碳性材质经烧结、活化而成，具有一定的吸附能力，来源环保；比表面积在500～1700m2/g间，内部有无数的毛细孔，增大了与介质的接触面积，这两种因素使活性炭的吸附能力大大增强；生产实践中可以根据不同需要加工成不同大小的颗粒。活性炭的质地脆，容易从表面上脱落粉末。目前多用于废水废气的除臭处理中。聚氨酯海绵是一种新型的有机填料，密度18kg/m³，质地松软轻快，内外分布着大量的通气孔。材质分为耐水不易拉伸与耐油抗拉伸两种

4、类型，做成填料后会吸收一部分喷淋液，表面平坦，接触生物膜后易相互黏着。由于堆放时孔隙率小，阻塞气体与水分的通过，因而常常不单独使用，而是作为辅助材料在填料塔内起到保温、缓冲外力冲击的作用2.2.4气液两相流动方式19河北工业大学2014届本科毕业设计说明书一般分为顺流、逆流、横流3种方式。顺溜阻力小，压降小，但是气体吸收效果差；逆流传质效果好，但是气体压力损失较大容易造成液泛；横流运行稳定性好，但是气液垂直分布的方式缩短了气相的停留时间。2.2.5填料塔的运行条件主要从塔内环境状况、喷淋液性质、进气条件3个方面分析：（1）环

5、境状况包括塔内温度、湿度、pH，这三个变量既由进气与喷淋液的性质控制，又与微生物的代谢活动影响密不可分。因此对它们的分析以后两方面的解析为主。（2）喷淋液性质包括喷淋液成分、水温、流量、喷淋时间和喷淋方式。（3）进气条件主要有气体湿度、有机物浓度、空塔气速、停留时间和有机负荷等。2.3主要研究内容2.4生物滴滤塔处理甲苯2.4.1研究处理甲苯气体的意义甲苯既是目前生物法净气领域着重研究的对象，也是VOCs的一种，给其它种类有机气体的去除方法研究提供了很好的参考。2.4.2甲苯气体的特性表2.2我国相关环境标准标准名称工业企业

6、设计卫生标准(TJ36-79)大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)内容车间空气中甲苯的最高容许浓度100mg/m³项目二级要求三级要求浓度mg/m³4060最高允许排放速率(kg/h)3.6～365.5～54无组织排放监控浓度限值mg/m³0.32.4.3相关实验结论（1）菌种的选择有文献资料记载，一般去除甲苯以细菌和真菌为主，其中以下列菌种为最优：恶臭假单胞菌，不动杆菌，门多萨假单胞菌，滕黄微球菌，杰氏棒杆菌[12]。本组进行了菌种的甲苯驯化实验，在通过显微镜观察个体形态时发现，真菌在甲苯驯化过程中全部被筛除

7、，只有细菌保留了下来，这可能与提取的真菌菌种有关。19河北工业大学2014届本科毕业设计说明书（2）其它条件的实验摘录见表2.3表2.3本文摘录的部分实验资料实验员及对应文献序号处理气体填料液气比(L/m3)反应时间(S)表观气速(m/s)负荷(g/m3·h)相应浓度(mg/m3)效率(%)李清雪[16]甲苯鲍尔环阶梯环401170.00631100087刘永慧[10]堆肥火山灰—280.00650400100羌宁[19]纤维活性炭1.4170.0663.230097.5续表2.3实验温度（℃）备注20-30该实验变量为气相

8、浓度，当其为400g/m3时，负荷为13g/m3·h，效率为100%—该实验变量为气相浓度，并证明此浓度为最佳运行情况27-30该实验变量为液气比，作者指出当液气比过高和过低时均会降低塔的处理能力从上述三个实验中可以初步得出生物滴滤塔处理能力的参数，如温度宜取为27-30℃；最佳气体浓度为