工业有机废气紫外-生物联合处理技术研究与工程实践PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 挥发性有机物的产生与控制 1

1.1.1 挥发性有机物的定义与分类 1

1.1.2 挥发性有机物的产生与危害 1

1.1.3 挥发性有机物的控制技术 2

1.1.4 挥发性有机物生物处理技术的原理与特点 3

1.2 废气生物处理技术的发展历史 3

1.3 描述生物反应器性能的基本概念 4

1.3.1 气体的流量、空塔流速、空塔停留时间 4

1.3.2 污染物的浓度、负荷 5

1.3.3 去除率和去除速率 5

1.3.4 反应器的压降 5

1.4 传统的气体生物处理工艺 6

1.4.1 生物过滤塔 6

1.4.2 生物洗涤塔 9

1.4.3 生物滴滤塔 10

1.4.4 活性污泥法 10

1.4.5 传统生物处理反应器的比较 11

1.5 紫外-生物过滤联合工艺的提出 11

1.6 紫外-生物过滤联合工艺研究进展 12

1.7 未来面临的问题 13

1.8 紫外-生物过滤联合工艺的研究思路与内容 14

1.8.1 研究目的 14

1.8.2 典型VOCs的选择 14

1.8.3 研究内容 15

1.8.4 技术路线 15

第2章 生物过滤塔对氯苯气体的去除性能 17

2.1 单一生物过滤系统及其研究方法 17

2.1.1 微生物的来源与驯化培养 17

2.1.2 实验装置 18

2.1.3 操作条件 19

2.1.4 分析方法 19

2.2 生物过滤塔对氯苯气体的去除效果 20

2.3 生物过滤塔运行性能的影响因素 21

2.3.1 营养液氮源的影响 21

2.3.2 空塔停留时间的影响 22

2.3.3 进口浓度的影响 23

2.4 生物过滤塔运行过程中存在的问题 24

2.4.1 高浓度底物的抑制作用 24

2.4.2 抗冲击负荷的能力 24

2.4.3 生物量的积累 25

2.4.4 生物气溶胶的形成 26

2.5 结论 27

第3章 紫外光降解对氯苯的去除特性及其产物分析 28

3.1 紫外光降解系统及其研究方法 28

3.1.1 试剂和紫外光源 28

3.1.2 实验装置和操作条件 29

3.1.3 氯苯紫外光降解（副）产物的捕集方法 29

3.1.4 分析方法 29

3.2 氯苯紫外光降解的影响因素 31

3.2.1 紫外光源的选择 31

3.2.2 进口浓度的影响 32

3.2.3 空塔停留时间的影响 32

3.2.4 气体湿度的影响 33

3.2.5 辐射功率的影响 34

3.3 氯苯紫外光降解的主要产物 34

3.3.1 水吸收液的溶解性组分 34

3.3.2 水吸收液的三维荧光光谱解析 35

3.3.3 水吸收液的主要阴离子 37

3.3.4 水吸收液的主要有机物 37

3.3.5 非水溶性（副）产物 39

3.4 氯苯紫外光降解途径 40

3.5 氯苯紫外光降解产物的定量分析 41

3.6 氯苯紫外光降解产物的生物毒性 42

3.7 结论 43

第4章 紫外-生物过滤联合工艺对氯苯的去除性能 44

4.1 紫外-生物过滤联合系统及其研究方法 44

4.1.1 实验装置 44

4.1.2 操作条件 45

4.1.3 分析方法 46

4.1.4 数据计算方法 46

4.2 紫外-生物过滤联合工艺对氯苯的去除性能 47

4.2.1 联合工艺氯苯去除性能随时间的变化 47

4.2.2 氯苯去除速率随进口负荷的变化 48

4.2.3 气体流量的影响 49

4.2.4 进口氯苯浓度的影响 49

4.2.5 UVRT/EBRT的影响 50

4.2.6 冲击负荷的影响 50

4.3 紫外单元对生物过滤单元去除性能的影响 51

4.4 氯苯去除途径分析 52

4.5 紫外-生物过滤联合工艺的其他优势 55

4.5.1 联合工艺对尾气生物毒性的去除 55

4.5.2 联合工艺对臭氧的去除 56

4.5.3 联合工艺对尾气生物气溶胶的控制 56

4.5.4 联合工艺对生物量的控制 57

4.6 结论 58

第5章 紫外光降解对生物过滤塔运行性能的影响机理 59

5.1 紫外光降解产物-生物过滤系统及其研究方法 59

5.1.1 实验装置 59

5.1.2 操作条件 59

5.1.3 分析方法 60

5.2 紫外光降解产物对生物过滤塔运行性能的影响 62

5.2.1 生物过滤塔运行性能随时间的变化 62

5.2.2 酸类物质对生物过滤塔运行性能的影响 63

5.2.3 酚类物质对生物过滤塔运行性能的影响 64

5.3 紫外副产物（臭氧）对生物过滤塔运行性能的影响 65

5.4 紫外副产物（臭氧）对氯苯的直接去除效果 66

5.5 紫外光降解对填料层pH的影响 66

5.6 紫外光降解对生物膜特性的影响 67

5.6.1 紫外光降解对生物膜厚度的影响 67

5.6.2 紫外光降解对生物膜形态的影响 67

5.6.3 紫外光降解对EPS的影响 68

5.7 紫外光降解对填料层结构特性的影响 69

5.8 紫外单元对生物过滤单元的影响途径分析 71

5.9 结论 72

第6章 生物过滤塔中微生物的代谢特性及其群落结构 73

6.1 Biolog方法和醌指纹法简介 73

6.2 实验装置与分析方法 74

6.2.1 实验装置与操作条件 74

6.2.2 微生物样品处理与Biolog分析 74

6.2.3 微生物醌的提取与分析 75

6.2.4 数据分析方法 78

6.3 微生物代谢特性分析 80

6.3.1 微生物代谢活性随时间的变化 80

6.3.2 微生物对不同碳源的代谢能力 81

6.3.3 微生物代谢特性的多样性和非相似性 83

6.3.4 微生物代谢特性的变化规律 84

6.4 微生物群落结构分析 85

6.4.1 微生物群落的醌指纹谱图 85

6.4.2 微生物群落的醌指纹变化 86

6.4.3 微生物群落的多样性和均一性变化 87

6.4.4 微生物群落结构的演变过程 88

6.5 微生物代谢特性与群落结构的相关性分析 89

6.6 小结 89

第7章 紫外-生物过滤联合工艺的运行性能模拟 91

7.1 紫外单元子模型 91

7.1.1 子模型的建立 91

7.1.2 子模型参数的确定与求解 93

7.1.3 子模型的计算过程 98

7.1.4 子模型的验证 98

7.2 生物过滤塔子模型 99

7.2.1 子模型的建立 99

7.2.2 子模型的简化与参数求解 100

7.2.3 子模型的计算过程 102

7.2.4 子模型的验证 103

7.3 联合工艺模型的建立 104

7.3.1 基于子模型的联合工艺运行性能的模拟 104

7.3.2 增强因子的引入及其确定 104

7.4 联合工艺运行性能的模拟与结果分析 106

7.5 主要参数敏感性分析 107

7.6 模型的应用 108

7.6.1 操作参数对运行性能的影响 108

7.6.2 主要设计参数的确定 109

7.6.3 联合工艺经济性初步分析 110

7.7 小结 113

第8章 紫外-生物过滤联合工艺处理有机废气的工程实践 115

8.1 工程概述 115

8.2 设计依据 115

8.2.1 废气中污染物种类、浓度和理化特性 115

8.2.2 设计规模 116

8.2.3 工程目标 118

8.2.4 设计相关资料与参考标准 118

8.3 工艺系统设计 118

8.3.1 设计原则 118

8.3.2 废气处理方法选择 118

8.3.3 系统工艺流程 119

8.3.4 工程选址 119

8.4 工艺单元与主要设备说明 121

8.4.1 紫外单元 121

8.4.2 生物单元 121

8.4.3 占地面积 122

8.4.4 主要设备表 122

8.5 运行效果 122

8.5.1 装置对总挥发性有机物的去除性能 122

8.5.2 温度对气体相对湿度的影响 123

8.5.3 进口负荷对处理单元的影响 124

8.6 工程投资 124

8.6.1 建设投资 124

8.6.2 运行成本 125

8.7 小结 125

第9章 结论与展望 126

9.1 研究结论 126

9.2 未来展望 128

参考文献 129