1998年以來，陳建孟教授所領導的研究團隊在863計劃、國家基金等資助下，基于過程強化理論，開展新型廢氣生物凈化技術研究，在關鍵材料、單元設備等方面取得了一系列具有自主知識產權的研究成果，并實現(xiàn)較大規(guī)模的工程應用。主要內容包括：①過程強化技術的研究背景及相關概念；②過程強化技術的單元操作，分高效降解菌、高效生物填料和新型凈化設備與工藝等三部分進行論述；③基于各種類型廢氣的特點，敘述強化的單元技術及其優(yōu)化組合在各類廢氣凈化中的具體運用；④過程強化技術的理論發(fā)展及模型構建，建立了適合轉動床和填料床的模型，為該類反應器的優(yōu)化設計提供了理論指導；⑤工程實例，部分研究成果在具體工程實例中的應用。
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目錄
序
前言
第1章基于過程強化的廢氣生物凈化技術基礎1
1.1廢氣生物凈化技術發(fā)展歷史2
1.2廢氣生物凈化原理及系統(tǒng)組成3
1.2.1凈化原理3
1.2.2生物凈化系統(tǒng)的組成4
1.3基于過程強化的廢氣生物凈化技術研究背景9
1.3.1過程強化的概念9
1.3.2過程強化的分類10
1.4基于過程強化的廢氣生物凈化技術發(fā)展趨勢11
參考文獻12
第2章高活性降解菌選育及復合菌劑構建16
2.1降解菌的選育及鑒定16
2.1.1菌種來源16
2.1.2源樣誘導16
2.1.3篩選17
2.1.4菌種鑒定18
2.2典型氣態(tài)污染物的高活性降解菌18
2.2.1氮氧化物19
2.2.2含硫化合物20
2.2.3烴類化合物23
2.2.4含氯化合物28
2.2.5其他氣態(tài)污染物32
2.2.6降解酶及基因工程菌35
2.3復合菌劑37
2.3.1復合菌劑定義37
2.3.2復合菌劑構建37
2.3.3復合菌劑研發(fā)實例39
2.4研究趨勢48
參考文獻48
第3章高效生物載體開發(fā)52
3.1早期生物填料52
3.1.1泥質類52
3.1.2木質類52
3.1.3化工填料53
3.1.4燒結類53
3.2高效生物填料的設計思路54
3.3高效生物填料開發(fā)實例56
3.3.1過濾填料57
3.3.2滴濾填料60
3.3.3填料使用要點63
3.4研究趨勢64
參考文獻64
第4章新型凈化設備與工藝研發(fā)67
4.1凈化設備分類及特點67
4.1.1地上式和地下式67
4.1.2箱式和塔式68
4.1.3分散式和集中式69
4.2新型凈化設備與工藝研發(fā)思路70
4.2.1質量傳遞過程強化——顆粒尺度優(yōu)化物質場70
4.2.2生化反應過程強化——分子尺度優(yōu)化代謝網(wǎng)71
4.2.3傳遞和反應過程雙重強化——設備尺度優(yōu)化能量場72
4.3新型凈化設備與工藝實例73
4.3.1板式生物凈化設備——物質場優(yōu)化73
4.3.2生物轉鼓——物質場優(yōu)化75
4.3.3兩相分配反應器——代謝網(wǎng)優(yōu)化78
4.3.4以生物凈化為核心的化學氧化預處理工藝——能量場優(yōu)化81
4.4研究趨勢91
參考文獻92
第5章含氮化合物廢氣的生物凈化95
5.1生物濾塔處理NO廢氣96
5.1.1NO的去除效果比較97
5.1.2NO的去除機制分析98
5.2RDB凈化NO廢氣100
5.2.1工藝條件優(yōu)化101
5.2.2N素轉化途徑分析103
5.3絡合吸收協(xié)同RDB凈化NO廢氣105
5.3.1絡合吸收劑選擇105
5.3.2FeII(EDTA)對RDB內微生物群落結構的影響107
5.4高溫BioDeNOx體系中生物還原過程研究109
5.4.1FeⅡ(EDTA)-NO的生物還原110
5.4.2FeIII(EDTA)的生物還原113
5.5生物過濾床處理三甲胺廢氣116
5.5.1工藝參數(shù)對三甲胺去除效果的影響116
5.5.2氨氣及臭氣的去除117
參考文獻119
第6章含硫化合物廢氣的生物凈化122
6.1板式生物滴濾塔處理H2S廢氣123
6.1.1實驗裝置123
6.1.2運行性能124
6.1.3MLBTF系統(tǒng)微生物相及壓降研究127
6.1.4長期饑餓狀態(tài)對MLBTF的影響129
6.2板式生物滴濾塔處理H2S和VOCs混合廢氣130
6.2.1掛膜啟動130
6.2.2穩(wěn)定運行性能131
6.2.3微生物群落結構分析133
6.2.4沖擊負荷和饑餓狀態(tài)對去除效果的影響135
6.3生物滴濾塔處理有機硫混合廢氣138
6.3.1掛膜啟動138
6.3.2運行性能139
6.3.3混合廢氣的相互作用141
6.3.4饑餓狀態(tài)的影響142
參考文獻143
第7章脂肪烴及其含氧衍生物的生物凈化146
7.1生物滴濾塔處理四氫呋喃廢氣147
7.1.1運行性能147
7.1.2BTF內微生物活性149
7.1.3微生物群落分析149
7.2紫外光解-生物滴濾塔處理含α-蒎烯廢氣151
7.2.1運行性能152
7.2.2去除負荷比較153
7.2.3動力學分析155
7.3生物滴濾塔處理丙烯酸乙酯、甲苯和甲醇混合廢氣157
7.3.1運行性能158
7.3.2動力學分析160
參考文獻161
第8章含苯廢氣的生物凈化164
8.1生物濾塔處理BTX混合廢氣165
8.1.1運行性能165
8.1.2CO2生成量分析168
8.1.3動力學分析169
8.2生物濾塔處理甲苯、鄰二甲苯和二氯甲烷混合廢氣170
8.2.1運行性能170
8.2.2生物膜特性172
8.3微量臭氧強化生物滴濾處理甲苯廢氣175
8.3.1運行性能176
8.3.2生物膜特性178
參考文獻179
第9章氯代烴廢氣的生物凈化183
9.1生物滴濾塔處理二氯甲烷和二氯乙烷混合廢氣185
9.1.1運行性能185
9.1.2Real-time分析187
9.2兩相分配生物反應器處理二氯甲烷廢氣190
9.2.1非穩(wěn)態(tài)條件下的運行性能190
9.2.2溶氧傳質分析192
9.3紫外光解-生物滴濾聯(lián)合處理二氯甲烷廢氣194
9.3.1運行性能194
9.3.2污染物及其產物沿床層分布特征196
9.3.3高通量測序分析197
9.4低溫等離子-生物滴濾處理氯苯廢氣198
9.4.1運行性能198
9.4.2微生物多樣性分析200
參考文獻203
第10章廢氣生物凈化機理與模型建構206
10.1相關理論及動力學模型概要206
10.1.1“吸收-生物膜”理論207
10.1.2“吸附-生物膜”理論208
10.2模型初探210
10.2.1轉動床凈化機理與模型210
10.2.2填料床的熱濕遷移機理與模型217
10.3模型優(yōu)化的若干思考224
參考文獻224
第11章廢氣生物凈化技術工程實踐226
11.1醫(yī)藥化工行業(yè)廢氣226
11.1.1案例1226
11.1.2案例2229
11.2精細化工行業(yè)廢氣232
11.2.1案例1232
11.2.2案例2234
11.3食品加工行業(yè)廢氣236
11.4石油煉制行業(yè)廢氣238
11.5化工園區(qū)廢氣240
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