2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一。近年來,有機(jī)化工、油漆噴涂、橡膠再生以及廢水處理等工業(yè)過程排放的揮發(fā)有機(jī)廢氣(VOCs)已經(jīng)嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境和人類健康。對這類廢氣通常的處理方法有:冷凝、催化燃燒、活性炭吸附及生物凈化等方法。與傳統(tǒng)的物理或化學(xué)方法相比,微生物法處理VOCs以其凈化效果好,操作穩(wěn)定,投資運(yùn)行費(fèi)用低,能耗小,無二次污染等優(yōu)點(diǎn)受到環(huán)保學(xué)者的青睞。
  近年來,將高效膜分離技術(shù)和生物膜反應(yīng)器的結(jié)合產(chǎn)生了一項(xiàng)生物廢氣

2、處理新技術(shù)——膜生物反應(yīng)器(membrane bioreactors,MBR)。在MBR中,滲透膜將氣相和液相回路分開,即解決了傳統(tǒng)生物技術(shù)中液相傳質(zhì)阻力的問題,也避免了生物膜堵塞問題。因此,膜生物反應(yīng)器日益受到關(guān)注。在MBR降解有機(jī)廢氣過程中涉及到由多組分氣體、液體、生物膜和滲透膜組成的多元多相體系的流動、傳質(zhì)以及微生物的生化反應(yīng)過程,影響因素多而復(fù)雜,因此,深入和系統(tǒng)地研究膜生物反應(yīng)器內(nèi)污染物的傳輸特性以及微生物降解污染物的生化反應(yīng)

3、特性,具有重要的工程價值和學(xué)術(shù)意義。
  本文從工程熱物理學(xué)科角度出發(fā),從實(shí)驗(yàn)和理論研究兩方面研究了MBR處理廢氣的性能。在實(shí)驗(yàn)研究方面,系統(tǒng)地研究了膜生物反應(yīng)器掛膜啟動過程以及對MBR各操作參數(shù)對凈化性能的影響,并改進(jìn)氣側(cè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)化污染物的傳輸來提高M(jìn)BR的性能。在理論研究方面,建立了污染物組分傳輸以及微生物生化反應(yīng)的傳輸降解模型,研究了不同參數(shù)對凈化性能的影響規(guī)律。主要研究成果如下:
 ?、僭O(shè)計了一套膜生物反應(yīng)器處理有機(jī)廢

4、氣系統(tǒng),通過對從重鋼焦化廠采集的活性污泥進(jìn)行選育、篩選、馴化,得到一株具有較強(qiáng)甲苯降解能力的菌株,以此在PDMS/PA復(fù)合膜生物反應(yīng)器中進(jìn)行掛膜啟動實(shí)驗(yàn),掛膜啟動獲得成功。
 ?、谕ㄟ^膜生物反應(yīng)器掛膜啟動實(shí)驗(yàn),提出了衡量膜生物反應(yīng)器掛膜啟動完成的宏觀標(biāo)準(zhǔn),即循環(huán)液吸光度、液相壓力損失,甲苯降解效率和生物膜干重等參數(shù)的變化規(guī)律,作為MBR衡量掛膜啟動進(jìn)程的判據(jù)。
 ?、蹖ζ桨錚DMS/PA膜生物反應(yīng)器降解甲苯廢氣的性能進(jìn)行了可

5、視化實(shí)驗(yàn)研究,系統(tǒng)地探討了各主要操作參數(shù)對膜生物反應(yīng)器性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:操作條件的改變會影響甲苯的傳質(zhì)特性和微生物的降解能力進(jìn)而影響MBR的降解性能,而液體流量對反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行期間的傳質(zhì)特性和微生物的降解能力影響很小。具體表現(xiàn)為:過大的甲苯進(jìn)口濃度、過小的氣體停留時間和順流操作方式會降低反應(yīng)器的降解性能;在高甲苯負(fù)荷時微生物對甲苯的有限降解能力是引起反應(yīng)器降解效率降低的主要影響因素;pH值的改變會影響微生物細(xì)胞內(nèi)酶的催化活性,中

6、性條件最適宜微生物的生長代謝,偏酸或偏堿均會使微生物對甲苯的降解能力降低,進(jìn)而降低反應(yīng)器降解性能。
 ?、芡ㄟ^在氣側(cè)通道增加擾流柱形成擾動強(qiáng)化甲苯傳輸,結(jié)果表明氣相空間的擾動能夠強(qiáng)化膜生物反應(yīng)器的氣側(cè)傳質(zhì),能提高膜生物反應(yīng)器降解甲苯廢氣的效率。
 ?、萁⒘似桨迥ど锓磻?yīng)器內(nèi)含有生化反應(yīng)的質(zhì)量傳輸模型,獲得了不同操作參數(shù)條件下膜生物反應(yīng)器內(nèi)的甲苯傳輸及降解特性和影響規(guī)律,并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對比發(fā)現(xiàn)模型計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值曲線趨勢基

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