工业有机废气紫外-生物联合处理技术研究与工程实践.pdf

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书籍描述

内容简介
本书是国内首部系统介绍紫外�生物联合技术理论及其在工业有机废气处理方面应用的专著。作者针对单一生物处理技术处理存在的不足,提出了紫外�生物联合技术,并围绕紫外�生物联合技术的处理效果、组合优势、作用机理、微生物群落解析、模型建立和工程应用等方面展开叙述。本书内容共分为9章,包括绪论、生物过滤塔对典型挥发性有机物(氯苯)的去除性能、紫外光降解对氯苯的去除特性及其产物分析、紫外�生物联合工艺对氯苯的去除性能、紫外光降解对生物过滤塔运行性能的影响机理、生物过滤塔中微生物的代谢特性及其群落结构、紫外�生物联合工艺的运行性能模拟、紫外�生物联合工艺处理有机废气的工程实践以及结论与建议。
本书可供从事废气处理技术研究的科研人员阅读,还可供环境科学与工程、大气污染控制工程、环境微生物学等专业的高校师生及相关学科研究人员参考。

目录
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
4.2.5UVRT/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
6.1Biolog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

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