Введение
Глава 1 Литературный обзор .10
1.1 Летучие органические соединения 10
1.2 Сравнение существующих промышленных технологий очистки газовых выбросов от летучих органических соединений 10
1.3 Механизм процесса биофильтрации 12
1.4 Классификация и конструкции аппаратов по биологической очистке газов
1.4.1 Традиционные биофильтры 15
1.4.2 Биоскрубберы 17
1.4.3 Биофильтры с орошаемым слоем 18
1.5 Насадки для биофильтров 20
1.5.1 Классификация насадок для биофильтров 20
1.5.2 Функции насадок и основные требования, предъявляемые к насадкам для газоочистных биофильтров 20
1.5.3 Используемые насадки для биофильтров
1.5.3.1 Насадки для биофильтров природного происхождения. Преимущества и недостатки 22
1.5.3.2 Искусственные насадки. Преимущества и недостатки 22
1.6 Характеристики насадок для биофильтров 24
1.6.1 Геометрические характеристики насадок 29
1.6.2 Биопленка, как определяющий геометрический размер 33
1.6.2.1 Толщина пленки жидкости. Толщина биопленки 35
1.6.3 Гидродинамические характеристики насадок 38
1.6.3.1 Движение газа и жидкости через насадку 38
1.6.3.2 Режим орошения в биофильтрах 40
1.6.3.3 Количество удерживаемой насадкой жидкости 41
1.6.3.4 Смачиваемость поверхности насадок
1.6.4 Гидравлическое сопротивление насадок для биофильтров 43
1.6.5 Изменение гидравлического сопротивления насадки со временем 46
1.6.6 Массообменные характеристики 49
1.7 Моделирование процесса биофильтрации 50
Выводы по главе 1 з
Глава 2 Описание разрабатываемых и исследуемых насадок для биофильтров. Экспериментальные установки и методики экспериментов . 52
2.1 Описание разрабатываемых и исследуемых биофильтрационных насадок. Разработка конструкции и выбор материала биофильтрационных насадок 52
2.2 Стенды и методики для определения гидродинамических характеристик насадок. Методика определения геометрических характеристик насадок
2.2.1 Определение геометрических характеристик насадок 57
2.2.2 Определение краевого угла смачивания материалов насадок 58
2.2.3 Определение количества удерживаемой жидкости на насадках 58
2.2.4 Определение гидравлического сопротивления насадок 58
2.3 Стенды и методики по определению массообменных характеристик исследованных
насадок 60
2.3.1 Определение коэффициента массоотдачи в газовой фазе 60
2.3.2 Описание лабораторного биореактора и стендового комплекса по определению эффективности процесса биофильтрации на исследуемых насадках 62
2.3.3 Отбор проб и пробоподготовка 64
2.3.4 Определение концентраций загрязняющих веществ в ГВС 2.3.5 Формирование эффективного микробного сообщества. Питательный раствор для микроорганизмов 66
2.3.6 Иммобилизация клеток на насадочный слой 67
2.3.7 Оценка погрешностей измерений 68
Глава 3 Массообменные исследования насадок для биофильтров по очистке газа .
Результаты опытов и их обсуждение 69
3.1 Механизм процесса биофильтрации. Кинетика процесса биофильтрации 69
3.2 Коэффициент массоотдачи в газовой фазе 77
3.3 Биофильтрационный коэффициент массопередачи
3.3.1 Зависимость коэффициента массопередачи от скорости газового потока 80
3.3.2 Зависимость коэффициента массопередачи от концентрационной нагрузки
3.4 Определение допустимой концентрации загрязняющего вещества 83
3.5 Определение достаточного времени пребывания, загрязненного дихлорметаном воздуха, для исследуемых насадок 87
3.6 Определение максимальной скорости газового потока 89
3.7 Влияние плотности орошения на эффективность процесса биофильтрации 90
3.8 Влияние организации движения взаимодействующих потоков газа и жидкости на эффективность процесса биофильтрации 91
3.9 Рост биомассы на насадках 94
3.10 Влияние pH на эффективность процесса биофильтрации 95
3.11 Эффективность очистки газовоздушной смеси от летучих органических соединений табачных листьев в биореакторах с исследуемыми насадками 97
Выводы по главе 3 .99
Глава 4 Гидродинамические испытания насадок для биофильтров. Результаты экспериментов и их обсуждение .100
4.1 Гидродинамические особенности процесса биофильтрации 100
4.2 Коэффициент гидравлического сопротивления сухой насадки 100
4.3 Исследование изменения сопротивления насадки в биофильтрах за счет роста биомассы 111
4.4 Опыты по определению количества удерживаемой жидкости в слое насадок. Результаты и их обсуждение 116
4.5 Режим орошения 120
4.6 Смачиваемость материалов насадок 122
Выводы по главе 4 125
Глава 5 Моделирование процесса биофильтрации. Методика расчета биофильтра .127
5.1 Моделирование процесса биофильтрации газовоздушной смеси 127
5.2 Математическое моделирование процесса биофильтрации газовоздушной смеси от дихлорметана 134
5.3 Расчет насадочного биофильтра для очистки газовоздушных смесей 1 5.3.1 Методика расчета биофильтра 140
5.3.2 Пример расчета биофильтра 142
Выводы по главе 5 145
Глава 6 Исследование работы биофильтра с насадками КПН и ППУ на промышленной площадке. Практическое применение результатов исследований .146
6.1 Разработка и исследование опытно-промышленного биофильтра для очистки
вентиляционных выбросов табачного предприятия 146
6.1.1 Описание опытной установки 146
6.1.2 Описание промышленной установки 1 6.2 Сравнительный технико-экономический анализ метода биофильтрации с методом озонирования 150
6.3 Рекомендации по проектированию и использованию биофильтров для очистки газовоздушных выбросов от летучих органических соединений 1 6.3.1 Поиск микроорганизмов для биодеструкции загрязняющего вещества 151
6.3.2 Разработка конструкции и выбор материала насадки 151
6.3.3 Режим работы. Операционные параметры и их контроль 152 Выводы по главе 6 .153
Основные выводы и результаты 154
Список сокращений и условных обозначений 156
Список использованных источников 158
