一、气升式环流生物反应器处理二组分有机废气的研究（论文文献综述）
刘烁[1]（2020）在《两相分配生物反应器降解苯乙烯废气的实验研究及CFD模拟》文中研究说明两相分配生物反应器（Two phase partitioning bioreactor,TPPB）通过在水相中添加非水相（Non-aqueous phase,NAP）提高气液传质速率,进而增强生物净化效果。本课题以硅油为NAP构建TPPB,与单相生物反应器（One liquid phase bioreactor,OLPB）对比研究了进气浓度（）、循环液p H、停留时间（）及液气比（）对苯乙烯废气净化效果的影响,采用响应面优化实验探讨了TPPB最佳工艺条件,基于数学模型拟合了两种反应器传质和生物降解过程,利用FLUENT平台模拟了硅油强化苯乙烯废气的传质性能以及反应器中速度、浓度和湍流情况。结果表明:1)相比OLPB,同样条件下TPPB无论是去除负荷（EC）还是去除率（η）都较高。当Cin为200～400 mg·m-3时,两种反应器的去除率都较稳定,TPPB去除率平均可达94%。TPPB对苯乙烯进气浓度的改变有较强的适应性,本实验条件下苯乙烯最大去除能力为46.00 g·m-3·h-1。2)通过单因素实验分析,可得OLPB和TPPB中最佳都为37.5 s、循环液p H为7、L/G为0.25。采用响应面法对其进行优化研究得TPPB最佳工艺条件:EBRT为45.77 s、循环液p H为7.26、L/G为0.25,进行验证实验得到η为96%。3)基于数学模型对两种反应器传质和生物降解过程进行拟合,发现同一下TPPB中最大传质分数（β*s）值均高于OLPB,TPPB传质过程表现更为优越。苯乙烯变化与Michaelis-Menten模型相关性较高,同一下TPPB的最大去除负荷(ECmax)和半饱和常数（Ks）均高于OLPB。从β*s和角度观察,TPPB处理苯乙烯废气相比OLPB效果更好。4)利用FLUENT软件对OLPB和TPPB进行CFD模拟,通过研究反应器中连续气相速度分布、苯乙烯浓度分布和流场湍流强度情况,证明了硅油的添加确实增强了苯乙烯的传质过程,提高了苯乙烯的去除效率。
张超,刘有智,焦纬洲,张巧玲[2]（2021）在《内循环气升式环流反应器生物降解苯酚废水过程的计算传质学模拟研究》文中认为利用计算传质学方法对内循环气升式环流反应器（ILALR）内生物降解苯酚废水过程进行了研究。采用欧拉多相流模型结合RNG k-ε湍流模型对ILALR中气-液两相流动过程进行模拟,采用气泡群平衡模型（PBM）对反应器内气泡的尺寸分布进行预测。利用近年来提出的计算传质学■-εc模型对湍流扩散系数进行计算,从而摆脱了传统需要预估湍流Schmidt数的经验方法。模拟得到的液相苯酚和菌体浓度与实验测量值吻合良好,从而证明了所建立模型的有效性。研究结果表明ILALR内湍流传质过程中湍流扩散系数及湍流Schmidt数并非常数,因此基于传递相似性假设得到的湍流Schmidt数经验模型不适用于ILALR内湍流传质过程的模拟。模拟得到的ILALR中液相剪应力随表观气速的增大而增大,局部最大值出现在导流筒的上部。
郑婷[3]（2020）在《基于CFD的环己烷无催化氧化反应过程工况分析》文中提出环己酮是一种用途广泛的有机化工原料,工业上主要采用环己烷无催化氧化工艺制备环己酮。该工艺为典型的高危工艺,反应器内气相空间存在大量的环己烷蒸汽,一旦气相出口氧气浓度超过一定范围时有燃爆风险,因此有必要研究不同工况下反应器内组分浓度变化规律,确定操作参数报警阈值,使企业及时了解安全生产状况。计算流体力学（CFD）被广泛的用于化学工业中,可以得到反应器内浓度场,传递参数,温度场以及流速场等详细信息。本文利用CFD对某石化气升式环流反应器内环己烷无催化氧化过程进行了数值模拟研究,建立了一个基于实际工艺条件的欧拉-欧拉两相流模型,引入Standard k-ε湍流模型,考虑两相间曳力、升力和湍流分散力作用,得到反应器气含率、轴向液速等特征参数分布信息,并将流体力学特征与以往研究进行对比。在两相流动基础上耦合氧传质和环己烷无催化氧化反应动力学,建立流动-传质-反应的综合模型。经过计算得到反应器内传质系数分布规律和组分浓度分布图,反应器内传质和反应主要发生在反应器上升区,其中气相氧浓度随着流体流动方向逐渐减小,在反应器底部达到最小值。将模拟所得出口处反应物的浓度组成与某石化实际生产数据进行对比,对模型进行验证。计算反应达平衡后气相出口氧摩尔分数为2.4%,工厂实际值为2.32%,相对误差为3.4%,说明模型能较为准确的描述实际环己烷无催化氧化反应过程。此外,本文探究了进气量和进气氧浓度对反应器尾氧浓度的影响规律。结果表明,随着进气量和进气氧浓度的增加,尾氧体积分数随之增大。为确保安全生产,建议在生产中要时时监测进气量和气相进口氧浓度,控制总进气量不能超过6200 Nm3/h,进口气相氧浓度不得超过25%。
张永京,李大玉,缪宏,朱松[4]（2020）在《气升式内环流生物膜反应器设计与试验》文中研究指明针对工业废气净化效率低、使用范围小以及为其排放难以满足现代绿色环保需求的问题,设计了一种三相气升式反应器,该反应器外部采用多导流筒低高径比,其内部采用圆升气管的方形内循环式,并通过该装置模拟试验,经分析得出曝气量在400～500 m L/min时底物的去除率最佳。
杨涛[5]（2019）在《络合铁法脱硫环流式反应器的数值模拟与分析》文中研究表明络合铁法脱硫作为一种绿色高效的天然气净化工艺,在处理小规模中低潜硫含量的酸气方面表现优异,该工艺中环流式反应器以其低能耗和高传质效率在CO2捕集、石油化工、生物发酵和污水处理等方面有着广泛应用。本论文主要以CFD模拟为研究手段,以环流反应器为研究对象,主要分析气液两相流场特性及影响因素,并进一步研究气泡行为、分析传质区域及传质效率,最后探究气液固三相流场分布、传质特性和反应特性。根据现场装置数据和Aspen模拟数据,建立了环流反应器三维物理模型,获得基于现场反应器结构尺寸的反应停留时间为0.1h,满足循环效果的液相循环速度为1.0440m/s。通过引入Eulerian多相流模型、标准k-ε模型描述气液湍流运动并考虑虚拟质量力和曳力影响,建立环流反应器内气液两相流动数值模拟模型,进行高质量网格划分和求解算法优化。研究了操作参数和结构参数对气含率和液相循环速度的影响情况,得到双气流自循环流场,结果表明反应器内流场分布均匀且存在明显的区域差异,在径向和轴向存在“粘滞”效应和“断点”现象,得到满足循环效果的操作参数:空气表观气速为0.8668 m/s和结构参数:导流筒直径为1.1 m和高度为4.0 m。同时加入群体平衡模型和气泡聚并破碎模型对气泡尺寸分布和气泡界面浓度分布进行了分析,分析表明气泡上升过程中,升液区气泡尺寸增加,降液区气泡尺寸平稳波动;反应器内以大气泡为主,小气泡主要分布在气体喷射区和液相湍动涡流处,该区域气泡界面浓度大,传质面积大,传质效率高;空气表观气速增加不利于传质,中等气泡趋向于聚并为大气泡,在空气表观气速为0.8668 m/s时处于破碎-聚并平衡。基于气液相流场和气泡行为加入组分输运模型、双膜传质理论和氧化还原反应机理,得到反应器内各组分分布、传质速率和反应速率,分析表明加入反应后反应器内流场分布更加均匀,气含率增加,液相循环速度降低,传质和反应过程主要集中于小气泡存在的气体喷射区和液相湍动涡流处。液相体积传质速率主要受气含率和液相平衡浓度影响,H2S液相体积传质速率比O2液相体积传质速率小一个数量级;反应速率主要受反应组分浓度和反应速率常数影响,H2S氧化反应速率受传质速率控制,Fe2+再生反应速率受溶液循环速率控制。环流式反应器展现了在络合铁法脱硫过程中优秀的流场特性和高效的传质反应速率。通过对环流反应器内气液两相作用,气泡行为研究以及传质反应过程描述,为络合铁法自循环工艺应用于天然气脱硫以及反应器分析、设计提供了一定的理论参考和指导。
任翔宇[6]（2018）在《双介质阻挡放电耦合气升式生物填料反应器处理甲苯和二氯甲烷的工艺研究》文中研究表明挥发性有机物（Volatile organic compounds,VOC）是 PM2.5 和 O3 污染形成的主要前体物之一,VOCs减排是当前我国大气环境亟待解决的问题。对比多种VOCs净化技术,在处理一些水溶性较好、易生物降解的有机物时,采用单一生物净化技术具有净化效率高、二次污染少、运行费用相对较低等特点。但是面对医药化工行业中含氯有机污染物、苯系物等难生物降解和疏水性的VOCs时,采用单一生物净化技术的难以达到理想的去除效果。本研究针对医药化工行业常见的含氯有机污染物、苯系物等难生物降解和疏水性VOCs,通过化学氧化-生物降解耦合净化工艺,以解决单一生物技术处理多组分难降解VOCs的不足,具体研究结果如下:利用双介质阻挡放电（Double dielectric barrier discharge,DDBD）工艺用于氧化降解甲苯和二氯甲烷的研究,结果表明,未添加催化剂的DDBD反应器对于甲苯和二氯甲烷的去除并不理想,二氯甲烷的去除效率趋近于0。当向DDBD反应器中加入氧化铝小球负载的Ti-Mn催化剂后,进气浓度500 mg m-3的甲苯去除效率最高达到58%,进气浓度100 mg m-3的甲苯去除效率最高达到69%,与未添加催化剂时相比,最高去除效率分别提升了 42%和33%。进气浓度500 mg m-3的二氯甲烷去除效率最高达到34%,进气浓度100 mg m-3的二氯甲烷去除效率最高达到45%。添加Ti-Mn催化剂能大幅提升甲苯和二氯甲烷的DDBD去除效果。设计了一种气升式填料反应器（Airlift biofilm packing reactor,ABPR）强化去除甲苯和二氯甲烷混合气体。停留时间19.3s,甲苯的去除效率为58%～65%,二氯甲烷去除效率71%～79%;当停留时间达到38.7 s,甲苯去除效率超过95%,二氯甲烷去除率没有明显提升。二氯甲烷的去除受到生物降解速率的限制,而甲苯的去除受到传质的限制。饥饿实验表明反应器具有很好的抗饥饿性能。建立DDBD-ABPR耦合体系用于去除甲苯和二氯甲烷。优化后的耦合体系添加了 10 g氧化铝小球负载1%质量分数Ti-Mn催化剂,在DDBD放电停留时间0.73 s,生物反应器停留时间19.3s,总停留时间20.0 s内,甲苯和二氯甲烷进气浓度100mgm-3～1000 mg m-3变化范围内,两种底物的去除效率均超过90%。非稳态实验表明,该DDBD耦合气升式生物反应器拥有良好的抗进气负荷波动的稳定性。在加设DDBD后,体系内的群落结构发生了较大的改变。Hyphomicrobium和Pseudom 替代 Rhodococcus 转化为了优势菌种,并较单一生物法拥有更丰富的微生物多样性。以本课题小试结果作为理论基础,在某医药企业开展实施工程案例。在企业现有废气治理设施的末端,增加一套DDBD装置耦合生物塔系统,强化对甲苯和甲醇的处理效果。甲苯及甲醇整体去除效果得到了较大提升,环境效益明显,废气可以稳定达标排放。
曹丽琦[7]（2018）在《环己烷无催化氧化反应过程流体动力学模拟与工况分析》文中指出环己烷无催化氧化反应是一个典型的危险工艺,在工艺过程中尾氧含量超过一定限度就会引发爆炸。本文以某石化厂环己烷生产环己酮过程为研究主体,建立了一个基于实际工艺条件的流体动力学模型。该模型将两相流动与反应耦合,能较好预测工业中环己烷无催化氧化过程的流体力学性能和组分浓度分布,并进行工况分析。与以往模型相比,本文不仅研究流体流动性能,还考虑了反应器中发生的反应。使用流体软件准确地模拟了生产过程,从流体力学角度解释在不同工况下氧气浓度变化的原因,并提出会引发爆炸的两个操作参数限度。可以使企业及时了解其安全生产状况,为事故预防提供参考依据。本文针对环己烷无催化氧化气升式环流反应器建立了一个二维几何模型,两相流动耦合化学反应,并考虑了相间作用力影响。使用流体动力学软件模拟得到的气含率和速度矢量等流体特性与文献中的研究相符。经计算,反应器氧化反应平衡时氧气摩尔浓度为0.0221,与工厂实际值相差4.4%,说明反应模型能较好反映实际环己烷无催化氧化反应的过程。本文考虑了三种异常工况,分别为气体分布器堵塞,进气量变化,垂直液速变化。当气体分布器堵塞时,气含率和垂直液速会影响氧气浓度分布。在总进气量相同的情况下,一管进气时的氧气体积分数为0.0248,比正常进气时的氧气含量高12.22%;三管进气的气含率和循环液速分布与正常工况相差不大,氧气体积分数为0.0229,比正常工况高3.16%。因此将进气管口堵塞纳入过程检测的故障原因分析中。同时可以得到,当进气量为6700Nm3/h时,氧气体积分数为0.0301,超过氧气爆炸警戒线0.03。进气氧浓度上升为0.27时,尾氧体积分数为0.0296,接近爆炸警戒线0.03。生产过程中,不能使总进气量超过6700Nm3/h,同时氧气体积分数应在0.27以下。
吴超[8]（2017）在《气升式生物反应器处理多组分VOCs废气的关键技术研究》文中研究表明工业有机溶剂使用所排放的挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）是我国雾霾天气与光化学臭氧排放的关键诱因之一。工业源排放的VOCs气量大、浓度低,特别适宜使用操作简便、无二次污染的生物技术进行治理控制。生物过滤或滴滤技术是目前最为经济有效的生物技术。但其长期运行后,生物量过分累积、营养物分布不均及湿度条件恶化等会导致去除效果不佳和额外的维修费用。生物洗涤器没有如是问题,且特别适用于亲水VOCs处理。但工业源VOCs排放组分复杂,常含苯系物、含氯烷烃和含氧化合物等不同疏水性、挥发性、生物可降解性和生物毒性的物质,制约着生物洗涤器高效工业化扩大应用。两相分配生物反应器因非水相的添加,不仅能促进疏水VOCs气液传质,而且能保护微生物免于底物毒性、环境波动和操作紊乱,已成功应用于单一疏水性或强毒性VOC的净化。但其应对工业排放的多组分VOCs废气的治理鲜有报道。连续搅拌釜生物反应器是最为常用的生物洗涤器构型,但能耗大是其不可避免的问题。针对以上问题,本研究以气升式生物反应器为反应器构型,以乙酸乙酯、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷和甲苯为模拟污染物,从高效降解菌群选育、连续稳态和工况波动工艺表现、过程模拟与优化、微生物信息分析等方面展开了考察研究。以难降解的1,2-二氯乙烷为驯化的模拟污染物,本研究从树脂化工厂的污水处理厂的活性污泥中获得一疏水降解微生物混合菌群,其细胞疏水性为79%,主要由Xanthobacter属（62%）构成。在无外加碳源条件下,初始1,2-二氯乙烷浓度为114.1-1141.5mg·L-1时,疏水降解菌群介导的降解过程能高效进行,脱氯率可达92%。Haldane-Andrews模型动力学参数μmax为0.247h-1,Ks和Ki分别为4.7 g·m-3和10.4g·m-3;均优于已报导菌株或菌群,且符合两相分配生物反应器的理想值。它也能降解乙酸乙酯、二氯甲烷和甲苯。硅油体积比为7%即可保证1,2-二氯乙烷和氧气的增溶效果以及疏水菌群的降解活性。接种疏水降解菌群和添加7%硅油能提高气升式生物反应器的总去除负荷,但矿化率、脱氯率和细胞产率分别为60%、39%和0.19gDCW·gVOCs-1,均低于无硅油体系。在应对工况波动时,两相分配气升式生物反应器的抵抗能力和恢复能力优势明显。气升式生物反应器连续稳定运行过程中,亲水性易降解的乙酸乙酯去除效率可达100%,并不受停留时间的影响。适度疏水难降解的甲苯去除效率由于硅油的添加增加了一倍。无论是否添加硅油,适度疏水甲苯去除效果均优于亲水性的1,2-二氯乙烷。难降解的含氯烷烃去除效果均没有因为硅油的添加而有所提升,虽然这两个物质的液相溶解度均有所增加。本研究首次提出比较最大体积传质速率和最大去除负荷进行生物技术限制过程分析。易降解的乙酸乙酯易受限于物理传质过程,可降解的甲苯和难降解的氯代烷烃则易受限于生物降解过程。因此,在生物反应器操作运行过程中,因考虑VOCs疏水性和生物可降解性进行物理传质和生物降解过程的调控,以保证高效的去除效果。硅油的添加并未引起气升式生物反应器中微生物的功能紊乱和代谢失调。微生物群落结构随着气升式生物反应器的运行操作演替显着,其细胞疏水性也随之改变。多组分VOCs在生物反应器内的净化效果受微生物群落结构及代谢相互作用的影响。微观优势菌群的降解功能和特性与宏观VOCs去除表现相一致。高丰度的特定降解酶能保证高效单一 VOC去除效果。VOCs间相互作用复杂,特别是关键酶的竞争抑制作用,会引发某单一物质降解过程的恶化。这为工程微生物生态系统功能优化以及生物反应器去除表现和设计优化提供了策略性参考。
付妍[9]（2017）在《双液相生物过滤塔处理挥发性有机物的研究》文中研究表明双液相生物过滤是一种对疏水性、难生物降解的挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）有较好处理效果的新型生物技术。本文通过建立双液相过滤塔系统,研究其对不同VOCs的处理效果。在此基础上,研究双液相生物过滤塔和单液相生物过滤塔对典型VOCs的运行性能,进而分析两塔尾气生物气溶胶的产排特性并进行健康风险评价,从而为双液相生物过滤技术处理有机废气的工程应用提供技术支持。通过研究双液相过滤塔（无生物膜）对VOCs的处理,发现添加10%硅油的双液相过滤塔对二氯甲烷去除率达到53%,且处理效果优于苯、邻二甲苯和甲苯。当气液比为19:1时,双液相过滤塔对二氯甲烷的去除率最大,平均去除率为71%。通过对比双液相和单液相生物过滤塔对二氯甲烷的处理效果,发现双液相生物过滤塔对二氯甲烷的去除效果（平均去除率81%）优于单液相生物过滤塔（平均去除率66%）。双液相生物过滤塔的生物量积累过程快于单液相生物过滤塔,比增长速率为0.035 g干生物膜/（g干填料·d）,而单液相生物过滤塔的比增长速率为0.026 g干生物膜/（g干填料·d）。此外,双液相生物过滤塔的渗滤液TOC值和CO2的转化率（61%）均大于单液相生物过滤塔（51%）。但是,双液相生物过滤塔的填料层压降大于单液相生物过滤塔,易发生填料层堵塞现象。通过比较双液相和单液相生物过滤塔的尾气生物气溶胶的产排特性,发现随着空塔气速的增加,两塔中细菌和真菌生物气溶胶的浓度均呈现先增大后减小的趋势。当空塔气速为140 m/h时,两塔尾气细菌最高浓度分别为268 cfu/m3、370cfu/m3,真菌最高浓度分别为198 cfu/m3、331 cfu/m3。温度对塔尾气中不同微生物的影响存在差异。温度40℃时,两塔尾气中的真菌气溶胶浓度达到最大值,为108 cfu/m3和140 cfu/m3。而当温度为50℃时,两塔细菌气溶胶浓度达到最大值,为152 cfu/m3和223 cfu/m3。随着温度继续升高,细菌和真菌浓度均降低。湿度对尾气生物气溶胶的影响主要表现为:填料层含水率为50%时,两塔中真菌气溶胶的浓度达到最大值,为73 cfu/m3和104 cfu/m3,而当填料层含水率为70%时,两塔中细菌气溶胶的浓度达到最大值,分别为253 cfu/m3和349 cfu/m3。两塔在不同条件下HI（微生物暴露对人体健康的总风险）值均远小于1.0。因此,生物过滤塔尾气生物气溶胶中的微生物暴露对人体健康的危害较小。
丁云峰[10]（2015）在《气升式固—液两相反应器处理二氯甲烷废气的研究》文中研究说明二氯甲烷（DCM）是一种疏水性有机物,传统的生物处理技术受到传质限制以及高浓度底物对于微生物毒害作用的影响,去除效率往往不尽如人意。本研究采用新型两相生物处理技术,以10%硅胶作为固态非水机相（SNAP）,构建气升式固液两相生物反应器（AL-SLBB）,以单相反应器（AL-SPBB）作为对照,考察了AL-SLBB对DCM废气的去除效果,为该技术的实际工业应用提供基础数据。反应器停留时间保持在72 s,气量200 L/min,温度33℃,pH保持7.2,对进出口负荷、去除率、溶解氧、生物量等因素进行测定,发现AL-SLBB相对于AL-SPBB具有更好的DCM去除效果,最大去除负荷达到219 g/（m3·h）,去除率保持在65%以上,并且对于高浓度冲击负荷有更好的抵抗和恢复能力,并通过高通量测序技术对生物群落分布进行讨论。同时通过对氯离子浓度及得率、细胞表面疏水性（CSH）和胞内脱卤素酶比活力的测定,阐明了微生物代谢和传质规律。进行AL-SLBB流体力学分析,构建动力学模型。通过对于不同硅胶比例下气含率和液相循环流速的测定,拟合优化后得到模型分布系数C和单气泡上升速率Ubt,在10%硅胶比例下最大分别为1.74和1.32 m/s,这为此类反应器的理论设计和前期流体动力学参数的预测提供了便利。
二、气升式环流生物反应器处理二组分有机废气的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、气升式环流生物反应器处理二组分有机废气的研究（论文提纲范文）
（1）两相分配生物反应器降解苯乙烯废气的实验研究及CFD模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 苯乙烯的危害及治理技术 |
| 1.2 生物治理技术的研究进展 |
| 1.2.1 生物反应器的结构 |
| 1.2.2 生物处理工艺的优缺点 |
| 1.2.3 强化生物处理工艺研究 |
| 1.3 两相分配生物反应器(TPPB)的研究进展 |
| 1.3.1 TPPB的原理 |
| 1.3.2 非水相的选择 |
| 1.3.3 TPPB在废气处理中的应用 |
| 1.4 计算流体力学(CFD)的研究进展 |
| 1.4.1 CFD概述 |
| 1.4.2 CFD的求解过程 |
| 1.4.3 FLUENT概述 |
| 1.5 课题研究内容及路线 |
| 1.5.1 课题研究目的及意义 |
| 1.5.2 课题研究内容 |
| 1.5.3 课题技术路线 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验仪器与药品 |
| 2.1.1 实验仪器 |
| 2.1.2 实验药品 |
| 2.2 降解菌群的培养与驯化 |
| 2.3 生物反应器的结构 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.5 分析方法 |
| 第3章 两相分配生物反应器净化苯乙烯废气 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 进气浓度对苯乙烯去除能力的影响 |
| 3.3 苯乙烯进气负荷与去除负荷的关系 |
| 3.4 单因素实验分析 |
| 3.4.1 循环液pH对苯乙烯去除能力的影响 |
| 3.4.2 停留时间对苯乙烯去除能力的影响 |
| 3.4.3 液气比对苯乙烯去除能力的影响 |
| 3.5 响应面试验优化 |
| 3.5.1 响应面试验设计及结果 |
| 3.5.2 回归模型的建立及检验 |
| 3.5.3 响应面图分析及最佳条件优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 两相分配生物反应器的模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 生物技术的机理 |
| 4.2.1 VOCs的传质过程 |
| 4.2.2 微生物的降解过程 |
| 4.3 TPPB模型的构建 |
| 4.3.1 传质路径 |
| 4.3.2 传质系数 |
| 4.3.3 生物降解动力学 |
| 4.4 TPPB的过程模拟 |
| 4.4.1 VOCs最大传质分数 |
| 4.4.2 生物降解动力学参数 |
| 4.5 硅油强化苯乙烯传质过程的CFD模拟 |
| 4.5.1 CFD模拟过程 |
| 4.5.2 结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）内循环气升式环流反应器生物降解苯酚废水过程的计算传质学模拟研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 模拟对象 |
| 2 数值模型 |
| 2.1 连续性方程 |
| 2.2 动量守恒方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 相间作用力模型 |
| 2.5 气泡群平衡模型 |
| 2.6 局部最大剪应力 |
| 2.7 组分守恒方程 |
| 2.8 生化反应动力学模型 |
| 2.9 初始条件和边界条件 |
| 2.1 0 网格划分和数值方法 |
| 3 模拟结果与讨论 |
| 3.1 气相含率和液相速度的分布 |
| 3.2 Sauter气泡尺寸和液相局部最大剪应力的分布 |
| 3.3 组分浓度变化 |
| 3.4 湍流扩散系数分布 |
| 4 结论 |
| 符号说明 |
（3）基于CFD的环己烷无催化氧化反应过程工况分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 环己烷无催化氧化工艺 |
| 1.2.1 工艺路线 |
| 1.2.2 环己烷无催化氧化反应动力学 |
| 1.2.3 环己烷无催化氧化工艺研究进展 |
| 1.3 气升式环流反应器 |
| 1.3.1 气升式环流反应器介绍 |
| 1.3.2 气升式环流反应器研究进展 |
| 1.4 CFD在化学反应模拟中的应用 |
| 1.4.1 CFD概述 |
| 1.4.2 CFD在化学反应中的应用 |
| 1.5 研究内容以及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 环己烷无催化氧化反应器数学模型建立 |
| 2.1 双流体模型 |
| 2.1.1 数值模拟模型基本假设 |
| 2.1.2 欧拉多相流模型 |
| 2.1.3 控制方程 |
| 2.2 相间作用力 |
| 2.2.1 曳力模型 |
| 2.2.2 升力模型 |
| 2.2.3 湍流分散力模型 |
| 2.2.4 虚拟质量力模型 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 氧气在反应器内相间传质模型 |
| 2.4.1 传质模型 |
| 2.4.2 氧组分守恒方程源项 |
| 2.5 环己烷氧化反应动力学模型 |
| 2.6 气液相平衡计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 工业环己烷无催化氧化过程模拟研究 |
| 3.1 物理模型建立与设置 |
| 3.1.1 物理模型 |
| 3.1.2 网格划分与独立性验证 |
| 3.1.3 边界条件与求解方法 |
| 3.2 气液两相流模拟结果 |
| 3.2.1 气含率分布 |
| 3.2.2 速度矢量 |
| 3.3 传质与反应模拟结果 |
| 3.3.1 相间传质 |
| 3.3.2 组分浓度分布 |
| 3.3.3 数值模拟结果验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同工况数值模拟研究 |
| 4.1 进气量波动 |
| 4.1.1 气含率 |
| 4.1.2 轴向液速 |
| 4.1.3 体积传质系数 |
| 4.1.4 气相氧气浓度 |
| 4.2 进气氧浓度 |
| 4.2.1 气含率与传质系数 |
| 4.2.2 气相氧浓度 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）气升式内环流生物膜反应器设计与试验（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 装置整体结构设计与工作原理 |
| 1.1 整体结构 |
| 1.2 工作原理 |
| 2 仿真试验 |
| 2.1 氧传质模型建立 |
| 2.2 内环流生物膜反应器内氧传质的模拟 |
| 3 结果分析 |
| 3.1 出口处氧浓度分析 |
| 3.2 曝气量模拟时氧气浓度分析 |
（5）络合铁法脱硫环流式反应器的数值模拟与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 络合铁法脱硫原理 |
| 1.3 脱硫反应器研究现状 |
| 1.3.1 气升式环流反应器简介 |
| 1.3.2 气升式环流反应器的特性参数及影响因素 |
| 1.3.3 气升式环流反应器应用 |
| 1.4 研究内容、方法及思路 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 1.4.3 研究方法 |
| 1.4.4 研究思路 |
| 第2章 环流反应器气液两相流动的数值模拟 |
| 2.1 络合铁法脱硫工艺流程和运行参数 |
| 2.1.1 络合铁法脱硫工艺流程 |
| 2.1.2 环流反应器结构参数 |
| 2.1.3 环流反应器操作参数 |
| 2.2 气液两相流动数值模拟模型 |
| 2.2.1 流体力学基本方程 |
| 2.2.2 多相流模型 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.2.4 相间作用力 |
| 2.3 模型及计算设置 |
| 2.3.1 物理模型 |
| 2.3.2 网格模型及验证 |
| 2.3.3 边界条件和计算设置 |
| 2.4 计算结果与分析 |
| 2.4.1 反应器内流场分布 |
| 2.4.2 混合物密度影响 |
| 2.4.3 空气表观气速影响 |
| 2.4.4 导流筒直径影响 |
| 2.4.5 导流筒高度影响 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 反应器内气泡行为特征的模拟研究 |
| 3.1 气泡行为的数值模型 |
| 3.1.1 群体平衡模型 |
| 3.1.2 气泡聚并与破碎模型 |
| 3.2 模型及计算设置 |
| 3.3 计算结果与分析 |
| 3.3.1 气泡尺寸分布 |
| 3.3.2 气泡界面浓度分布 |
| 3.3.3 空气表观气速影响 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 反应器内传质与反应特性研究 |
| 4.1 化学反应数值模拟模型 |
| 4.1.1 组分输运模型 |
| 4.1.2 相间传质 |
| 4.2 模型及计算设置 |
| 4.2.1 网格模型 |
| 4.2.2 边界条件和计算设置 |
| 4.3 计算结果与分析 |
| 4.3.1 反应器内流场分布 |
| 4.3.2 反应器内组分浓度分布 |
| 4.3.3 液相体积传质速率 |
| 4.3.4 液相氧化还原反应速率 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 结论及建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（6）双介质阻挡放电耦合气升式生物填料反应器处理甲苯和二氯甲烷的工艺研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 工业VOCs治理技术的应用 |
| 1.2 生物净化技术的研究现状 |
| 1.3 研究内容与研究意义 |
| 2 实验装置与分析方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.3 分析方法 |
| 3 DDBD反应器处理甲苯和二氯甲烷 |
| 3.1 DDBD反应器氧化VOCs |
| 3.2 负载催化剂的DDBD反应器氧化VOCs |
| 3.3 本章小结 |
| 4 气升式生物填料反应器处理甲苯和二氯甲烷 |
| 4.1 气升式生物填料反应器去除甲苯和二氯甲烷混合气体效果 |
| 4.2 底物交互作用 |
| 4.3 填料优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 DDBD耦合气升式生物填料反应器处理甲苯和二氯甲烷 |
| 5.1 DDBD氧化耦合生物降解去除单一甲苯和二氯甲烷 |
| 5.2 介阻放电催化氧化耦合微生物降解单一甲苯和二氯甲烷 |
| 5.3 介阻放电催化氧化耦合微生物降解甲苯和二氯甲烷混合废气 |
| 5.4 微生物群落结构分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 某制药企业工程应用案例 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 案例背景 |
| 6.3 污染物产生情况分析 |
| 6.4 工程设计 |
| 6.5 调试运行与监测情况分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（7）环己烷无催化氧化反应过程流体动力学模拟与工况分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 环己烷无催化氧化生产环己酮技术现状 |
| 1.2.1 行业进展 |
| 1.2.2 工艺路线 |
| 1.2.3 动力学模型 |
| 1.3 气升式环流反应器的发展应用 |
| 1.4 气升式环流反应器数值模拟研究进展 |
| 1.5 环己烷无催化氧化数值模拟研究进展 |
| 1.6 研究内容与方法 |
| 第二章 环己烷无催化氧化反应器的CFD计算模型与分析 |
| 2.1 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 相间作用力 |
| 2.1.3 湍流模型 |
| 2.1.4 质量输运方程 |
| 2.1.5 反应动力学 |
| 2.2 模型的数值求解方法分析 |
| 2.2.1 有限差分法 |
| 2.2.2 有限体积法 |
| 2.3 环己烷无催化氧化数值求解方法分析 |
| 2.3.1 模型的建立 |
| 2.3.2 网格划分与独立性考察 |
| 2.3.3 边界条件 |
| 2.3.4 求解方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 数值模拟结果与分析 |
| 3.1 气液两相流模拟结果 |
| 3.1.1 气含率分布 |
| 3.1.2 速度矢量 |
| 3.2 环己烷氧化反应组分浓度模拟结果与分析 |
| 3.2.1 氧气组分体积分数验证与分析 |
| 3.2.2 各组分体积分数验证与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 环己烷无催化氧化反应过程工况分析 |
| 4.1 气体分布器堵塞 |
| 4.1.1 总进气量相同 |
| 4.1.2 总进气量不同 |
| 4.2 进气量 |
| 4.2.1 气含率 |
| 4.2.2 轴向液速 |
| 4.2.3 氧气浓度 |
| 4.3 进气氧浓度 |
| 4.4 工厂操作建议 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）气升式生物反应器处理多组分VOCs废气的关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 工业源VOCs废气排放及污染特征 |
| 1.2 低浓度VOCs废气治理技术 |
| 1.2.1 吸收技术 |
| 1.2.2 吸附技术 |
| 1.2.3 燃烧氧化技术 |
| 1.2.4 低温等离子体技术 |
| 1.2.5 生物技术 |
| 1.3 VOCs生物治理技术研究进展 |
| 1.3.1 基本原理 |
| 1.3.2 VOCs传质过程 |
| 1.3.3 微生物群落特征和降解特性 |
| 1.3.4 生物反应器构型 |
| 1.4 两相分配生物反应器的研究现状 |
| 1.4.1 非水相的选择 |
| 1.4.2 疏水性微生物的选育 |
| 1.4.3 模型构建 |
| 1.5 立题依据和拟解决的关键科学问题 |
| 1.6 研究内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.1.1 模拟污染物 |
| 2.1.2 化学与生物试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 接种微生物选育及其降解特性考察 |
| 2.3.1 疏水混合菌群获得与鉴定 |
| 2.3.2 疏水混合菌群生长条件优化 |
| 2.3.3 疏水混合菌群降解和生长特性研究 |
| 2.4 硅油比例的选择 |
| 2.5 生物反应器构型与操作运行 |
| 2.5.1 生物反应器构型 |
| 2.5.2 VOCs在生物反应器中传质速率的评价 |
| 2.5.3 适应与连续运行工艺考察 |
| 2.5.4 抵抗工况波动能力的评价 |
| 2.6 测定方法 |
| 2.6.1 化学指标测定 |
| 2.6.2 生物指标测定 |
| 2.6.3 高通量测序 |
| 第三章 降解1,2-二氯乙烷疏水菌群选育及降解特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 疏水混合菌群的鉴定 |
| 3.3 最佳硅油体积比 |
| 3.4 疏水降解菌群的生长条件优化 |
| 3.4.1 最适生长温度 |
| 3.4.2 最适生长pH值 |
| 3.4.3 底物宽泛性 |
| 3.5 疏水降解菌群的1,2-二氯乙烷降解特性 |
| 3.5.1 硅油对疏水降解菌群降解能力和微生物生长的影响 |
| 3.5.2 硅油存在时疏水降解菌群在不同浓度下的降解特性 |
| 3.5.3 降解终产物分析 |
| 3.5.4 微生物降解与生长动力学分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 气升式生物反应器处理多组分VOCs废气及硅油强化表现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 连续稳定运行工艺表现 |
| 4.2.1 多组分VOCs废气的去除效果 |
| 4.2.2 CO_2产量 |
| 4.2.3 Cl~-产量 |
| 4.2.4 生物量 |
| 4.3 抵抗工况波动的能力 |
| 4.3.1 进气浓度波动 |
| 4.3.2 饥饿与反应器停运 |
| 4.3.3 pH值变化 |
| 4.3.4 抵抗力综合评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多组分VOCs废气处理过程的模拟与优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模拟的关键假设 |
| 5.3 VOCs传质过程参数 |
| 5.3.1 最大传质分数 |
| 5.3.2 最大体积传质速率 |
| 5.4 生物降解宏观动力学特征 |
| 5.4.1 理论框架 |
| 5.4.2 宏观动力学参数 |
| 5.5 潜在受限过程 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 微生物群落对多组分VOCs去除的响应 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微生物细胞疏水性的变化 |
| 6.3 微生物群落结构的响应 |
| 6.4 异型生物质生物降解基因丰度 |
| 6.5 KEGG代谢途径中的关键酶 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 研究结论、创新点及展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及科研成果 |
（9）双液相生物过滤塔处理挥发性有机物的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 VOCs的产生特点与危害 |
| 1.1.2 VOCs处理方法的比较 |
| 1.1.3 生物法处理VOCs |
| 1.2 双液相生物过滤技术处理VOCs |
| 1.2.1 双液相生物处理技术原理及非水相的选择 |
| 1.2.2 双液相生物反应器处理VOCs的研究进展 |
| 1.2.3 双液相生物反应器尾气生物气溶胶研究进展 |
| 1.3 有待进一步研究的问题 |
| 1.4 研究目的、研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第2章 双液相过滤塔处理VOCs的研究 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验装置 |
| 2.1.2 操作条件 |
| 2.1.3 分析方法 |
| 2.2 有机相的选取 |
| 2.3 不同VOCs去除效果的比较 |
| 2.4 硅油比例的优化 |
| 2.5 双液相过滤塔运行条件对VOCs处理性能的影响研究 |
| 2.5.1 不同气液比对去除性能的影响 |
| 2.5.2 不同进气浓度对去除性能的影响 |
| 2.5.3 间歇喷淋对VOCs处理性能的影响 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 双液相生物过滤塔处理VOCs的研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 微生物来源与驯化培养 |
| 3.1.2 试验装置 |
| 3.1.3 操作条件 |
| 3.1.4 分析方法 |
| 3.1.5 Biolog分析方法 |
| 3.2 双液相生物过滤塔对VOCs的处理性能 |
| 3.2.1 去除率与去除速率 |
| 3.2.2 动力学过程 |
| 3.2.3 生物量积累 |
| 3.2.4 填料层压降 |
| 3.2.5 渗滤液TOC |
| 3.2.6 去除负荷与CO2的关系 |
| 3.3 微生物代谢特征的变化 |
| 3.3.1 AWCD和微生物代谢活性的变化 |
| 3.3.2 不同种类碳源利用情况的变化 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 双液相生物过滤塔尾气生物气溶胶产排特性分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验装置 |
| 4.1.2 操作条件 |
| 4.1.3 生物气溶胶采集与分析方法 |
| 4.2 空塔气速对尾气生物气溶胶产排特性的影响 |
| 4.3 气体温度对尾气生物气溶胶产排特性的影响 |
| 4.4 填料层含水率对尾气生物气溶胶产排特性的影响 |
| 4.5 生物过滤塔尾气生物气溶胶的健康风险评价 |
| 4.5.1 暴露剂量模型 |
| 4.5.2 健康风险评价模型 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）气升式固—液两相反应器处理二氯甲烷废气的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 DCM的理化性质和环境行为 |
| 1.3 DCM的生物降解 |
| 1.3.1 传统生物处理工艺 |
| 1.3.2 两相生物处理技术 |
| 1.3.3 有机相的选择 |
| 1.3.4 气升式环流反应器 |
| 1.3.5 反应器流体动力学分析 |
| 1.4 课题研究意义与内容 |
| 1.4.1 课题研究意义 |
| 1.4.2 课题研究内容和技术路线 |
| 1.4.3 课题创新之处 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.1.3 实验菌株与培养基 |
| 2.2 实验装置及流程图 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 分析检测方法 |
| 2.3.2 液相中DCM浓度测定方法 |
| 2.3.3 二氯甲烷脱卤素酶粗酶液的提取与酶比活力测定 |
| 2.3.4 细胞表面疏水性（CSH）的测定 |
| 2.3.5 流体动力学参数测定 |
| 2.3.6 生物群落分析方法 |
| 第三章 AL-SLBB反应体系的建立及运行 |
| 3.1 菌种在AL-SPBB中的扩大培养 |
| 3.2 AL-SPBB和AL-SLBB去除DCM的效果比较 |
| 3.2.1 不同进气负荷的影响 |
| 3.2.2 菌体浓度以及氯离子分析 |
| 3.3 高通量测序分析 |
| 3.3.1 数据处理与质控 |
| 3.3.2 微生物群落分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 AL-SLBB反应体系影响因素研究 |
| 4.1 不同冲击负荷对于反应器的影响 |
| 4.1.1 低等冲击负荷对去除效果的影响 |
| 4.1.2 中等冲击负荷对去除效果的影响 |
| 4.1.3 高等冲击负荷对去除效果的影响 |
| 4.2 硅胶比例对于酶比活力的影响 |
| 4.3 细胞表面疏水性的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 AL-SLBB反应体系流体动力学分析 |
| 5.1 AL-SLBB流体动力学模型的建立 |
| 5.2 电极反应时间的测定 |
| 5.3 气含率的测定 |
| 5.4 液相流速的测定 |
| 5.5 其他参数的优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论及建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
四、气升式环流生物反应器处理二组分有机废气的研究（论文参考文献）
- [1]两相分配生物反应器降解苯乙烯废气的实验研究及CFD模拟[D]. 刘烁. 河北科技大学, 2020(06)
- [2]内循环气升式环流反应器生物降解苯酚废水过程的计算传质学模拟研究[J]. 张超,刘有智,焦纬洲,张巧玲. 化工学报, 2021(02)
- [3]基于CFD的环己烷无催化氧化反应过程工况分析[D]. 郑婷. 华南理工大学, 2020(02)
- [4]气升式内环流生物膜反应器设计与试验[J]. 张永京,李大玉,缪宏,朱松. 农业装备技术, 2020(01)
- [5]络合铁法脱硫环流式反应器的数值模拟与分析[D]. 杨涛. 西南石油大学, 2019(06)
- [6]双介质阻挡放电耦合气升式生物填料反应器处理甲苯和二氯甲烷的工艺研究[D]. 任翔宇. 浙江大学, 2018(04)
- [7]环己烷无催化氧化反应过程流体动力学模拟与工况分析[D]. 曹丽琦. 华南理工大学, 2018(12)
- [8]气升式生物反应器处理多组分VOCs废气的关键技术研究[D]. 吴超. 浙江大学, 2017(12)
- [9]双液相生物过滤塔处理挥发性有机物的研究[D]. 付妍. 天津大学, 2017(06)
- [10]气升式固—液两相反应器处理二氯甲烷废气的研究[D]. 丁云峰. 浙江工业大学, 2015(06)