转鼓生物过滤器去除挥发性有机物的数值模拟

摘要：

转鼓生物过滤器能有效地去除废气中的挥发性有机物. 根据生物过滤器中的物质传递特点, 依据双膜理论、质量守恒定律和Monod动力学方程, 建立了挥发性有机物在转鼓生物过滤器气相、水相和生物膜相中的传质降解模型. 该模型考虑了因生物膜增长而导致介质比表面积和空隙率的变化, 及其对去除效率的影响. 甲苯被选择为模型挥发性有机物. 因操作条件复杂, 引入有效气速系数并忽略液相传质阻力来简化模型. 模型求解时分别运用配置法、解析法、Runge-Kutta法来求解生物膜相和气相的传质降解方程和生物膜的增长方程, 并使用MATLAB软件编程求解. 数值模拟结果表明转鼓生物过滤器的甲苯去除率先升高, 到第4天达到最大值97%, 第5天后有明显逐步降低并稳定在90%. 转鼓外层介质中的甲苯浓度高, 甲苯降解量大于70%; 内层介质中的甲苯浓度低, 降解量小于10%. 与试验结果的比较证明该模型能较好地模拟多层转鼓过滤器降解甲苯的动态运行性能.

关键词：生物降解、生物膜、数学模型、数值解法、转鼓生物过滤器、挥发性有机物

所属期刊栏目：52

分类号：O6(化学)

资助基金：教育部跨世纪优秀人才培养计划NCET-05-0701;教育部留学回国人员科研启动基金;中国博士后科学基金2005037206;湖南大学校科研和教改项目

在线出版日期：2007-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1743-1747