立模型,计算不同塔高处气、液中污染物浓度。
Baltzist〔12〕在模型中引入了抑制降解动力学
和生物膜中的获氧情况,其模型可计算气体、滴滤液和生物膜这三相中
VOC 和氧气的浓度
分布,并进行了一氯代苯的验证实验。
A.K.Sun〔13〕进一步考虑了轴向扩散和降解酶失活问
题,对气液两相进行了物料衡算,采用了
VOC 和氧气的双基质 monod 降解动力学建立模
型。
Alonsot〔14〕建立了 VOC 沿轴向的变化动态模型,模型考虑了不同高度的生物膜厚变化,
生物质积累所引起的比表面积的变化,并通过实验数据来估算模型中的稳态情况下的参数
如最大基质利用率、
Monod 常数 Ks 等。Okkerse〔15〕等的动态滴滤床模型则可用来预测滤床
的生物质堵塞速率并可估算滤床净化性能用来适应浓度变化所需的时间。
3 技术发展方向
目前的研究绝大部分都处于实验室阶段,还不能满足控制
VOCs 的实际要求,需要继
续在以下几方面开展研究。
3.1 提高设备消除能力和过滤气速
目前生物滴滤的单位体积处理能力较低,设备相对较大,因此提高设备消除能力及过
滤气速就是生物净化技术应用的关键问题之一。提高设备消除能力可以从微生物和填料两个
方面入手,其中寻找和培育优良的工程菌是很有前途的发展方向。
3.2 填料的改进
生物滴滤的填料是设备内生物相的载体,对有活性的生物量、传质效果、气液分布效果
有重要影响。多数研究者主要采用化工填料来作为生物滴滤的填料,但生物挂膜后填料表面
的性质会发生改变,容易引起传质面积减小和堵塞问题。研究生物滴滤的专用填料,是提高
其净化性能的重要手段。
3.3 实际废气的净化研究
现有研究大部分采用人工模拟的废气,废气中的污染物质都比较纯,杂质较少。而实际
的
VOCs 废气的气量、成分则经常变化,可能含有难降解或有毒性的物质,也许还有颗粒物。
开展实际废气的生物滴滤净化研究,对净化工艺的完善有重要作用。
3.4 生物滴滤模型研究
现有的滴滤模型不少,但还不成熟,尤其是模型通用性比较差,大都缺乏可靠的基础
参数。在模型的发展方面,目前急需的可能并不是开发新的模型,而是集中力量开展基础参
数的研究,这对生物滴滤技术的推广和应用有重要意义。
参考文献
1. Raj Mirpuri et al.Toluene Degration Kinetics for Planktonic and Biofilm-grow cells of
pseudomonas putida 54G Biotechnology and Bioengineering 1997,53(6):535~546.
2. H.H.J.Cox et al.Performance of a Styrene-Degrading Biofilter Containing the Yeast
Exophcala Jeanselmei Biotechnology and Bioengineering 1997,53(3):259~266.
3. Huub H.J.Cox,Marc A.Deshusses Biomass control in waste air biotrickling filters by
protozoan predation Biotechnol.Bioeng.1999,62(2):216~224.
4. Rula A.Deeb,Lisa Alvarez-Cohen Temperature Effect and Substrate Interactions During
the Aerobic Biotransformaion of BTEX Mixtures by Toluene-enriched Consortia and
Rhodococcus Rhodochrous Biotechnol Bioeng.1999,62(5):526~536.
5. Yanick Matteau and Bruce Ramsay Thermophilic Toluene Biofiltration J.Air & Waste
Manage.Assoc.1999,49(3):350~354.
6. Zhu X.Q.et al.The Effect of Nitrate on VOC Removal in Trickle Bed Biofilters.Water
Sci.Tech.1996,34(3~4):573~581.
7. Francis L.Smith et al.Development of Two Biomass Control Strategies for Extended,Stable
Operation of Highly Efficient Biofilters With High Toluene Loading.Environmental science &