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甲醛是一种无色、具有刺激性且易溶于水、醇和醚的气体。甲醛既是合成树脂的有效成分,又是工业系统的有害污染源。 近年来,国外己开展了用生物法对甲醛废气净化的研究。国外成功经验表明,生物法净化甲醛废气是一种行之有效的方法。本课题以甲醛废气为研究对象,对生物膜填料塔处理甲醛废气的净化性能及其相关的动力学模型进行了研究,主要研究内容和相关结论如下: (1) 进口气体浓度、气体流量、液体喷淋量等因素对甲醛废气的净化效率和生化去除量的研究实验结果表明:随着甲醛进口浓度的增加,净化效率呈下降的趋势,而生化去除量却随之增加。气体流量增加时,净化效率较稳定,基本维持在65%左右,同时生化去除量随之增加。当液体喷淋量由10L/h增至20L/h时,净化效率可由40%左右增至约80%,然后继续增加液体喷淋量时,净化效率的增加却渐趋平缓,当液体喷淋量增至40L/h时,净化效率则为90%左右。生化去除量随着液体喷淋量的增加随之增加,当增至20L/h时,增加趋势增大。 (2) 生物膜填料塔生化反应动力学的考察结果可知,生物膜内甲醛的生化降解反应为一级反应,一级表面反应速率常数K1=6.911×10-3s-1。甲醛在生物膜上的生化降解反应为慢速生化反应,吸收速率由液相主体的缓慢生化反应所决定,应按生化反应的强化手段处理。 按照“吸收—生物膜”理论建立的动力学模型应用验证研究结果表明,甲醛气体的生化去除量、出口浓度和净化效率实验值与计算值的相关系数分别为0.9549、0.89、0.868,具有较好的相关性。 (3) 按照课题组前期建立的“吸附—生物膜”理论的动力学模型应用验证结果表明,甲醛气体的生化去除量、出口浓度和净化效率实验值与计算值的相关系数分别为0.8389、0.6367、0.6427,相关性较差。 两种模型对甲醛生化去除量、出口浓度、净化效率的计算值与实验值的结果表明,“吸收—生物膜”动力学模型较“吸附—生物膜”动力学模型更能准确地描述生物膜填料塔对废气中甲醛的净化过程。这说明对于易溶于水的甲醛有机气体,用“吸附—生物膜”理论来解释生物法净化过程机理是不适用的。 (4) 对安装循环液处理装置后,进口气体浓度、气体流量、液体喷淋量等因素对甲醛废气的净化效率和生化去除量的研究实验结果表明,随着甲醛入口浓度