固定化微生物固定床降解低濃度SO-,2-的動力學模型研究.pdf

1、SO2是大氣中的主要污染物，對人體及生態(tài)環(huán)境會造成嚴重的危害。目前，對于煙氣中含量高于3％以上的高濃度SO2氣體基本上通過安裝脫硫制酸裝置，獲得了較好的治理效果。但對于低濃度的SO2氣體由于排放量大，濃度低，穩(wěn)定性差，難以控制和回收利用，成為SO2氣體治理的難點和熱點之一。由于用傳統(tǒng)的物理化學方法進行脫硫處理時，存在著操作復雜，運行費用昂貴和二次污染等缺點，因此，各國研究者都在不斷地研究和開發(fā)新的治理技術。近年來，利用微生物的自身活動進

2、行脫硫的生物脫硫因運行成本低，代謝產物對環(huán)境無害，成為脫硫技術研究的熱點。微生物固定化技術具有微生物密度高、反應迅速、操作簡單等優(yōu)點，為當前研究的熱點。 本課題采用固定化微生物法凈化低濃度SO2氣體，實驗通過分析底物在固定化微生物小球內的傳遞過程，建立了底物在固定化微生物小球內的擴散傳遞模型，即De(d2c/dr2+2/rdc/dr)=μmaxc/Km+cCx，求解后，得到底物在固定化微生物小球內濃度分布的關系式c=coRsh

3、(3φr/R)/rsh(3φ)，說明對于單一固定化微生物小球，底物(如氧氣和SO2)在固定化微生物小球內的濃度分布是不均勻的，其底物濃度沿半徑從外至內逐漸降低。 通過對固定床降解SO2氣體過程機理的分析，建立了固定化微生物降解低濃度SO2氣體的動力學模型為-QdCg/Adh=ημmaxCxCg/YX/S(Km+Cg)，模型計算式為Cin=exp(ημmaxCxAh)/YX/SKmQ·Cg，同時通過數(shù)據(jù)模擬得到固定化微生物降解低

4、濃度SO2氣體的數(shù)學式為Cin=982.81Cout。該模型反映了內擴散、微生物細胞的特征、固定床的尺寸和操作因素對固定床降解低濃度SO2氣體性能的影響，其對微生物菌種的選擇、固定化微生物方法的確定和固定床的設計等有著重要的指導意義。 除此之外，本研究采用本模型對生物膜法降解低濃度甲苯氣體和低濃度CS2氣體的入口氣體濃度的影響進行了模擬計算，所得計算值與實驗值一致性很好，表明本課題確定的動力學模型在一定程度上也可以拓展到生物膜