论文部分内容阅读
氮氧化物（NOX）是主要的大气污染物之一，传统的物化治理方法存在成本高、二次污染以及操作维护困难等缺点。生物法被认为是一种绿色、安全、低耗的废气治理技术，其中新型生物转鼓（Rotating Drum Biofilter，RDB）净化有机废气在国外已受到了高度关注，而其在NOX废气净化领域的研究却鲜见报道。本研究采用自制RDB反应器处理模拟NO废气（通常NO占NOX的95％以上），考察其反硝化性能，探明NO的转化途径及去除过程，并初步探讨了过程中N素的平衡。结果表明，RDB易快速启动并具有稳定运行的特性。在温度25℃～30℃、pH 6.5～7.5、鼓转速0.5r／min、EBRT 86.4s、营养液量5L、营养液更新0.2L／d的条件下，系统30d内即挂膜成功；在连续运行5个月期间，进气NO浓度为120～584mg／m3，去除率稳定维持在60％～85％（平均68.7％），去除负荷达到5～18g／m3·h（平均11.6g／m3·h）。转速和营养液量决定着RDB生物膜表面的液膜厚度和更新速率，NO去除率在转速0.5r／min时达到最大值，而营养液量控制在1.3～3.0L则比较合理。空床停留时间（EBRT）是一个重要的影响因素，温度对NO去除率的影响并不明显，而pH 8最利于NO的生物去除。作为反硝化碳源，葡萄糖效果最佳，醋酸钠次之，甲醇最差；而过量碳源并不能有效改善NO去除率，反而增加运行费用。另外，增加NOX的氧化度可提高系统去除效率，过高的盐份浓度（＞13600mg／L）则会对NO的去除产生抑制。借助电镜和微生物学实验，系统中反硝化菌包括脱氮副球菌（Paracoccus denitificans）和生丝微菌属（HyPhomlcroblum）。气液传质是NO反硝化反应的控速步骤，本研究探讨了优化去除效果和指导工程应用各种措施。NO在RDB中的转化包括化学氧化和生物净化两个过程，采用GC-MS检测到中间产物N2O，假设N2转化率后，对以上两个过程的N素平衡开展了讨论，结果表明系统气、液相中N元素进入量和流出量基本守恒。研究表明，RDB在去除NOX废气领域具有潜在的应用前景。