專利名稱：一種有氧環(huán)境下氮氧化氣體轉(zhuǎn)化為氮氣的生物過濾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大氣環(huán)境污染治理、生物過濾和環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種有氧環(huán)境下氮氧化氣體轉(zhuǎn)化為氮氣的生物過濾方法。
背景技術(shù)：
人類每年活動產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)，包括NO、NO2、N2O等，已超過1億噸。近年來，我國的發(fā)電量以每年平均10％的速度增長，2000年的總發(fā)電量達到1.1億千瓦時，其中，燃煤發(fā)電占總發(fā)電量的75％，國家電力公司系統(tǒng)直供電網(wǎng)累計耗煤年平均超過2.4億噸，排放NOx上千萬噸，其中的95％左右為NO。由于人為排放的NOx濃度高，排放點集中，造成的危害也就較大。大量的氮氧化物是造成酸雨和光化學(xué)煙霧的主要因素之一，嚴(yán)重威脅了自然環(huán)境和人類的健康。近年來，各國政府和企業(yè)采取了一定措施，一些主要工業(yè)國家的大氣污染情況總的來說向好的方向發(fā)展，二氧化硫、一氧化碳和煙塵等主要污染物濃度有所降低。但由于缺少有效的控制手段，NOx的濃度仍舊存在總體上升趨勢，因此，對其排放的限制也越來越嚴(yán)格。對燃煤廢氣中氮氧化物的排放控制及其轉(zhuǎn)化機理的研究，成為當(dāng)前國內(nèi)、外熱點問題。
燃煤廢氣中NO的控制方法主要有燃燒前控制和燃燒后控制兩種。燃燒前控制主要是通過改善燃燒狀態(tài)和燃料脫氮來減少氮氧化物的生成，如低氮氧化物鍋爐的使用等；但由于一些控制燃燒過程NOx生成的技術(shù)往往降低熱效率，不完全燃燒損失增加，設(shè)備規(guī)模也隨之增大，而NOx的減少量有限，因此，目前并未全面達到實用階段。燃燒后控制主要是采用NO的選擇性催化還原方法和生物脫氮方法等。其中，選擇性催化還原是一種廣泛應(yīng)用的燃燒后控制NO方法，但由于存在如下問題，造成催化法具有難以去除的弊端1.催化劑中毒，喪失反應(yīng)活性；2.氨殘留在反應(yīng)器中，形成硫酸氨等硫酸鹽堵塞設(shè)備；3.采用一氧化碳為催化劑，同樣會降低熱效率。生物過濾法作為一種廢氣治理工藝，從20世紀(jì)60年代開始在國外就受到重視，它基本解決了上述方法的設(shè)備規(guī)模大、投資大、催化劑中毒、降低熱效率和二次污染的缺點。
20世紀(jì)80年代，生物過濾方法作為一種廢氣治理工藝，在揮發(fā)性有機物(VOC)的治理方面獲得成功。該工藝主要設(shè)備是生物濾塔，這是一種內(nèi)部通常裝有固定的有機或無機填料物質(zhì)的容器，構(gòu)成一個含有大量微生物的生物過濾系統(tǒng)。目前，此裝置常被用于含乙醇、石油碳?xì)浠衔锖土蚧飶U氣的處理。在該處理過程中，具有一定濕度的揮發(fā)性有機廢氣進入生物濾池，通過具有生物活性的填料層，有機污染物從氣相轉(zhuǎn)移到生物層，從而被微生物氧化分解，將其中的有機污染物氧化分解為二氧化碳、水和其它最終產(chǎn)物。生物濾塔也已用于含氨氣體的硝化過程，并取得了一定的效果。
國內(nèi)、外有許多研究者試圖采用相同的生物濾塔來脫除燃燒廢氣中的氮氧化物(主要是NO，NO2、N2O等占很小的比例)。在外加碳源的情況下，微生物以氮氧化物作為氮源進行異養(yǎng)代謝，從而完成以NO為主的氮氧化物的脫除。但在實際工業(yè)生產(chǎn)中，很多燃燒廢氣首先通過潤洗器濕洗來減少二氧化硫和灰塵的排放，這種濕洗過程的操作溫度一般為50～60℃，而且氣體中含有3％～8％的氧。早在1998年，人們就發(fā)現(xiàn)了氧濃度對該工藝NO脫除效率的影響在無氧條件下，燃燒廢氣中NO的脫除效率可高達95％以上，氧氣含量為2％時，NO的脫除效率急劇降低，生物濾塔對NO的脫除功能要用15天才能有少量恢復(fù)，當(dāng)含氧量達到4％時，NO的脫除率降至15％以下，而且在實驗過程中反硝化菌的活性和數(shù)量無法恢復(fù)，說明氧的存在對反硝化菌存在毒害作用。因此，這種生物過濾方法用于燃煤廢氣的治理還需要解決的最關(guān)鍵的問題廢氣中含高濃度氧存在時反硝化菌迅速失活、NO脫除效率大幅度降低。
現(xiàn)有的研究大都采用單一異養(yǎng)厭氧反硝化的途徑來脫除廢氣中的氮氧化物，即在外加碳源情況下，反硝化菌利用碳源作為電子供體，在生物酶的作用下氮氧化物接受電子被還原為最終產(chǎn)物氮氣。這種途徑存在最主要的問題是上面提到的氧的抑制。有極少數(shù)研究者試圖采用單一自養(yǎng)硝化氧化的相反途徑，氮氧化物被氧化并溶入水溶液，形成NO3、NO2，從而達到廢氣脫氮的目的。這種途徑只是把污染物以另一種形式轉(zhuǎn)移到水溶液中，還需要后處理才能達到環(huán)保要求。
現(xiàn)有的生物過濾技術(shù)一般采用堆肥、巖石顆粒以及聚合物等為微生物載體，堆肥具有pH值穩(wěn)定、微生物生長容易、保濕性能好的優(yōu)點，但氣體通過填料的阻力很大；以火山熔巖、珍珠巖等巖石類為生物載體時雖然阻力小，但保濕性能差；普通聚合物類填料保濕性差，且掛膜比較難。而工業(yè)煙氣流量大，出口壓力小，現(xiàn)有生物技術(shù)會出現(xiàn)生物過濾的設(shè)備龐大，占地廣，能耗大的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種有氧環(huán)境下氮氧化氣體轉(zhuǎn)化為氮氣的生物過濾方法。該方法克服了氧的抑制問題，能夠在有氧條件下脫除廢氣中的氮氧化物，脫除率達到90％以上，且氣體通過生物濾塔時阻力小，停留時間短。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)在潤洗器中濕洗含氮氧化物的廢氣，除去廢氣中的煙灰，同時增加氣流濕度，濕洗后的廢氣進入裝有填料的生物濾塔中進行過濾；所述廢氣與循環(huán)液在生物濾塔中逆流或并流接觸，在硝化菌與反硝化菌的協(xié)同作用下，完成NO的脫除；所述生物濾塔還連通有反硝化菌活性再生裝置，循環(huán)液經(jīng)過NO脫除過程后，進入反硝化菌活性再生裝置，循環(huán)液被脫氧氣，同時微生物得到更新，然后重新進入生物濾塔。
為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述反硝化菌活性再生裝置是一個恒溫密閉容器，保持在0.10～1.00atm的大氣壓狀態(tài)，并分別開有循環(huán)液的入、出口和廢液排放口、抽氣口以及營養(yǎng)液補加口，還固定安裝有攪拌器；所述生物濾塔中的填料是生物陶瓷，其基本參數(shù)為粒徑5～8mm、比重1.0±0.2、孔隙率50±5％、比表面積200～300m2/m3；所述循環(huán)液在廢氣中NO濃度＞0.5mg/l時，根據(jù)NO的脫除負(fù)荷提高碳源濃度和鹽度，通過補加葡萄糖、肉汁或甲醇營養(yǎng)液來增加碳源(即(CH2O)n)濃度，補加NaCl增加鹽度，使得碳源、NaCl、與NO負(fù)荷質(zhì)量比達到(CH2O)n∶NaCl∶NO＝5～11∶6～11∶1，再在每升營養(yǎng)液中補加Fe-EDTA 50±2mg、L-半胱氨酸10±1mg作為促進劑。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果1.本發(fā)明由于采用簡單的生物濾塔裝置，填料都是比較廉價的材料，因此工藝操作簡單，成本低廉，無污染，處理成本較現(xiàn)有技術(shù)大為降低。
2.本發(fā)明在處理廢氣中的氮氧化物時，一次處理即可完成，無需二次處理。
3.本發(fā)明采用了復(fù)合微生物體系和反硝化菌再生裝置，提高了反硝化細(xì)菌的再生速度和活性，克服了氧的抑制，所以適用于工業(yè)廢氣中氮氧化物的脫除，脫除率達到90％以上，且氣體通過生物濾塔時阻力小，停留時間短。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中反硝化菌活性再生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明做進一步地詳細(xì)說明。
如圖1所示，含氮氧化物的廢氣經(jīng)過潤洗器2，先除去廢氣中的煙灰，同時增加氣流濕度；潤洗后的廢氣通入裝有填料的生物濾塔1中，廢氣與循環(huán)液在生物濾塔1中逆流或并流接觸，完成NO的脫除，之后排空。生物濾塔1中的載體可以是一層，也可以是多層，其表面附有大量的微生物，形成有一定厚度的生物膜，生物膜是NO發(fā)生脫除反應(yīng)的主要場所。循環(huán)液經(jīng)過NO脫除過程后，進入反硝化菌活性再生裝置3。
如圖2所示，反硝化菌活性再生裝置3是一個恒溫密閉容器，分別開有循環(huán)液入口4、出口5以及廢液排放口6、抽氣口7(保持裝置在負(fù)壓條件下，脫除循環(huán)液中的溶解氧)、新鮮營養(yǎng)液補加口9，還固定安裝有攪拌器8。該裝置很好地提高了反硝化菌的再生速度和活性，對廢氣的生物脫氮工藝克服氧的抑制起著關(guān)鍵的作用。
在本發(fā)明中，生物濾塔內(nèi)的微生物是個復(fù)合體系，存在著異養(yǎng)型反硝化菌、自養(yǎng)型硝化菌、還有其他微生物。自養(yǎng)型硝化菌一方面消耗液體中的溶解氧，另一方面硝化氧化氣體中的部分氮氧化物。反硝化菌是其中最主要的菌群，起關(guān)鍵作用，它除了吸收并還原氣體中的氮氧化物外，還得還原循環(huán)液中氮氧化物的硝化產(chǎn)物(NO3-、NO2-)。相對氣體中的氮氧化物的反硝化，水溶液中的NO3-、NO2-的反硝化脫除速度快。本發(fā)明實施例使用不同地點取不同的微生物菌樣，主要包含有假單細(xì)胞桿菌(Pseudomonas)、脫氮硫桿菌(Thiobacillus)、副球菌(Paracoccus)、產(chǎn)甲烷菌等反硝化菌屬和亞硝化單細(xì)胞菌(Nitrosomonas)、亞硝化球菌(Nitrosococcus)、亞硝化螺菌(Nitrosospira)等硝化菌。經(jīng)過富集培養(yǎng)后的菌液抽進生物濾塔，營養(yǎng)液相應(yīng)開始循環(huán)(即形成循環(huán)液)。如果含氮氧化物的廢氣中氧濃度低于1％，則生物濾塔內(nèi)是一種缺氧的環(huán)境，反硝化菌在這種環(huán)境中活性很高，氮氧化物的脫除率也很高。在3～8％的氧濃度下，填料表面的生物膜淺層由于和氧接觸充分，溶解氧濃度大，形成好氧區(qū)；較深層由于氧存在傳質(zhì)阻力而呈現(xiàn)缺氧狀態(tài)；最內(nèi)層是無氧或厭氧區(qū)。NO被生物膜吸收后首先進入好氧區(qū)，部分NO被微生物硝化氧化成NO2-、NO3-，同時好氧區(qū)中的溶解氧也被好氧菌所消耗，還有小部分NO被直接反硝化成N2。在缺氧及厭氧區(qū)域，NO、NO2-、NO3-都被反硝化成最終產(chǎn)物N2。所以在高濃度氧條件下，硝化和反硝化相互協(xié)作，使得NO脫除率依然很高。當(dāng)廢氣中氧濃度小于3％時，相同條件下NO脫除率隨氧濃度上升逐漸下降；若廢氣中的氧濃度大于5％，隨著氧濃度的增加，NO的脫除率呈現(xiàn)上升趨勢。如果廢氣中氧濃度大于10％，氮氧化物中的部分NO在氣相中就會發(fā)生化學(xué)氧化，氧化成NO2，隨著氧濃度的增加，NO2所占比例隨之增加。由于NO2比NO溶解度大很多，而且NO2-反硝化較NO容易的多，所以氧濃度的增加反而提高了廢氣中氮氧化物脫除率。
本發(fā)明中生物濾塔內(nèi)的填料載體是生物陶瓷，由一段或兩段式生物陶瓷填料堆積而成生物過濾床。由于生物陶瓷比表面積大，且易于微生物生長，所以在填料表面形成有厚度的生物膜。隨著生物過濾床的連續(xù)運行，微生物的代謝產(chǎn)物以及老化的微生物必然會逐漸充滿填料間的孔隙，最終結(jié)果是氣體通過濾床的阻力增加，直至堵塞。當(dāng)填料上、下段壓差出現(xiàn)大幅度增加時，可以用生理鹽水溶液反沖洗填料，由于生物陶瓷密度與水相近，填料在濾床中處于流動狀態(tài)，填料孔隙中的雜物很容易被清洗掉。微生物在代謝過程中會排出有機酸，有機酸的積累導(dǎo)致pH降低，影響微生物生長。生物陶瓷填料的主要成份是碳酸鹽，可以對pH起到自然的緩沖作用。工業(yè)廢氣一般濕度低、溫度高，而且可能含有一些對微生物危害的物質(zhì)，所以在通入生物過濾床前需要經(jīng)過潤洗塔的濕洗。濕洗后含氮氧化物的廢氣溫度為40～60℃、濕度為50～70％，這樣的濕度和溫度對生物濾床中的微生物最有利。濕洗后的廢氣從生物過濾床的底部進入(也可以從頂部通入)，經(jīng)過填料層時，在填料表面發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化氮氧化物被填料上大量存在的微生物吸收，在生物酶的催化下轉(zhuǎn)化為與環(huán)境友好的N2，最后從生物過濾床的上部排出，進入大氣循環(huán)系統(tǒng)。微生物生長除對濕度，溫度有要求外，還需要足夠的碳源、氮源以及P、S、Fe、Ca、Mg等必需元素和Cu、Ni、Zn等微量元素。循環(huán)液不僅為微生物提供養(yǎng)分，還為氮氧化物的轉(zhuǎn)移提供載體。營養(yǎng)液(循環(huán)液)的組分和配比如下葡萄糖5±4.5g/l、NaCl 5±4g/l、磷酸鹽緩沖液pH＝6.8～7.2、FeCl2·4H2O 20±2mg/l、MgSO4·7H2O 200±5mg/l、無水CaCl221.8±2mg/l；循環(huán)液在填料掛膜階段或裝置空負(fù)荷(沒有含氮氧化物的廢氣通入)時，另外補加NaNO30.2～0.5g/l以及Cu、Zn、Mo等微量元素溶液10ml/l。循環(huán)液通過反硝化菌活性再生裝置向微生物體系中加入碳源(葡萄糖、肉汁、甲醇等)、乙二胺四醋酸亞鐵、L-半胱氨酸、氯化鈉等，可以增強NO的吸收率。
在本發(fā)明中，廢氣在生物過濾床的中總的停留時間可以是0.5～3.5min。停留時間越短，生物濾床的負(fù)荷越大，即單位時間單位填料體積上氮氧化物的脫除量越大。但氮氧化物的脫除率會相應(yīng)降低，出口氮氧化物濃度提高。所以停留時間根據(jù)廢氣處理量、生物濾床處理能力以及氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)而定。除少些化工廠(硝酸合成廠等)排放的廢氣中的氮氧化物濃度較高外，一般鍋爐廢氣中氮氧化物主要是以NO形式存在，NO濃度為0.15～0.3mg/l左右，若停留時間為0.5min，出口NO濃度可以達到0.04mg/l以下；如果停留時間延長到1min，則NO出口濃度可以下降到0.02mg/l以下；如果停留時間選擇1.5min，NO出口濃度將會更低(＜0.01mg/l)。
下面提供幾個成熟的實施例實施例一人工合成高濃度氮氧化物廢氣稀釋氣N2、NO 0.80mg/l、O23％、CO218％。生物過濾床的尺寸內(nèi)徑8cm、長50cm，上、下各有一段長5cm緩沖區(qū)。填料選用輕質(zhì)的生物陶瓷，規(guī)格Φ6mm，比重1.0±0.2，孔隙率0.55，比表面積200m2/m3。復(fù)合菌接種到填料上，循環(huán)兩周后掛膜完成。循環(huán)液的主要組分和配比如下葡萄糖50mg/l、NaCl 50mg/l、磷酸鹽緩沖液pH＝6.8～7.2、FeCl2·4H2O 20mg/l、MgSO4·7H2O 200mg/l、無水CaCl221.8mg/l，每升營養(yǎng)液再加入微量元素溶液10ml。廢氣首先從潤洗器底部通入，在頂端收集后再通入生物過濾床底部。循環(huán)液從生物過濾床頂部經(jīng)過分布器噴出，流量4.2l/h；經(jīng)過生物過濾床后的循環(huán)液回收到反硝化菌活性再生裝置；反硝化菌活性再生裝置保持0.9～1.0atm大氣壓狀態(tài)，并分別開有循環(huán)液的入、出口和廢液排放口、抽氣口以及營養(yǎng)液補加口，還固定安裝有攪拌器。生物過濾床的操作溫度為50℃，氣體流量1l/min，每升填料的NO負(fù)荷為0.40mg/min，停留時間為1min，出口氣體NO濃度0.084mg/l。
若循環(huán)液的NaCl和葡萄糖濃度按照NO負(fù)荷改為葡萄糖NaCl∶NO＝11∶11∶1，即循環(huán)液中葡萄糖200mg/l、NaCl 200mg/l，另外每升循環(huán)液補加Fe-EDTA 50mg、L-半胱氨酸10mg，其他組分完全不變；則NO出口濃度降為0.064mg/l。
若循環(huán)液的NaCl和葡萄糖濃度按照NO負(fù)荷改為葡萄糖NaCl∶NO＝6∶6∶1，即循環(huán)液中葡萄糖110mg/l、NaCl 110mg/l，另外每升循環(huán)液補加Fe-EDTA 50mg、L-半胱氨酸10mg，其他組分完全不變；則NO出口濃度降為0.072mg/l。
實施例二人工合成廢氣稀釋氣N2、NO 0.15mg/l、O28％、CO218％。生物濾床的尺寸內(nèi)徑20cm、長200cm。填料選用輕質(zhì)的生物陶瓷，規(guī)格Φ6mm，比重1.0±0.2，孔隙率0.55，比表面積300m2/m3。填料分兩層堆積，下層82cm，上層填料高度64cm，中間加有分布器。以馴化培養(yǎng)后的脫氮菌接種到填料上，循環(huán)兩周后掛膜完成。循環(huán)液從生物濾床頂部和再分布器間同時加入，流量分別為6.8l/h和3.2l/h。循環(huán)液經(jīng)過生物過濾床后，回收到反硝化菌活性再生裝置；反硝化菌活性再生裝置保持0.5atm左右的大氣壓狀態(tài)，并分別開有循環(huán)液的入、出口和廢液排放口、抽氣口以及新鮮營養(yǎng)液補加口，還固定安裝有攪拌器。補加的新鮮營養(yǎng)液的組分和配比如下葡萄糖0.5g/l、NaCl 1g/l、磷酸鹽緩沖液pH＝6.8～7.2、FeCl2·4H2O 20mg/l、MgSO4·7H2O200mg/l、無水CaCl221.8mg/l，另外每升營養(yǎng)液還加入微量元素溶液10ml。微量元素溶液組成與配比(每升)2g FeCl2·4H2O、4.3g Na2-EDTA、62mgH3BO3、17mg CuCl2·2H2O、24mg NiCl2·4H2O、24mg CoCl2·6H2O、68mg ZnCl2、0.1g MnCl2·4H2O、24mg NaMoO4·2H2O。廢氣潤洗后從生物過濾床底部通入，與循環(huán)液逆流接觸。操作溫度為50℃；氣體流量64l/min；停留時間為30s，出口氣體NO濃度0.024mg/l。
實施例三某小型鍋爐廢氣經(jīng)過脫硫后主要成份以及平均濃度為N280％、NO0.25mg/l、O28.1％、CO211.2％、SO20.06mg/l。廢氣平均體積流量為1893.4m3/h。采用本發(fā)明具體實施如下第一步，根據(jù)待處理氣體量以及廢氣氮氧化物濃度，確定生物濾床的尺寸。由于廢氣NO濃度不高，設(shè)計停留時間可以為30s左右。根據(jù)現(xiàn)場的地理環(huán)境等因素，內(nèi)徑2m、長10m，有效體積約為31.4m3。
第二步，選擇填料。選用輕質(zhì)的生物陶瓷，規(guī)格Φ5mm，比重1.0±0.2，孔隙率0.55，比表面積250m2/m3。掛膜采用填料與培養(yǎng)液混合培養(yǎng)的方法，使微生物很好負(fù)載在填料表面，之后裝入填料塔內(nèi)。填料分兩層，上層11.3m，下層20.1m。
循環(huán)液的主要組分和配比如下葡萄糖0.5g/l、NaCl 1g/l、磷酸鹽緩沖液pH＝6.8～7.2、FeCl2·4H2O 20mg/l、MgSO4·7H2O 200mg/l、無水CaCl221.8mg/l，另外還加入微量元素溶液10ml/l，微量元素配比CuCl2·2H2O、Na2-EDTA 43mg/l、ZnCl20.68mg/l、MnCl2·4H2O 1mg/l、NiCl2·4H2O0.24mg/l、CoCl2·6H2O 0.24mg/l、H3BO30.62mg/l。循環(huán)液從塔頂和再分布器上同時補加。流量分別500l/h、410l/h?；厥蘸蟮难h(huán)液進入反硝化菌活性再生裝置，反硝化菌活性再生裝置尺寸1.5×3.0×1.2(m)，真空度0.1～0.2atm，溫度46℃。
廢氣經(jīng)過脫硫脫塵后，進入潤洗器，出口廢氣溫度大致在50℃左右，平均濕度為80％。廢氣之后進入生物過濾床，操作溫度為50℃；pH為6.8～7.2。出口NO濃度0.032mg/l，脫氮率達到87.2％，而且運行穩(wěn)定。
實施例四某硝酸合成廠排放廢氣主要成分及平均濃度N2O 0.17mg/l、NO 1.24mg/l、NO21.37mg/l、O22.8％、N295％。由于廢氣中NOx含量很高，排放在空氣中呈黃色，俗稱“黃煙”。
由于氮氧化物濃度差別很大，所以與實施例三稍有差別。填料選用輕質(zhì)的生物陶瓷，規(guī)格Φ8mm，比重1.0±0.2，孔隙率0.45，比表面積200m2/m3；填充方式采用三段式方法，上兩層與上例一樣，但下面還有一矮層，高度約為上層的一半。氣體從第一、二層(從下而上)之間通入。停留時間稍長，為50s。營養(yǎng)液從塔頂和填料層之間補加，流量(自下而上)分別為1200、640、430l/h。營養(yǎng)液成分與上例基本一致，但通過補加葡萄糖、肉汁或甲醇營養(yǎng)液來增加碳源濃度和鹽度，使CH2O∶NaCl∶NO＝5∶10∶1，再補加Fe-EDTA 50mg/l、L-半胱氨酸10mg/l。循環(huán)液回收后進入與實施例三相同的反硝化菌活性再生裝置。
經(jīng)過處理，出口氣體中氮氧化物檢測N2O 0mg/l、NO 0.056mg/l、NO20mg/l。
如上所述，即可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種有氧環(huán)境下氮氧化氣體轉(zhuǎn)化為氮氣的生物過濾方法，包括在潤洗器中濕洗含氮氧化物的廢氣，除去廢氣中的煙灰，同時增加氣流濕度，濕洗后的廢氣進入裝有填料的生物濾塔中進行過濾，其特征是，所述廢氣與循環(huán)液在生物濾塔中逆流或并流接觸，在硝化菌與反硝化菌的協(xié)同作用下，完成NO的脫除；所述生物濾塔還連通有反硝化菌活性再生裝置，循環(huán)液經(jīng)過NO脫除過程后，進入反硝化菌活性再生裝置，循環(huán)液被脫氧氣，同時微生物得到更新，然后重新進入生物濾塔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有氧環(huán)境下氮氧化氣體轉(zhuǎn)化為氮氣的生物過濾方法，其特征是，所述反硝化菌活性再生裝置是一個恒溫密閉容器，保持在0.10～1.00atm的大氣壓狀態(tài)，并分別開有循環(huán)液的入、出口和廢液排放口、抽氣口以及新鮮營養(yǎng)液補加口，還固定安裝有攪拌器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有氧環(huán)境下氮氧化氣體轉(zhuǎn)化為氮氣的生物過濾方法，其特征是，所述生物濾塔中的填料是生物陶瓷，其基本參數(shù)為粒徑5～8mm、比重1.0±0.2、孔隙率50±5％、比表面積200～300m2/m3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有氧環(huán)境下氮氧化氣體轉(zhuǎn)化為氮氣的生物過濾方法，其特征是，所述循環(huán)液在廢氣中NO濃度大于0.5mg/l時，通過補加葡萄糖、肉汁或甲醇營養(yǎng)液增加碳源濃度，補加NaCl增加鹽度，使得碳源、氯化鈉與NO負(fù)荷的質(zhì)量比達到(CH2O)n∶NaCl∶NO＝5～11∶6～111，再在每升營養(yǎng)液中補加Fe-EDTA 50±2mg、L-半胱氨酸10±1mg作為促進劑。
全文摘要
本發(fā)明是一種有氧環(huán)境下氮氧化氣體轉(zhuǎn)化為氮氣的生物過濾方法，包括在潤洗器中濕洗含氮氧化物的廢氣，除去廢氣中的煙灰，同時增加氣流濕度，濕洗后的廢氣進入裝有填料的生物濾塔中進行過濾，所述廢氣與循環(huán)液在生物濾塔中逆流或并流接觸，在硝化菌與反硝化菌的協(xié)同作用下，完成NO的脫除；所述生物濾塔還連通有反硝化菌活性再生裝置，循環(huán)液經(jīng)過NO脫除過程后，進入反硝化菌活性再生裝置，循環(huán)液被脫氧氣，同時微生物得到更新，然后重新進入生物濾塔。本發(fā)明工藝操作簡單，成本低廉，無污染，在處理廢氣中的氮氧化物時，一次處理即可完成。本發(fā)明提高了反硝化細(xì)菌的再生速度和活性，克服了氧的抑制，適用于工業(yè)廢氣中氮氧化物的脫除。
文檔編號B01D53/56GK1583228SQ200410027319
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者黃少斌, 張居光 申請人:華南理工大學(xué)