文档介绍：烟气中氮氧化物的生物处理技术
烟气中氮氧化物的生物处理技术
氮氧化合物及其危害
NOx 形成的机理
烟气中氮氧化合物的处理
烟气中生物脱氮技术
应用实例
生物脱氮技术的展望
氮氧化合物及其危害
氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一,在大气中主要是以NO和NO2平衡共存。
通常所说的氮氧化物(NOx)主要包括NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等几种, 此外N2O也是污染大气特别是高层大气的污染物之一。
氮氧化物会引起多种呼吸道疾病,是形成光化学烟雾的主要污染物,也是形成酸雨的主要酸性物质之一,二氧化硫和氮氧化物还能形成无机盐的细颗粒物,加重空气中的细颗粒物污染。
NOx 形成的机理
到目前为止人们对NOx 形成的热力学机理还不十分清楚。目前,对NOx 的生成有三种得到接受的机理:
热机理(Thermal : N2+O2=NO、NO2)
认为NOx 是空气中得N2和O2在高温(>1100℃)下反应生成的。产量随温度的升高成指数增长。
瞬时机理(Prompt :CH4+O2+N2=NO、NO2、CO2+H2O)
认为NOx 是N2、O2和碳氢化合物的自由基相对快速的反应生成的(较低温度)。
燃料机理(Fuel :R3N+O2=NO、NO2、CO2+H2O)
认为NOx 是由燃料中得含氮有机物直接氧化生成的(较低温度)。
烟气中氮氧化物的治理方法
由于染料燃烧是NOx 的主要来源(占人类排放的90%),因此NOx 的治理方法也主要是根据燃烧过程的特点来设计的,所以可以简单的把NOx 的治理方法分为三种方法:
燃烧的前处理
燃烧方式改进
燃烧的后处理
烟气中氮氧化物的治理方法
燃烧的前处理
主要是指染料的脱氮,从而减少染烧过程NOx 的生成量。
燃烧的该进方式
燃烧的改进方式目前还未全面达到使用的阶段,原因是燃烧方式的改进通常会带来燃烧效率的降低,而且NOx 的减少率也不高。
燃烧的后处理
燃烧的后处理也就是对燃烧后产生的含有NOx 的烟气进行处理的方法,因此亦称为烟道气脱硝或废弃脱硝,也是当前治理NOx 中最重要的技术。其方式包括:
选择性非催化还原法(SNCR)
选择性催化还原法(SCR)
液体吸收法
吸附法
等离子体法
微生物法
生物脱氮技术
微生物脱氮技术的发展
微生物处理废水和废物已经有较悠久的研究历史,而利用微生物处理废气得研究开始于20世纪80年代。自荷兰和德国的工作人员发现微生物在净化大气的污染物具有练好的效果,随后该方法引起美国、日本和欧洲许多国家的重视。该方法已经成为世界各国净化工业废气研究的重点之一,主要集中在有机废气、臭气和氮氧化物净化处理这三个领域。
利用微生物净化氮氧化物废气的思路是建立在利用微生物净化有机废气、臭气以及用微生物进行废水反硝化脱氮获得成功的基础上。
生物脱氮技术
微生物脱氮的优缺点
目前,生物脱氮与传统的物理化学法相比,生物法具有工艺设备简单、耗能少、处理费用低、二次污染少等特点,且具有很大的发展潜力,已受到越来越多研究人员的重视。
微生物脱氮在工业上应用化程度低,主要出于实验室研究阶段。目前对微生物法脱氮的研究大多是再很小的气体流量下进行的,或者仅以响度易溶于水的NO2为研究对象。
烟气处理的实际流量通常很大,且烟气中得NOx 主要以NO 的形式存在,而NO 水体溶解度很小,几乎无法进入道液相介质中区,难以于微生物进行有效接触。
微生物表面的媳妇能力很差,从而降低NO的实际净化率。
生物脱氮技术
生物脱氮的原理
气相中得NOx(NO和NO2),首先通过溶解或吸附等传质过程转移至液相(如NO2通过形式NO3-或NO-2而溶于水中,NO被吸附在液相中的微生物或固体物表面而进入液相)。
然后在外加碳源的情况下,借助于微生物的生命代谢活动,通过微生物对分布于液相中的含氮化合物的吸收和微生物体内的氧化、还原、分解等微生物代谢作用,把部分吸收的含氮化合物转化为微生物生长所需的营养物质,组成新的细胞,使微生物生长繁殖;另一部分含氮化合物则被微生物分解为无害的氮气,或容易处理的NO3-或NO-2,并释放出微生物生长活动所需的能量。