[发明专利]基于Fe(II)EDTA吸收的升流式铁床-厌氧氨氧化处理NO的方法

说明书

本发明公开了一种基于Fe(II)EDTA吸收的升流式铁床‑厌氧氨氧化处理NO的方法，包括如下步骤：将海绵铁填料放置在厌氧氨氧化反应器底部，将含有厌氧氨氧化菌菌种的污泥接种入反应器中部，并加入基质反应液，一部分溶液从反应器上部回流口出来后再从底部进入反应器，通过回流使污泥呈悬浮生长状态，含有NO的气体从反应器底部通入，保持反应器长期运行，周期性加入Fe(II)EDTA溶液、三元混合液，每次进水混匀后从反应器上部排出相应体积的出水。本发明方法对NO去除效率很高，进气NO浓度为5％甚至10％的情况下，尾气NO浓度可以降低至1ppm左右，去除效率接近100％。

技术领域

本发明属于氮氧化物处理技术领域，具体涉及一种基于Fe(II)EDTA吸收的升流式铁床-厌氧氨氧化处理NO的方法。

背景技术

氮氧化物是造成酸雨、灰霾、光化学烟雾等大气污染问题的重要元凶之一，直接排放到大气中会给环境带来很大危害，其主要危害包括：对人体的毒性作用；对植物的危害；是形成酸雨和酸雾的主要原因之一；与碳氢化合物反应造成光化学烟雾；破坏臭氧层等。传统的氮氧化物处理技术有选择性催化还原、选择性非催化还原、炭还原法、吸附法、吸收法、直接生物处理法等。其中选择性催化还原和选择性非催化还原在工业上应用较多，但是这两种方法存在一些缺陷：比如投资运行成本高、催化剂容易失活、产生N₂O及NH₃等二次污染物等。

生物技术具有投资运行成本低、环境污染小等优点，被认为是一种有前景的替代SCR去除氮氧化物的方法，但是燃煤烟气中氮氧化物95％都以难于处理的NO形式存在，NO在水中的溶解度很低导致其气液传质效率低，不能被微生物很好的利用，使得直接生物法处理NO实际脱氮效率很低。近年来很多学者研究了化学吸收结合生物还原法去除烟气中的氮氧化物。该法是利用Fe(II)EDTA等络合剂吸收烟气中的NO形成络合物，从而大大增加了NO在水中的溶解度，强化了NO的生物可利用性。然后络合到液相中的NO在水中微生物的作用下还原为氮气得到去除。常见的为Fe(Ⅱ)EDTA络合结合反硝化去除烟气中的NO，但是反硝化菌多为异养微生物，在生物处理过程中需要外加有机碳源作为电子供体，增加了实际应用中的运行成本，同时还会产生温室气体N₂O。近年来也涌现了很多Fe(Ⅱ)EDTA络合结合厌氧氨氧化的脱硝工艺。

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以NO₂^-作为电子受体，将NH₄⁺直接氧化为为N₂的微生物学过程。NO是厌氧氨氧化反应的中间产物，能够与氨氮在厌氧氨氧化菌的联氨合成酶作用下生成联氨，联氨在联氨脱氢酶的作用下被转化为氮气，其反应机理为：

NO+NH₄⁺+2H⁺+3e^-＝N₂H₄+H₂O

N₂H₄＝N₂+4H⁺+4e^-

相比传统生物法脱硝工艺，Fe(Ⅱ)EDTA络合结合厌氧氨氧化去除NO有很多优点：①不需要外加有机电子供体。可利用工厂的含氨废水提供铵离子，并与烟气中的一氧化氮反应，达到“以废治废”的目的。②产泥量低，反应过程中不产生温室气体N₂O。但是，反应过程中络合剂Fe(Ⅱ)EDTA极易被氧化导致其络合能力下降，是影响NOx去除效率的重要因素，所以探寻合适的还原剂再生Fe(Ⅱ)EDTA也成为了研究热点。