[发明专利]用于含HCN废气处理的硝化菌群、生物滤床、装置及方法

说明书

本发明涉及废气净化领域，具体涉及一种用于含HCN废气处理的硝化菌群、生物滤床、装置及方法。本发明提供的用于提高废气处理效率的硝化菌群，包括质量比为0.9‑1.5:1‑1.6的亚硝化细菌和硝化细菌。本发明通过将目标菌群与硝化菌群进行均匀混合，可以实现对高浓度含氰化物的工业废气的处理效率高达92.7％以上，废气中的含氰污染物在生物滤床中被以生物膜形式附着在填料表面的生物菌群吸收后，在生物菌群自身的生长代谢过程中，转化成无害的N₂，CO₂和H₂O，从而实现了对废气中含氰化合物的深度处理，同时无二次污染的产生。

技术领域

本发明涉及废气净化技术领域，尤其涉及一种用于含HCN废气处理的硝化菌群、生物滤床、装置及方法。

背景技术

氰化氢(HCN)是工业废气中极为典型的非常规有毒有害污染物之一，为剧毒气体，其毒性是CO的35倍。氰化物除对人畜有极大危害性，对植物、水土也同样具有危害污染。同时，HCN还具有腐蚀性，在工业废气后续处理过程中，对生产设备、管道也会产生一定的腐蚀。我国《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定氰化物的最高排放标准仅为1.9mg/m3(1.72ppm)。

目前国内外脱除工业废气中的HCN主要有4种方法：吸收法、吸附法、燃烧法和催化氧化法。

1.吸收法

含HCN的废气，经碱液吸收后，HCN电离生成CN-，随后对含CN-的吸收液进行二次处理。根据后续处理方法的不同，吸收法又可细分为生物降解法、膜分离法、解吸法、电解氧化法、加压水解法、碱性氯化法等方法。

吸收法处理HCN，须先采用碱液吸收，原则上可将HCN转化为NaCN和 Ca(CN)2等氰化盐，达到消除效果。但该过程对HCN的处理不完全，氰化盐仍属于剧毒的不挥发物质，易产生二次污染。工艺方面存在成本高、处理周期长、无法回收氰化物或金属等问题，从而限制了吸收法消除HCN的应用前景，未来还需开发更为有效的、环保的新方法。

2.吸附法

吸附法是指吸附剂通过物理或化学吸附，将HCN吸附固定进而消除。常用的吸附剂有活性炭、分子筛、沸石、层状双金属氢氧化物等，通过负载如 Cu、Co、Ni、Mo和Ag等活性组分进行改性，以提高吸附剂对HCN的消除性能。

吸附法不适于处理高浓度的HCN气体。吸附法难以实现对HCN的深度净化，部分中间产物不稳定，易造成二次污染。工业产生的HCN气体中含有多种组分，不同组分竞争吸附位点，使得吸附效率降低。有待研发实现对HCN 及其他有害组分高效吸附的新型材料。吸附剂对HCN的吸附能力受吸附剂的吸附容量限制，吸附容量仍然是制约吸附剂材料应用前景的重要因素。

3.燃烧法

燃烧法常用于处理工业生产中产生的HCN气体。HCN废气中通常伴有 CO、H2以及烃类等大量可燃组分，在一定温度下进行燃烧处理，可以使这些废气转化为无害的N2，CO2以及H2O等气体。该方法可以分为直接燃烧法和催化燃烧法两种。

相较于直接燃烧法，催化燃烧法使HCN深度净化所需的反应温度降低，但是反应需要Pt、Rh、Pd等贵金属作为催化剂，其昂贵的价格增大了生产成本。目前，人们更加倾向于选择低成本金属作为催化剂。如Cu、Ca对HCN 的燃烧均具有催化效果，然而稳定性有所欠缺。

4.催化法

催化法可将HCN转化为低毒或者无毒的产物进而实现对HCN的深度净化。催化法可分为催化水解法、催化氧化法以及催化水解/氧化耦合法。催化水解法指HCN与H2O在催化剂的作用下发生水解反应生成NH3和CO。催化氧化指在有氧环境下，O2和HCN被吸附在催化剂表面发生氧化反应，进而将高毒的HCN氧化为低毒NOx或者无毒的N2。催化水解/氧化耦合法指在一定含量O2和H₂O的存在下，催化剂通过催化水解和催化氧化两种方式消除HCN。