【摘要】： NO_x是主要大氣污染物之一，不僅危害人體健康，同時(shí)也是造成酸雨、光化學(xué)煙霧和引起氣候變化的主要原因之一。傳統(tǒng)的NO_x治理方法復(fù)雜、難度大、費(fèi)用昂貴，世界各國(guó)都在努力尋找和研究NO_x的控制和治理新方法。本論文依據(jù)反硝化原理采用生物滴濾塔去除NO氣體，研究在厭氧條件下用生物滴濾塔反硝化去除廢氣中NO的效果。 本論文采用亞硝酸鈉為唯一氮源，利用污水處理廠活性污泥進(jìn)行馴化得到反硝化菌群后，將其接種到活性炭和陶粒兩種填料上進(jìn)行掛膜。試驗(yàn)研究了碳源對(duì)去除效果的影響；并研究了不同填料、氣體流量、噴淋液量、進(jìn)氣濃度、氧氣含量及填料高度等因素對(duì)去除效果的影響；對(duì)去除過(guò)程的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了停運(yùn)閑置恢復(fù)性能試驗(yàn)，來(lái)考察系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力；在試驗(yàn)后期拍攝了電鏡照片，對(duì)活性炭和陶粒兩種填料生物膜上的生物相進(jìn)行了觀察、分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： (1)碳源對(duì)生物滴濾塔去除效果影響明顯，對(duì)于兩種填料來(lái)說(shuō)甲醇的反硝化速率均明顯高于乙醇和葡萄糖，甲醇最適宜被用作反硝化過(guò)程中的碳源。 (2)在NO氣體濃度小于1200 mg／m~3條件下，循環(huán)噴淋液量為0．05-0．15 L／min的試驗(yàn)范圍內(nèi)，不論是以活性炭為填料的生物滴濾塔還是以陶粒為填料的生物滴濾塔，噴淋液量對(duì)濾床的凈化效果并沒(méi)有顯著的影響。 (3)在NO氣體濃度小于1200 mg／m~3條件下，氣體流量和NO進(jìn)口濃度對(duì)NO的去除率影響顯著。對(duì)于以活性炭為填料的生物滴濾塔來(lái)說(shuō)，當(dāng)氣體流量為0．3 m~3／h，進(jìn)口NO濃度小于1200 mg／m~3時(shí)，NO去除率基本在90％以上；當(dāng)氣體流量增大至0．9 m~3／h，進(jìn)口NO濃度達(dá)到1000 mg／m~3時(shí)，NO去除率降至85％左右。對(duì)于以陶粒為填料的生物滴濾塔來(lái)說(shuō)，當(dāng)氣體流量為0．3 m~3／h，進(jìn)口NO濃度小于1200mg／m~3時(shí)，NO去除率基本在87％以上；當(dāng)氣體流量增大至0．9 m~3／h，進(jìn)口NO氣體濃度達(dá)到1000 mg／m~3時(shí)，NO去除率降至80％左右。 (4)填料層高度對(duì)去除效率有影響，無(wú)論是活性炭填料還是陶粒填料，最下層填料的去除效率最高，其余各層去除效率均依次減少，隨著填料層高度的增加，總?cè)コ试龃�。本�?shí)驗(yàn)裝置最下層填料對(duì)廢氣的降解量可達(dá)50％以上。 (5)在系統(tǒng)運(yùn)行了11個(gè)月之后，活性炭填料的壓降要比陶粒的大，但兩個(gè)滴濾塔的總壓降均較小，最大也不超過(guò)300 Pa。 (6)對(duì)于兩種填料來(lái)說(shuō)，當(dāng)進(jìn)氣氣體中氧氣含量4％時(shí)，滴濾塔的凈化效率變化較小，當(dāng)氧氣含量4％時(shí)，滴濾塔的凈化效率迅速下降。 (7)系統(tǒng)在停運(yùn)期間，停止通入NO氣體，循環(huán)液正常噴淋(L=0．05L／min)。在恢復(fù)期間，試驗(yàn)條件設(shè)定為Q=0．3 m~3／h，L=0．05 L／min，NO的進(jìn)口濃度保持在800 mg／m~3左右，試驗(yàn)結(jié)果表明：停運(yùn)16h以內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)的去除效果沒(méi)有影響；停運(yùn)48 h以內(nèi)，系統(tǒng)的去除效率可恢復(fù)到停運(yùn)前的90％以上；停運(yùn)360 h以內(nèi)，系統(tǒng)的去除效率可恢復(fù)到停運(yùn)前的70％左右。 (8)通過(guò)兩種填料生物膜的電鏡照片可知，活性炭生物膜中的生物相要比陶粒中的豐富，且數(shù)量也較陶粒的多。在活性炭生物膜中的主要菌種有桿菌、絲狀菌和一些線蟲(chóng)，在陶粒生物膜中的主要菌種有桿菌和絲狀菌，兩種填料生物膜中最主要的菌種都是絲狀菌。 (9)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸納，基于生物降解的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型能比較好的與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合。 對(duì)于活性炭填料凈化NO廢氣的過(guò)程，ξ．α／Q與入口濃度C_(gi)的關(guān)系為(ξ·α)/Q=44561exp(C_(gi)/2000)，適用范周C_g≤1200 mg／m~3。對(duì)于陶粒填料凈化NO廢氣的過(guò)程，ξ．α／Q與入口濃度C_(gi)的關(guān)系為(ξ·α)/Q=44721exp(C_(gi)/2000)，適用范圍Cg≤1200 mg／m~3。 本試驗(yàn)表明利用生物滴濾塔反硝化混合菌種去除廢氣中NO，在技術(shù)上是可行的，這為該技術(shù)在工業(yè)上的進(jìn)一步推廣應(yīng)用指明了研究方向。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：X701
【圖文】：

生物法凈化NO廢氣機(jī)理示意圖

塔反硝化去除NO的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)柱狀活性炭和不規(guī)則橢圓型陶粒作為生的污泥對(duì)生物滴濾塔進(jìn)行掛膜，研究滴濾氣、液兩相逆向流動(dòng)的方式，其中氣相為影響生物滴濾塔運(yùn)行的參數(shù)中，污染物向生物的種類、數(shù)量是決定濾塔運(yùn)行效果到濾塔的進(jìn)氣流量、進(jìn)氣濃度、濕度及等因素的影響。控制這些參數(shù)處于適宜的的運(yùn)行效率起著決定作用[55l。置見(jiàn)如圖3一1。

生物滴漣塔反硝化去除一氧化氮的研究927.411055.12238.53278.55”’‘’…’‘”8}”’“’!”’‘”59.36173.6011055.121308.2051.37}72.4757.09}70.79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2743677