絡(luò)合吸收結(jié)合厭氧氨氧化處理一氧化氮的方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氮氧化物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絡(luò)合吸收結(jié)合厭氧氨氧化處理 一氧化氮的方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代社會工業(yè)和交通飛速發(fā)展，大氣污染也日趨嚴重，其中氮氧化物（N0X)污染危 害嚴重，其不僅是構(gòu)成酸雨的主要污染物之一，也可在紫外線的照射下與碳氫化合物產(chǎn)生 光化學反應(yīng)，生成毒性很大的光化學煙霧。
[0003] 工業(yè)上應(yīng)用較多的煙氣脫硝技術(shù)是選擇性催化還原法（SCR)和選擇性非催化還 原法（SNCR)，但催化劑易失活、設(shè)備投資大、運行成本較高、產(chǎn)生二次污染等問題使其在煙 氣脫硝中的應(yīng)用難度增加。因此，開發(fā)一種經(jīng)濟環(huán)保的煙氣脫硝技術(shù)尤為迫切。作為一種 新型的煙氣脫硝方法，微生物煙氣脫硝技術(shù)以其設(shè)備簡單、投資運行成本低、環(huán)境污染小等 優(yōu)點逐漸得到人們的關(guān)注。
[0004]燃煤排放煙氣中，N0占N0X總量的95 %，但是N0難溶于水，進入液相的傳質(zhì)效率 低，而微生物表面的吸附能力又很差，使得采用生物法處理N0的實際脫氮效率很低，因此 完全采用微生物技術(shù)脫除N0存在較大限制。
[0005] 厭氧氨氧化菌（anaerobic ammonium oxidation, Anammox)是一類細菌，屬于浮霉 菌門，"紅菌"是業(yè)內(nèi)對厭氧氨氧化菌的俗稱，通過生物化學反應(yīng)，它們可以將污水中所含有 的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣去除。在缺氧條件下，利用厭氧氨氧化菌將亞硝酸鹽和氨轉(zhuǎn)化成氮氣的 過程，稱為厭氧氨氧化。
[0006] N0作為厭氧氨氧化菌代謝過程的中間產(chǎn)物，能和氨氮在厭氧氨氧化菌的聯(lián)氨合成 酶的作用下生成聯(lián)氨，聯(lián)氨在聯(lián)氨脫氫酶的作用下被轉(zhuǎn)化為氮氣，反應(yīng)原理為：
[0007]
[0008] N2H4- N 2+4H++4e 〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種能耗低、投資和運行費用少、二次污染小的絡(luò)合吸收 結(jié)合厭氧氨氧化處理一氧化氮的方法。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：絡(luò)合吸收結(jié)合厭氧氨氧化處理一氧化氮的方法，包括如 下步驟：在厭氧反應(yīng)器中利用Fe(II)EDTA絡(luò)合吸收一氧化氮，結(jié)合厭氧氨氧化菌處理一氧 化氮，具體步驟如下：
[0011] 將含有厭氧氨氧化菌菌種的污泥接入?yún)捬醴磻?yīng)器中，并在厭氧反應(yīng)器中加入基質(zhì) 反應(yīng)液，在攪拌狀態(tài)下通入一氧化氮氣體，氣體通過反應(yīng)器中的泥水混合物被基質(zhì)反應(yīng)液 吸收轉(zhuǎn)化為氮氣后從反應(yīng)器中排出；所述基質(zhì)反應(yīng)液由礦物質(zhì)溶液和微量元素溶液混勻而 得，配比為每1L礦物質(zhì)溶液混合1. 0~1. 5mL微量元素溶液；所述礦物質(zhì)溶液包括如下濃 度的組分：〇? 7 ~0? 8mM Fe(II)EDTA，50 ~60mg/L NH4+。
[0012] 所述礦物質(zhì)溶液還包括如下濃度的組分：NaH2P04 0? 04~0? 06g/L、CaCl2 ? 2H20 0? 2 ~0? 4g/L、MgS04.7H20 0? 2 ~0? 4g/L、KHC03 1. 0 ~1. 5g/L、FeS04 0? 0060 ~0? 0065g/ L、EDTA0? 0060~0? 0065g/L;所述微量元素溶液包括如下濃度的組分：EDTA13~17g/ L、H3B04 0? 010 ~0? 016g/L、MnCl2 ? 4H20 0? 90 ~1. 10g/L、CuS04 ? 5H20 0? 20 ~0? 30g/L、 ZnS04.7H20 0? 35 ~0? 50g/L、NiCl2.6H20 0? 15 ~? 025g/L、Na2Se04 ?lOHW 0? 15 ~0? 26g/ L、Na2Mo04 ? 2H20 0? 17 ~0? 27g/L、Na2W04 ? 2H20 0? 03 ~0? 07g/L。
[0013] 作為優(yōu)選地，所述礦物質(zhì)溶液中各組分濃度為：NaH2P0 4 0 . 05g/L、CaCl2 ? 2H20 0? 3g/L、MgS04 ? 7H20 0? 3g/L、KHC03 1. 25g/L、FeS04 0? 00625g/L、EDTA 0? 00625g/L ;所述 微量元素溶液中各組分濃度優(yōu)選為：H)TA 15g/L、H3B04 0? 014g/L、MnCl2 ? 4H20 0? 99g/L、 CuS04 ? 5H20 0? 25g/L、ZnS04 ? 7H20 0? 43g/L、NiCl2 ? 6H20 0? 19g/L、Na2Se04 ? 10H20 0? 21g/ L、Na2Mo04 ? 2H20 0? 22g/L、Na2W04 ? 2H20 0? 05g/L。
[0014] 作為優(yōu)選地，所述厭氧反應(yīng)器是SBR反應(yīng)器或者UASB反應(yīng)器或者EGSB反應(yīng)器。
[0015] 作為優(yōu)選地，所述基質(zhì)反應(yīng)液中Fe(II)EDTA的濃度為0.75mM，F(xiàn)e(II)EDTA由 FeSO# Na 2EDTA按1:1的摩爾比配得。
[0016] 作為優(yōu)選地，所述NH4+來源于硫酸銨。
[0017] 作為優(yōu)選地，所述基質(zhì)反應(yīng)液中礦物質(zhì)溶液和微量元素溶液的配比為每1L礦物 質(zhì)溶液混合1. 25mL微量元素溶液。
[0018] 反應(yīng)器中的溫度為30~35°C，反應(yīng)器中的泥水混合物pH控制在7. 0~8. 0。
[0019] 作為優(yōu)選地，反應(yīng)器中的溫度為30~32°C，反應(yīng)器中的泥水混合物pH控制在 7. 0 ~7. 5。
[0020] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述絡(luò)合吸收結(jié)合厭氧氨氧化處理一氧化氮的方法 在處理煙氣或廢氣中的一氧化氮的應(yīng)用。
[0021] 本發(fā)明利用Fe (II) EDTA絡(luò)合N0氣體，絡(luò)合生成Fe (II) EDTA-N0,使得N0存在于液 相中，液相中的N0在厭氧氨氧化菌的作用下與氨氮最終轉(zhuǎn)化為氮氣，實現(xiàn)N0的去除。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：利用Fe (II) EDTA絡(luò)合N0氣體，解決了 N0在液相中溶解度 低的問題，使得能夠利用液相中的厭氧氨氧化菌來轉(zhuǎn)化N0氣體。本發(fā)明方法的最終產(chǎn)物為 N2，相比其他的生物處理技術(shù)，無N0 2、N03、N20等副產(chǎn)物，不會產(chǎn)生二次污染，且去除率高， 可以有效地除去廢氣和煙氣中的N0氣體，可以應(yīng)用在工業(yè)廢氣的處理上，具有很好的應(yīng)用 前景；且該工藝的反應(yīng)物之一為NH 4+，也是水體中的一種重要污染物，本方法可以實現(xiàn)與廢 水脫氮工藝的耦合。此外，該方法工藝合理、能耗低、投資和運行費用少、二次污染小。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明實施例中在SBR反應(yīng)器中處理N0的工藝流程圖；其中，1SBR反應(yīng)器、 2中空夾層、3水浴進口、4水浴出口、5水浴栗、6水浴鍋、7進水栗、8進水箱、9出水栗、10出 水箱、llpH計、12在線溶解氧分析儀、13磁力攪拌器、14進氣口、15出氣孔。
【具體實施方式】
[0024] 以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明不僅僅局限 于如下實施實例。
[0025] 在實驗室內(nèi)利用圖1中的SBR反應(yīng)器進行厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)和本發(fā)明方法的N0 氣體處理，厭氧氨氧化菌取自重慶污水處理廠的氧化溝和二沉池污泥，經(jīng)過菌種培養(yǎng)后，在 反應(yīng)器中加入基質(zhì)反應(yīng)液，即可將N0通入反應(yīng)器進行處理。具體操作步驟如下：
[0026] -、厭氧氨氧化菌的培養(yǎng)
[0027] (1)污泥預(yù)處理：將500ml的氧化溝污泥和500ml的二沉池污泥混合均勾，在連續(xù) 曝氮氣條件下用培養(yǎng)液沖洗污泥3-5次后，用培養(yǎng)液定容至2L得到處理后的泥水混合物。 所述培養(yǎng)液由營養(yǎng)液和微量元素溶液混勻而得，組成配比為每升營養(yǎng)液中加入1. 25mL微 量元素溶液，混勻即得。
[0028]每升營養(yǎng)液中各組分含量如下：(NH4)2S04 0. 163g、NaN02 0 . 099g、NaH2P04 0 . 05g、 CaCl2 ? 2H20 0? 3g、MgS04 ? 7H20 0? 3g、KHC03 1. 25g、FeS04 0? 00625g、EDTA 0? 00625g ;
[0029]每升微量元素溶液各組分含量為：EDTA 15g、H3B04 0 . 0 1 4g、MnCl2 ? 4H20 0. 99g、 CuS04.5H20 0.25g、ZnS04.7H20 0.43g、NiCl2.6H20 0.19g、Na2Se04.10H20 0.21g、 Na2Mo04 ? 2H20 0. 22g、Na2W04 ? 2H20 0. 050g。
[0030] (2)厭氧氨氧化菌菌種培養(yǎng)：將前述得到的2L的泥水混合物接入SBR反應(yīng)器1中 進行菌種培養(yǎng)，配制好的培養(yǎng)液儲存在進水箱8內(nèi)，SBR反應(yīng)器1的運行周期為240min，攪 拌狀態(tài)下運行210min (在開頭的12min內(nèi)由由進水栗7從進水箱8內(nèi)栗出1L培養(yǎng)液進入 SBR反應(yīng)器1內(nèi)）、運行210min后停止攪拌沉淀18min、出水12min (由出水栗9從SBR反應(yīng) 器1內(nèi)栗出1L廢水至出水箱10)。反應(yīng)器的運行溫度為30~32°C，反應(yīng)器中的泥水混合 物pH控制在7. 0~7. 5;磁力攪拌器攪拌速度為100~200rpm，運行20~30天，使得污泥 中的厭氧氨氧化菌得到