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氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,生物法是一种绿色、安全、低耗的废气治理技术,但传统生物反应器存在填料易堵塞等缺点。课题组采用自制的生物转鼓过滤反应器(Rotating Drum Biofilter,RDB)处理NO废气,有效解决了填料堵塞等问题,取得了较好的净化效果,但NOx废气中主要成分NO的气液传质仍是限制RDB去除效率和去除负荷的主要因素。
本文在RDB营养液中添加能够络合吸收NO的FeⅡ(EDTA),以提高NO的气液传质速率,从而提高NO的去除效率。实验考察了各种工艺参数下FeⅡ(EDTA)添加后对NO去除的影响规律,分析了FeⅡ(EDTA)络合协同RDB去除NO的过程,探明了各种因素条件下微生物还原FeⅡ(EDTA)NO和FeⅢ(EDTA)的规律。
RDB工艺参数实验结果表明,在一定实验条件下,当营养液中添加1.3 mmol/L FeⅡ(EDTA)后NO去除效率和去除负荷分别从60.11%和16.29 mg/(m3.h)增加至94.67%和26.79 mg/(m3.h),极大地提高了NO的去除效果。在不同EBRT、营养液量、温度、pH值等工艺参数条件下分析了添加FeⅡ(EDTA)后NO去除效率。反应过程中FeⅡ(EDTA)可快速络合吸收NO,将NO从气相转入液相,从而被微生物还原。
FeⅡ(EDTA)NO的微生物还原实验结果表明,葡萄糖更适合作为FeⅡ(EDTA)NO还原的碳源和电子供体,过量葡萄糖的添加对FeⅡ(EDTA)NO的还原没有影响;微生物还原FeⅡ(EDTA)NO的最适温度为40℃,最适pH值为7;在一定浓度范围内FeⅡ(EDTA)NO的还原速率与其浓度成线性增加关系,过高的FeⅡ(EDTA)NO浓度对其还原没有抑制作用;FeⅡ(EDTA)可作为FeⅡ(EDTA)NO还原的电子供体从而提高FeⅡ(EDTA)NO还原速率;FeⅢ(EDTA)对FeⅡ(EDTA)NO的还原有一定的抑制作用。
FeⅢ(EDTA)的微生物还原实验结果表明,FeⅢ(EDTA)还原的最适碳源和氮源分别是葡萄糖和NH4Cl;微生物还原FeⅡ(EDTA)NO的最适温度为40℃,最适pH值为6.0~7.0;在一定FeⅢ(EDTA)浓度范围内其还原速率与浓度成线性关系;FeⅡ(EDTA)对FeⅢ(EDTA)的还原有一定的抑制作用,且随着FeⅡ(EDTA)浓度的增加抑制作用增强;FeⅡ(EDTA)NO对FeⅢ(EDTA)的还原也有抑制作用,当FeⅡ(EDTA)NO浓度达到10 mmol/L时,FeⅢ(EDTA)的还原几乎完全受到抑制;低浓度的SO32-对微生物还原FeⅢ(EDTA)的影响不大,当SO32-浓度达到15mmol/L时FeⅢ(EDTA)的还原明显受到抑制;NO2-对FeⅢ(EDTA)的微生物还原有抑制作用,随着NO2-浓度增加抑制作用加强。