生物還原耦合化學(xué)吸收處理煙氣中NOx-微生物群落特征和吸收劑損耗規(guī)律.pdf

1、由于工業(yè)鍋爐氮氧化物排放新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布以及常用工業(yè)鍋爐煙氣脫硝技術(shù)的限制性，研發(fā)出經(jīng)濟(jì)、高效的工業(yè)鍋爐煙氣脫硝技術(shù)迫在眉睫。生物還原耦合化學(xué)吸收技術(shù)(CABR)具有處理效果好、投資成本低及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此將會(huì)在工業(yè)鍋爐煙氣脫硝領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　以往CABR體系采用的是純種培養(yǎng)的方式建立的，而本文采用了混合培養(yǎng)的方式馴化培養(yǎng)高效還原菌，建立了CABR新體系，并針對(duì)我國(guó)工業(yè)鍋爐煙氣，探究了煙氣參數(shù)和工藝參數(shù)（O2，SO2

2、，NO，進(jìn)氣量，液體流量）對(duì)新CABR體系運(yùn)行的影響，以確定混合培養(yǎng)建立的CABR的工業(yè)應(yīng)用性能。通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)不同氧氣條件下的體系進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)分析，探究新CABR體系的微生物群落結(jié)構(gòu)和氧氣對(duì)群落分布的影響。此外，吸收劑的循環(huán)利用是CABR體系的一大優(yōu)點(diǎn)，也是工業(yè)應(yīng)用性能的主要考察因素之一。因此，本文以鐵元素的流失形態(tài)入手，探究了吸收劑的損耗規(guī)律，初步設(shè)定了減少吸收劑損耗的方向及方法。論文獲得以下結(jié)論:
　　(1)與純

3、種培養(yǎng)相比，混合培養(yǎng)建立CABR體系的掛膜過(guò)程縮短了25天，集成系統(tǒng)抗O2沖擊和處理煙氣量的能力均顯著高于純種培養(yǎng)掛膜而來(lái)的體系。(2)通過(guò)混合培養(yǎng)建立CABR體系的微生物群落結(jié)構(gòu)與以往純種培養(yǎng)建立的體系有很大不同，主要菌屬依次為Petrimonas、Enterococcus、Cupriavidus、Chelatococcus、Clostridium sensu stricto、Bacillus等，生物多樣性也顯著高于純種培養(yǎng)建立的體系

4、，較高的生物多樣性使體系更穩(wěn)定，抗外界沖擊的能力也更強(qiáng)。其中，Petrimonas、Cupriavidus、Chelatococcus、 Bacillus、Enterococcus是具有脫氮功能的菌群，上述主要脫氮菌菌群約占總數(shù)的63.27％。而Clostridium sensustricto、Bacillus則是具有鐵還原功能的菌群，上述主要鐵還原菌菌群約占總數(shù)的2.42％。這說(shuō)明在混合培養(yǎng)體系中，與鐵還原菌相比，脫氮菌占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)

5、地位，與以往純種培養(yǎng)體系不同。
　　(3)在氧氣濃度為6％的條件下，反應(yīng)器中的優(yōu)勢(shì)菌屬是厭氧脫氮菌Petrimonas，分布比例高達(dá)51.48％。根據(jù)物種豐度和多樣性分析結(jié)果，氧氣濃度為0％和10％的菌群分布較類(lèi)似，而氧氣濃度為6％的菌群分布與其他條件下差異性較大。通過(guò)物種豐度、多樣性及樣本聚類(lèi)，分析了各個(gè)氧氣濃度下生物塔填料層的微生物群落結(jié)構(gòu)，確定了該組實(shí)驗(yàn)最主要的影響因素為氧氣濃度。
　　(4)通過(guò)理論計(jì)算、定性分析以及

6、定量分析三個(gè)方面探究鐵元素的流失形態(tài)，體系運(yùn)行過(guò)程中，鐵元素基本是以Fe(OH)3的形式流失損耗的。鐵元素的流失是由于EDTA的不斷損耗而引起的，具有可逆性，而EDTA的損耗則是不可逆的，補(bǔ)充吸收劑的關(guān)鍵因素在于補(bǔ)充EDTA。
　　(5)通過(guò)考察吸收劑損耗速率和單位吸收劑損耗NO處理負(fù)荷，確定進(jìn)氣量、初始Fe(Ⅲ) EDTA濃度和氧氣濃度對(duì)CABR體系吸收劑損耗的影響。當(dāng)初始Fe(Ⅲ)EDTA濃度較低時(shí)，吸收劑損耗緩慢，體系仍可長(zhǎng)