絡合吸收結合厭氧氨氧化處理一氧化氮的方法及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于氮氧化物處理技術領域，具體涉及一種絡合吸收結合厭氧氨氧化處理 一氧化氮的方法及其應用。
【背景技術】
[0002] 現代社會工業和交通飛速發展，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生 光化學反應，生成毒性很大的光化學煙霧。
[0003] 工業上應用較多的煙氣脫硝技術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、設備投資大、運行成本較高、產生二次污染等問題使其在煙 氣脫硝中的應用難度增加。因此，開發一種經濟環保的煙氣脫硝技術尤為迫切。作為一種 新型的煙氣脫硝方法，微生物煙氣脫硝技術以其設備簡單、投資運行成本低、環境污染小等 優點逐漸得到人們的關注。
[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"是業內對厭氧氨氧化菌的俗稱，通過生物化學反應，它們可以將污水中所含有 的氨氮轉化為氮氣去除。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物，能和氨氮在厭氧氨氧化菌的聯氨合成 酶的作用下生成聯氨，聯氨在聯氨脫氫酶的作用下被轉化為氮氣，反應原理為：
[0007]
[0008] N2H4- N 2+4H++4e 〇
【發明內容】
[0009] 本發明的目的在于提供一種能耗低、投資和運行費用少、二次污染小的絡合吸收 結合厭氧氨氧化處理一氧化氮的方法。
[0010] 本發明的技術方案如下：絡合吸收結合厭氧氨氧化處理一氧化氮的方法，包括如 下步驟：在厭氧反應器中利用Fe(II)EDTA絡合吸收一氧化氮，結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厭氧反應器中，并在厭氧反應器中加入基質 反應液，在攪拌狀態下通入一氧化氮氣體，氣體通過反應器中的泥水混合物被基質反應液 吸收轉化為氮氣后從反應器中排出；所述基質反應液由礦物質溶液和微量元素溶液混勻而 得，配比為每1L礦物質溶液混合1. 0~1. 5mL微量元素溶液；所述礦物質溶液包括如下濃 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] 作為優選地，所述礦物質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] 作為優選地，所述厭氧反應器是SBR反應器或者UASB反應器或者EGSB反應器。
[0015] 作為優選地，所述基質反應液中Fe(II)EDTA的濃度為0.75mM，Fe(II)EDTA由 FeSO# Na 2EDTA按1:1的摩爾比配得。
[0016] 作為優選地，所述NH4+來源于硫酸銨。
[0017] 作為優選地，所述基質反應液中礦物質溶液和微量元素溶液的配比為每1L礦物 質溶液混合1. 25mL微量元素溶液。
[0018] 反應器中的溫度為30~35°C，反應器中的泥水混合物pH控制在7. 0~8. 0。
[0019] 作為優選地，反應器中的溫度為30~32°C，反應器中的泥水混合物pH控制在 7. 0 ~7. 5。
[0020] 本發明的另一目的在于提供上述絡合吸收結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用。
[0021] 本發明利用Fe (II) EDTA絡合N0氣體，絡合生成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化為氮氣，實現N0的去除。
[0022] 本發明的有益效果是：利用Fe (II) EDTA絡合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化N0氣體。本發明方法的最終產物為 N2，相比其他的生物處理技術，無N0 2、N03、N20等副產物，不會產生二次污染，且去除率高， 可以有效地除去廢氣和煙氣中的N0氣體，可以應用在工業廢氣的處理上，具有很好的應用 前景；且該工藝的反應物之一為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是本發明實施例中在SBR反應器中處理N0的工藝流程圖；其中，1SBR反應器、 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] 以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的【具體實施方式】，但本發明不僅僅局限 于如下實施實例。
[0025] 在實驗室內利用圖1中的SBR反應器進行厭氧氨氧化菌的培養和本發明方法的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，經過菌種培養后，在 反應器中加入基質反應液，即可將N0通入反應器進行處理。具體操作步驟如下：
[0026] -、厭氧氨氧化菌的培養
[0027] (1)污泥預處理：將500ml的氧化溝污泥和500ml的二沉池污泥混合均勾，在連續 曝氮氣條件下用培養液沖洗污泥3-5次后，用培養液定容至2L得到處理后的泥水混合物。 所述培養液由營養液和微量元素溶液混勻而得，組成配比為每升營養液中加入1. 25mL微 量元素溶液，混勻即得。
[0028]每升營養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：將前述得到的2L的泥水混合物接入SBR反應器1中 進行菌種培養，配制好的培養液儲存在進水箱8內，SBR反應器1的運行周期為240min，攪 拌狀態下運行210min (在開頭的12min內由由進水栗7從進水箱8內栗出1L培養液進入 SBR反應器1內）、運行210min后停止攪拌沉淀18min、出水12min (由出水栗9從SBR反應 器1內栗出1L廢水至出水箱10)。反應器的運行溫度為30~32°C，反應器中的泥水混合 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