论文部分内容阅读
氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,NOx的控制和治理已成为我国大气污染控制的重要课题。针对液相催化氧化法和微生物法的优缺点,进行液相催化氧化一微生物法同时净化烟气中低浓度NOx的应用基础研究,主要研究内容与结论如下:
首先,研究Fe2+、Md2+、Zn2+、Al3+四种金属离子在液相条件下对烟气中低浓度NOx的催化氧化作用;其次,研究微生物对烟气中低浓度NOx的净化作用,并对生物膜填料塔的微生物相进行分析。最后,研究液相催化氧化一微生物法对NOx的净化作用。
经过研究,得出以下结论:
(1)液相催化氧化法对NOx有较好的净化效果。Fe2+、Mn2+、Zn2+、Al2+四种金属离子按照0.5%、0.2%、1.5%、1.0%(以会属硫酸盐浓度计)的最优浓度配比使用时,表现出对NOx良好的催化氧化效应和正协同作用,对净化性能的影响顺序为Fe2+>Zn2+>Al3+>Mn2+。当操作条件控制在进口气体浓度为2500mg/m3左右、气体流量为0.1m3/h、循环液流量为8L/h时,液相催化氧化法可以净化烟气中50%的NOx。
(2)微生物法对NOx有较好的净化效果。在最优操作条件即进口气体浓度、气体流量、循环液流量分别为1800mg/m3、0.1m3/h、12L/h时,生物膜填料塔可以净化烟气中45%的NOx。生物膜填料塔内的优势菌种经鉴定为少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)。
(3)液相催化氧化.微生物法对NOx的净化效果优于液相催化氧化法和微生物法。当操作条件控制在进口气体浓度为2500mg/m3左右、气体流量为0.1m3/h、循环液流量为12L/h时,液相催化氧化.微生物法可以净化烟气中60%以上的NOx。
(4)动力学模型分析结果表明,课题组前期建立“吸附-生物膜理论”的动力学模型对液相催化氧化.生物膜填料塔净化NOx废气也同样具有很好的适用性,采用该动力学模型模拟的出口气体浓度、净化效率和生化去除量的计算值与实验值之间具有很好的拟合性,两者间的相关系数均大于0.98。
本研究在课题组前期研究的基础上开发出了对烟气中的NOx有良好催化氧化作用的会属离子组合催化剂,驯化培养出了能在低pH值条件下净化烟气中低浓度NOx的微生物菌种,并探索了液相催化氧化.微生物法对烟气中低浓度NOx的净化作用,为国内采用液相催化氧化法和微生物法净化烟气中低浓度NOx的研究与应用提供了重要的经验与参考。