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《东北大学》 2006年
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生物滴滤法脱除烟气中SO_2的研究

王英刚  
【摘要】:随着生物催化方法的不断发展,探求先进、经济有效的生物脱硫工艺已成为烟气脱硫技术研究的热点。以氧化亚铁硫杆菌固定化生物膜和铁离子复合体系为基础构建的生物滴滤法脱硫新工艺,其结合了无机化学与微生物学原理,具有运行成本低、能耗少、二次污染少以及脱硫效率高等优点。本文对氧化亚铁硫杆菌的游离菌生长、固定化过程、生物滴滤塔脱硫工艺操作的影响因素及脱硫机理分别进行了研究。 研究了氧化亚铁硫杆菌游离菌的适宜生长条件。结果表明,在培养温度为28℃~32℃、初始pH=2.34、接种量(v/v)10%、培养基加入量(v/v)100mL/250mL时,细菌的活性最好,最佳生长周期短(约为35h)。 固定化分为两个步骤完成:塔外接种挂膜培养和塔内挂膜启动。在塔外挂膜期,通过对3种填料(粉煤灰、拉西环、陶土颗粒)的生物膜性能比较可知,陶土颗粒填料的成膜速度快,挂膜效果最好。滤塔内挂膜启动试验结果表明,循环液中的Fe~(2+)的氧化速率与吸光度具有明显的相关性。同时,压力损失和pH也与启动过程的适应期、动力学生长期和稳定期相一致,也是作为挂膜启动的重要指标。 进行了不同条件下的脱硫性能对比试验。结果表明,氧化亚铁硫杆菌生物膜对脱硫的贡献以间接催化氧化作用为主,直接作用为辅。与连续高浓度的SO_2直接接触对氧化亚铁硫杆菌固定化生物膜具有一定的抑制作用。由于氧化亚铁硫杆菌具有快速氧化Fe~(2+)的能力,其脱硫效率明显高于单纯的化学催化氧化脱硫,在不需要通入大量氧气的条件下,仍能达到较高的脱硫效率。 工艺条件影响因素试验结果表明,脱硫效率受多种因素影响。采用逆流操作,在最佳工艺条件下,即当SO_2入口浓度低于2500mg/m~3,循环液中Fe~(2+)浓度≥0.06mol/L、液气比≥12L/m~3、空塔气速≤0.25m/s时,可获得较高的脱硫效率。连续运行试验结果表明,运行过程中pH值的下降并非影响脱硫能力的主要因素。
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