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络合吸收结合厌氧氨氧化脱除NO的研究

熊华  
【摘要】:氮氧化物主要来源于煤炭等燃料的燃烧,它对人体和环境都有很大的危害,随着我国NOx排放量日益增加和我国对环境保护日益重视,NOx的排放要求也越来越高。由于我国烟气排放量大,而且主要都是以难溶于水的NO存在,增大了处理难度。现有的烟气脱硝技术存在着经济成本高、处理效率低、产生二次污染和产生温室气体等缺点。所以烟气脱硝技术的研究迫在眉睫。 基于NO络合吸收与ANAMMOX(厌氧氨氧化)反应的机理,本研究首次采用Anammox结合Fe(Ⅱ)EDTA2-络合吸收工艺脱除烟气中的NO。通过本研究验证其可行性,为烟气脱硝技术提供新的研究方向,也为该技术工业上的应用提供技术参考。主要研究结论如下: 通过对不同pH和温度对Fe(Ⅱ)EDTA2-络合NO的影响找出最适的吸收条件,用浓度为5mM Fe(Ⅱ)EDTA2-溶液20℃饱和吸收500ppm的NO,当pH7时Fe(Ⅱ)EDTA2-的吸收效率随着pH升高而提高,pH为7时吸收效率最大,达到80%,pH7时吸收效率随着pH的升高而降低。随着温度的升高Fe(Ⅱ)EDTA2-吸收效率降低。 Anammox结合湿法络合脱硝的可行性研究中,当Fe(Ⅱ)EDTA-NO2-的浓度为4.1mM,氨氮浓度为62.4mg/L, VSS为2000mg/L时,16小时Fe(Ⅱ)EDTA-NO2-基本被降解,NO的去除速率为342mg/d-L,反应过程中总氮(TN)去除了80%,TN的去除负荷为0.13kgN/(m3-d)。 通过氮平衡的研究,确定反应过程中消耗的Fe(Ⅱ)EDTA-NO和NH4+-N物质的比值接近于1,推测主要反应方程式为; Fe(Ⅱ)EDTA-NO2-+NH4+→Fe(Ⅱ)EDTA2-+N2+H2O+2H+e- 反应过程中溶液的颜色由开始的绿色变为淡黄色,推测Fe(Ⅱ)EDTA2-参与了反应并提供了电子,通过实验可知Fe(Ⅱ)EDTA2-能还原NO2-, Fe(Ⅲ)EDTA-能将NH4+-N氧化,所以Anammox脱除NO的反应中存在两个副反应; Fe(Ⅱ)EDTA2-+NO2-=Fe(Ⅲ)EDTA-+N2+H2O Fe(Ⅲ)EDTA-+NH4++H2O=Fe(Ⅱ)EDTA2-+NO2-


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