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固定化微生物净化低浓度SO_2烟气的应用基础研究

曹桂萍  
【摘要】: 燃煤引起的SO_2污染是当前国际上关注的热点环境问题之一。近年来,随着我国SO_2排放量的增加,SO_2污染已成为制约我国国民经济和社会发展的主要因素。国外成功经验表明,烟气脱硫是控制SO_2污染行之有效的方法。本课题采用固定化微生物净化SO_2气体,以期为SO_2烟气的治理开辟一条新的治理途径。 本课题为国家和云南省自然科学基金项目的一部分,主要内容包括①筛选出对SO_2气体具有较强降解能力的优势菌种;②对三种常用的固定化方法进行研究比较,初步确定了适宜的固定化方法和条件;③用复合固定化技术对单一固定化方法进行改进,以提高固定化微生物的机械强度和耐酸性,并确定最佳的固定化条件;④考察生化反应器对SO_2气体的净化能力。 菌种驯化和优选的研究表明,采取诱导驯化的方法能够从污水处理厂的污水中培养出对SO_3~(2-)具有较强降解能力的微生物菌种。该菌对SO_3~(2-)的耐受浓度为1095g/m~3,其降解速率可达2400g/m~3.h,同时还可直接利用SO_2气体,这为研究生化反应器净化低浓度SO_2气体奠定了良好的基础。 常用固定化方法的研究表明,吸附法的生物活性高,空间阻力小,但结合力弱,所固定的微生物易被解析而流失;交联法的微生物结合牢固,但生物活性低,且固定化微生物因无载体而没有防护能力;包埋法虽然空间阻力较大,但固定化微生物的生物活性较高、稳定性强,生物具有防护能力,而且比较经济。以相对活性为指标,确定了海藻酸钙包埋法为基础的固定化方法,其固定条件为:菌液量为10ml、海藻酸钠浓度为5%、氯化钙浓度为4%、固定时间为14h。 复合固定化技术的研究结果表明,吸附—包埋法能够提高固定化个球的耐酸性,但对机械强度改进不大;包埋—交联法能使小球的机械强度明显改善,但耐酸性却有所下降;吸附—包埋—交联法不仅使固定化小球的耐酸性得到提高,而且机械强度也大为增强,是最佳的复合固定化方法。试验确定的固定条件为:5%海藻酸钠溶液包埋10ml菌种液和 039活性炭,在4%氯化钙溶液中固定14h后,再用0.06mol/L已二胺溶 液交联一定时间。 固定床生化反应器净化50:气体的试验表明,在无喷淋、气体停留 时间为55、50:气体的入口浓度低于sg/m,时,其净化效率可达98%。 固定化微生物对50:具有较强的吸附净化能力,其吸附容量可达 8.19mg/g,系统的净化能力可通过喷淋冲洗并通入空气的方法得以恢复。 上述结果说明利用固定化微生物净化低浓度502气体是可行的。


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