[发明专利]用于烟气脱硝中再生氮氧化物络合吸收液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染治理领域，具体地指一种用于烟气脱硝中再生氮 氧化物络合吸收液的方法。

背景技术

NO_x是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重空气污染问题的主要原因 之一。目前，我国火电行业氮氧化物排放量巨大，迫切需要控制。中国环 保产业协会组织的《中国火电厂氮氧化物排放控制技术方案研究报告》显 示，2007年我国火电厂排放的氮氧化物总量已增至840万吨，比2003年的 597.3万吨增加了近40.6％，约占全国氮氧化物排放量的35％～40％。由于 烟气排放量大，且烟气中NO_x的主要成分一氧化氮(约占95％)在水中的 溶解度很低，处理难度较大。至今，在国际上仅NH₃的选择性催化还原(SCR) 及选择性非催化还原(SNCR)得到了一定规模的工业化应用。但现有的这 两种技术依然存在着经济成本高、产生二次污染或处理效率低等缺陷 (Radojevic M，《Environ.Pollut.》，1998，102，685-689)。因而，发展新的烟 气脱硝技术已成为环境保护领域的研究热点之一。

日本和美国从20世纪70年代开始就在烟气脱硫系统的洗涤液中添加 亚铁螯合剂进行同时脱硫脱氮。添加氮氧化物络合吸收液(Fe(II)EDTA) 络合吸收NO生成Fe(II)EDTA-NO，能显著提高NO从气相到液相的传质 速率。而问题在于Fe(II)EDTA很容易被氧化为没有络合NO能力的 Fe(III)EDTA，以及Fe(II)EDTA络合吸收剂难以再生和循环利用。利用微 生物还原氮氧化物络合吸收产物(一个主要由Fe(II)EDTA-NO、 Fe(III)EDTA构成的混合体系)，可以很好地解决吸收剂的再生问题，因此 络合吸收-生物还原烟气脱硝应运而生。但是相关研究发现(Li W，《Chem. Techno.Biotechnol.》，2006，81，306～311；Li W，《Environ.Sci.Techno.》，2007， 41，639-644)，Fe(II)EDTA-NO和Fe(III)EDTA的还原效率是系统连续稳定 运转的关键，而如何提高微生物活性，增强还原速率，成为该技术发展的 当务之急。

自90年代以来，电极生物膜法用于废水反硝化脱氮得到了很大的发 展。在电催化下，阴极表面的微生物能同时利用有机物和外加电源产氢作 为电子供体，微生物的还原活性得到提高，反硝化脱氮效率从而加强(徐 伯兴，《污染防治技术》，1998，11，1，45-47)。国内外学者对该技术进行了 大量研究，其中通过改进电极构造，更使得电流效率和反硝化效率有了显 著地提升。2002年，Prosnansky等采用活性碳颗粒层作阴极材料，大大增 加了阴极表面积，并使微生物能够快速牢固的吸附在颗粒表面上，加速膜 的形成(Prosnansky M，《Wat.Res.》，2002，36(1)，4801-481)。该反应器的 脱氮速率是改进前的3-60倍，实现了短时间高效脱氮。另外有研究表明， 多数异化Fe(III)还原微生物都是通过利用H₂和有机电子供体还原Fe(III) 进行生长的(贺江舟，微生物学通报，2006，33(5)，158～164)。

发明内容

本发明提供了一种能耗小、效率高、成本低的氮氧化物络合吸收产物 的还原方法，以解决络合吸收-生物还原系统中微生物的还原活性的问题。

一种用于烟气脱硝中再生氮氧化物络合吸收液的方法，包括以下步骤：

(1)以碳质材料为阳极，金属导体或碳质材料为阴极，在阴极周围填 充碎屑状导电粒子制成三维电极；

(2)将三维电级进行混合菌的挂膜，制得附有混合菌膜的三维电级；

所述的混合菌为反硝化菌和铁还原菌的混合培养物；

(3)外加电子供体、碳源和基础培养基于氮氧化物络合吸收产物中制 得混合溶液，然后将附有混合菌膜的三维电极置入混合溶液中并通电，进 行还原反应。

所述的氮氧化物络合吸收产物为氮氧化物络合吸收液(Fe(II)EDTA溶 液)吸收烟气中NO形成的混合体系，其中主要包括Fe(II)EDTA络合NO 生成的Fe(II)EDTA-NO和由烟气中的氧气氧化部分Fe(II)EDTA而产生的 Fe(III)EDTA。

其中，三维电级进行混合菌的挂膜分为若干阶段，每一阶段包括以下 步骤：