[发明专利]一种氮氧化物废气的AO复合催化膜生物反应器处理方法

说明书

本发明涉及氮氧化物废气的AO复合催化膜生物反应器处理方法，AO复合催化膜生物反应器的烟气脱硝是利用缺氧反硝化膜生物反应器、好氧湿式催化与硝化膜生物反应器耦合处理氮氧化物废气。氮氧化物废气进入好氧膜生物反应器，发生湿式催化、硝化脱硝作用，然后进入缺氧膜生物反应器，发生反硝化脱硝作用，将氮氧化物废气转化为氮气。好氧膜生物反应器、缺氧膜生物反应器的循环液相互循环、循环液一部分自身循环、一部分进入到另一个循环池循环使用。AO复合催化膜生物反应器技术能高效去除氮氧化物废气，烟气脱硝效率可达90％以上，停留时间短(5‑8s)，生物净化装置较小，可解决氮氧化物的气液传质速率慢、生物净化装置大、投资费用较高等缺陷，具有很好的实用价值和满足更加严格的要求；该法适应于中小型锅炉燃煤锅炉烟气、工业炉窑烟气、阳极氧化生成线氮氧化物废气的净化处理。

技术领域

本发明涉及一种氮氧化物废气的AO催化膜生物反应器处理方法，属于环保技术领域。

技术背景

氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾污染、臭氧层破坏和城市灰霾天气等一系列环境问题的重要根源，其转化产物硝酸盐更是参与PM_2.5的二次粒子的形成。燃煤电厂、垃圾焚烧、化工、冶金、燃料的燃烧、交通运输、阳极氧化等人类活动过程中排放出大量氮氧化物，氮氧化物排放已经引起了世界各国的广泛关注和高度重视。我国东部地区二氧化氮浓度增加量明显高于世界其他地区，已经成为全球对流层二氧化氮污染最严重的地区之一，北京、广州、上海等特大城市已经监测到了光化学污染的发生。国家《“十二五”环保规划》和《重点区域大气污染防治“十二五”规划》提出氮氧化物排放总量削减10％以上的约束性指标，因此，如何经济有效地控制氮氧化物的排放是我国节能减排急需解决的关键环境问题。氮氧化物废气处理技术主要有选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、吸收法、吸附法、等离子体法、生物法。现有的烟气脱硝SCR法所使用的催化剂价格昂贵、SCR和SNCR法运行费用高；而生物法具有运行费用低、无二次污染及易于管理等优点，已经成为世界工业废气净化前沿研究热点。

生物法烟气脱硝可分为硝化烟气脱硝作用、反硝化烟气脱硝作用。采用煤渣、土壤、矿化垃圾和多孔碳等不同填料的生化反应器硝化处理NO。利用脱氮菌在厌氧或缺氧的条件下，将NO_x还原为无害的N₂，用反硝化菌去除烟气中NO，氧气浓度是反硝化的关键因素，硝酸盐过多时会导致中间产物N₂O的积累，影响NO的去除率，在50±1℃高温生物滴滤塔好氧反硝化处理氮氧化物。烟气氮氧化物排放控制关键应控制一氧化氮，其生物脱硝的关键步骤是NO传质与实现同时硝化反硝化，将一氧化氮转化为单质元素态的氮；NO去除过程属传质控制，限制了生物降解速率，导致脱硝量小、装置大，难以产业化应用。为强化气液NO传质，采用化学络合吸收耦合生物还原法去除氮氧化物，但络合物再生困难，金属络合剂Fe(II)EDTA消耗量过大、易被烟气中的氧气氧化造成失效。为提高一氧化氮气体传质速率，国外采用中空纤维膜生物反应器处理一氧化氮，NO去除效率可达70％。光催化烟气脱硝，负载二氧化钛的生物填料降解水中三氯苯酚，金属掺杂二氧化钛光催化还原硝酸氮。开发AO复合催化膜生物反应器处理氮氧化物废气具有十分重要的意义。

发明内容

本发明目的是提供氮氧化物废气的AO复合催化膜生物反应器处理技术，AO复合催化膜生物反应器能高效去除氮氧化物(NO、NO₂)废气，脱硝效率可达90％以上，停留时间短至5-8s，可解决氮氧化物的气液传质、生物净化装置大、投资费用较高等缺陷，具有很好的实用价值和满足更加严格的要求；适应于中小型锅炉燃煤锅炉烟气、工业炉窑烟气、阳极氧化氮氧化物废气的净化处理。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

设计、使用一种氮氧化物废气的AO催化膜生物反应器处理工艺，氮氧化物废气进入好氧膜生物反应器，发生湿式催化、硝化烟气脱硝作用，然后进入缺氧膜生物反应器，发生反硝化脱硝作用，将氮氧化物废气转化为氮气，净化后的气体排出。气体停留时间为5～8s。AO复合催化膜生物反应器技术能高效去除氮氧化物废气。