络合吸收结合厌氧氨氧化处理一氧化氮的方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于氮氧化物处理技术领域，具体涉及一种络合吸收结合厌氧氨氧化处理 一氧化氮的方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 现代社会工业和交通飞速发展，大气污染也日趋严重，其中氮氧化物（N0X)污染危 害严重，其不仅是构成酸雨的主要污染物之一，也可在紫外线的照射下与碳氢化合物产生 光化学反应，生成毒性很大的光化学烟雾。
[0003] 工业上应用较多的烟气脱硝技术是选择性催化还原法（SCR)和选择性非催化还 原法（SNCR)，但催化剂易失活、设备投资大、运行成本较高、产生二次污染等问题使其在烟 气脱硝中的应用难度增加。因此，开发一种经济环保的烟气脱硝技术尤为迫切。作为一种 新型的烟气脱硝方法，微生物烟气脱硝技术以其设备简单、投资运行成本低、环境污染小等 优点逐渐得到人们的关注。
[0004]燃煤排放烟气中，N0占N0X总量的95 %，但是N0难溶于水，进入液相的传质效率 低，而微生物表面的吸附能力又很差，使得采用生物法处理N0的实际脱氮效率很低，因此 完全采用微生物技术脱除N0存在较大限制。
[0005] 厌氧氨氧化菌（anaerobic ammonium oxidation, Anammox)是一类细菌，属于浮霉 菌门，"红菌"是业内对厌氧氨氧化菌的俗称，通过生物化学反应，它们可以将污水中所含有 的氨氮转化为氮气去除。在缺氧条件下，利用厌氧氨氧化菌将亚硝酸盐和氨转化成氮气的 过程，称为厌氧氨氧化。
[0006] N0作为厌氧氨氧化菌代谢过程的中间产物，能和氨氮在厌氧氨氧化菌的联氨合成 酶的作用下生成联氨，联氨在联氨脱氢酶的作用下被转化为氮气，反应原理为：
[0007]
[0008] N2H4- N 2+4H++4e 〇
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种能耗低、投资和运行费用少、二次污染小的络合吸收 结合厌氧氨氧化处理一氧化氮的方法。
[0010] 本发明的技术方案如下：络合吸收结合厌氧氨氧化处理一氧化氮的方法，包括如 下步骤：在厌氧反应器中利用Fe(II)EDTA络合吸收一氧化氮，结合厌氧氨氧化菌处理一氧 化氮，具体步骤如下：
[0011] 将含有厌氧氨氧化菌菌种的污泥接入厌氧反应器中，并在厌氧反应器中加入基质 反应液，在搅拌状态下通入一氧化氮气体，气体通过反应器中的泥水混合物被基质反应液 吸收转化为氮气后从反应器中排出；所述基质反应液由矿物质溶液和微量元素溶液混匀而 得，配比为每1L矿物质溶液混合1. 0~1. 5mL微量元素溶液；所述矿物质溶液包括如下浓 度的组分：〇? 7 ~0? 8mM Fe(II)EDTA，50 ~60mg/L NH4+。
[0012] 所述矿物质溶液还包括如下浓度的组分：NaH2P04 0? 04~0? 06g/L、CaCl2 ? 2H20 0? 2 ~0? 4g/L、MgS04.7H20 0? 2 ~0? 4g/L、KHC03 1. 0 ~1. 5g/L、FeS04 0? 0060 ~0? 0065g/ L、EDTA0? 0060~0? 0065g/L;所述微量元素溶液包括如下浓度的组分：EDTA13~17g/ L、H3B04 0? 010 ~0? 016g/L、MnCl2 ? 4H20 0? 90 ~1. 10g/L、CuS04 ? 5H20 0? 20 ~0? 30g/L、 ZnS04.7H20 0? 35 ~0? 50g/L、NiCl2.6H20 0? 15 ~? 025g/L、Na2Se04 ?lOHW 0? 15 ~0? 26g/ L、Na2Mo04 ? 2H20 0? 17 ~0? 27g/L、Na2W04 ? 2H20 0? 03 ~0? 07g/L。
[0013] 作为优选地，所述矿物质溶液中各组分浓度为：NaH2P0 4 0 . 05g/L、CaCl2 ? 2H20 0? 3g/L、MgS04 ? 7H20 0? 3g/L、KHC03 1. 25g/L、FeS04 0? 00625g/L、EDTA 0? 00625g/L ;所述 微量元素溶液中各组分浓度优选为：H)TA 15g/L、H3B04 0? 014g/L、MnCl2 ? 4H20 0? 99g/L、 CuS04 ? 5H20 0? 25g/L、ZnS04 ? 7H20 0? 43g/L、NiCl2 ? 6H20 0? 19g/L、Na2Se04 ? 10H20 0? 21g/ L、Na2Mo04 ? 2H20 0? 22g/L、Na2W04 ? 2H20 0? 05g/L。
[0014] 作为优选地，所述厌氧反应器是SBR反应器或者UASB反应器或者EGSB反应器。
[0015] 作为优选地，所述基质反应液中Fe(II)EDTA的浓度为0.75mM，Fe(II)EDTA由 FeSO# Na 2EDTA按1:1的摩尔比配得。
[0016] 作为优选地，所述NH4+来源于硫酸铵。
[0017] 作为优选地，所述基质反应液中矿物质溶液和微量元素溶液的配比为每1L矿物 质溶液混合1. 25mL微量元素溶液。
[0018] 反应器中的温度为30~35°C，反应器中的泥水混合物pH控制在7. 0~8. 0。
[0019] 作为优选地，反应器中的温度为30~32°C，反应器中的泥水混合物pH控制在 7. 0 ~7. 5。
[0020] 本发明的另一目的在于提供上述络合吸收结合厌氧氨氧化处理一氧化氮的方法 在处理烟气或废气中的一氧化氮的应用。
[0021] 本发明利用Fe (II) EDTA络合N0气体，络合生成Fe (II) EDTA-N0,使得N0存在于液 相中，液相中的N0在厌氧氨氧化菌的作用下与氨氮最终转化为氮气，实现N0的去除。
[0022] 本发明的有益效果是：利用Fe (II) EDTA络合N0气体，解决了 N0在液相中溶解度 低的问题，使得能够利用液相中的厌氧氨氧化菌来转化N0气体。本发明方法的最终产物为 N2，相比其他的生物处理技术，无N0 2、N03、N20等副产物，不会产生二次污染，且去除率高， 可以有效地除去废气和烟气中的N0气体，可以应用在工业废气的处理上，具有很好的应用 前景；且该工艺的反应物之一为NH 4+，也是水体中的一种重要污染物，本方法可以实现与废 水脱氮工艺的耦合。此外，该方法工艺合理、能耗低、投资和运行费用少、二次污染小。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明实施例中在SBR反应器中处理N0的工艺流程图；其中，1SBR反应器、 2中空夹层、3水浴进口、4水浴出口、5水浴栗、6水浴锅、7进水栗、8进水箱、9出水栗、10出 水箱、llpH计、12在线溶解氧分析仪、13磁力搅拌器、14进气口、15出气孔。
【具体实施方式】
[0024] 以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的【具体实施方式】，但本发明不仅仅局限 于如下实施实例。
[0025] 在实验室内利用图1中的SBR反应器进行厌氧氨氧化菌的培养和本发明方法的N0 气体处理，厌氧氨氧化菌取自重庆污水处理厂的氧化沟和二沉池污泥，经过菌种培养后，在 反应器中加入基质反应液，即可将N0通入反应器进行处理。具体操作步骤如下：
[0026] -、厌氧氨氧化菌的培养
[0027] (1)污泥预处理：将500ml的氧化沟污泥和500ml的二沉池污泥混合均勾，在连续 曝氮气条件下用培养液冲洗污泥3-5次后，用培养液定容至2L得到处理后的泥水混合物。 所述培养液由营养液和微量元素溶液混匀而得，组成配比为每升营养液中加入1. 25mL微 量元素溶液，混匀即得。
[0028]每升营养液中各组分含量如下：(NH4)2S04 0. 163g、NaN02 0 . 099g、NaH2P04 0 . 05g、 CaCl2 ? 2H20 0? 3g、MgS04 ? 7H20 0? 3g、KHC03 1. 25g、FeS04 0? 00625g、EDTA 0? 00625g ;
[0029]每升微量元素溶液各组分含量为：EDTA 15g、H3B04 0 . 0 1 4g、MnCl2 ? 4H20 0. 99g、 CuS04.5H20 0.25g、ZnS04.7H20 0.43g、NiCl2.6H20 0.19g、Na2Se04.10H20 0.21g、 Na2Mo04 ? 2H20 0. 22g、Na2W04 ? 2H20 0. 050g。
[0030] (2)厌氧氨氧化菌菌种培养：将前述得到的2L的泥水混合物接入SBR反应器1中 进行菌种培养，配制好的培养液储存在进水箱8内，SBR反应器1的运行周期为240min，搅 拌状态下运行210min (在开头的12min内由由进水栗7从进水箱8内栗出1L培养液进入 SBR反应器1内）、运行210min后停止搅拌沉淀18min、出水12min (由出水栗9从SBR反应 器1内栗出1L废水至出水箱10)。反应器的运行温度为30~32°C，反应器中的泥水混合 物pH控制在7. 0~7. 5;磁力搅拌器搅拌速度为100~200rpm，运行20~30天，使得污泥 中的厌氧氨氧化菌得到