一种锰矿浆微生物耦合烟气脱硫脱硝方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及一种烟气脱硫脱硝方法。
技术背景
[0002]我国是煤炭依赖型国家，人民生活和工业生产的主要能源来源以煤炭为主。燃尾气中含有的二氧化硫和氮氧化物不仅造成了严重的环境污染，还对人类健康产生了威胁。我国对燃煤尾气排放的治理也是愈加严格，“十二五”纲要不仅提高了二氧化硫排放的限制标准，同时对氮氧化物的排放限制也进行了规定。对于燃煤尾气中二氧化硫和氮氧化物的处理一直因工艺成本和知识产权的限制而无法实现较大规模的推广应用。燃煤尾气排放已经成为制约我国经济可持续发展和企业成本控制的壁皇。
[0003]我国蕴藏储量丰富的锰矿资源，但高品位矿石储量很少，绝大部分是低品位矿石，现有工艺无法经济环保地进行处理。这些低品位的尾矿和矿渣长期堆放不仅造成了资源浪费，还引发严重的重金属环境污染。如何有效地开发利用这类资源，是无法忽视的一个问题。
[0004]锰矿石对烟气中的SO2具有很好的吸收效果，其吸收液还可进一步用来制备一水硫酸锰或单质硫等有价值的化工产品。但是烟气中的no，no2等氮氧化物，由于其水溶性较差，无法在锰矿吸收体系中直接高效脱除。
[0005]微生物滴滤塔是一种非常成熟的污染物净化处理设备，成本低廉、投资运行费用少，由附着在填料上的不同微生物类型决定处理功能。反硝化微生物对氮氧化物的代谢作用是一种不产生硝化物二次污染清洁的脱硝技术。但生物滴滤塔易受到烟气中二氧化硫和其他物质的影响导致脱除效率不稳定。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种烟气脱硫脱硝方法，即首先利用锰矿浆对出炉烟气进行吸收，在去除掉烟尘、二氧化硫和其他易溶杂质后，纯净化后的烟气通入到生物滤池中进行进一步的处理，从而使处理后的烟气中二氧化硫和氮氧化物的含量低于排放的标准。
[0007]本发明的方法是首先将烟气通入含有锰矿浆的鼓泡塔进行脱硫和净化除尘，尾气再进入生物滴滤塔进行脱硝，以达到在一套体系中实现烟气的除尘和脱硫脱硝。
[0008]所述的锰矿浆吸收体系是由0.5%_10%锰矿与水组成的吸收体系，反应器类型为鼓泡吸收塔;锰矿石可以是碳酸锰矿、软锰矿、锰矿渣和电解锰废渣，品位0.5以上。
[0009]所述的填料层为接种反硝化菌的物理填料，也可以是以海藻酸钠、PVA等材料固定化的微生物菌种；微生物菌种可以是Pseudomonas属、Alcal igene属、Paracoccus属、Hyphomicrobium属和Klebsiel I属中具有反硝化功能的菌种。
[0010]本工艺利用锰矿浆对烟气进行预处理，去掉水溶性物质，实现了对通入生物滤池气体的质量控制，将气体中杂质对生物反应体系的影响控制在最小，同时经过锰矿浆反应加湿和降温的气体可直接通入生物滴滤塔，实现了生物滤池操作步骤的简化和成本控制。
【附图说明】
[0011]图1:本发明的流程图；
[0012 ]图2、不同锰矿吸收体系的脱硫效率；
[0013]图3、锰矿浆脱硝效率；
[0014]图4、生物滴滤塔脱除效果。
【具体实施方式】
[0015]所用烟气由各种标准气体预混而成，组成为氧气0-19%，二氧化硫0.1-0.8g/m3，氮氧化物0.1-0.4g/m3。锰矿浆吸收塔采用鼓泡搅拌式反应装置，采用的锰矿石品位为1-25，矿浆浓度为0.1%-19%，搅拌速率为50印111-200印111，吸收体系为0.7-71^锰矿浆，进气流速为0.12m3/h-l.8m3/h，系统压降 7KPa。
[0016]生物滴滤塔采用逆流反应，有效容积为3L-30L。经锰矿浆吸收后的尾气以1.6L/min-24L/min的速度从塔底部进入生物滴滤塔，从下至上引入滴滤塔，停留时间2s-18s，生物循环吸收液自上而下进入滴滤塔，喷淋量为0.1 -1 /L，两者在生物填料层相遇，发生反应。
[0017]生物滴滤塔采用塔型结构，以下向流模式运行。中间布设陶粒为填料层，容器下部设集水池连接水栗，将液体从容器底部抽出，经水栗提升后，从容器顶部向下喷淋，；经软锰矿浆吸收处理后的烟气从容器顶部进入，从上至下通过填料层后，由容器侧部排出尾气。
[0018]生物滴滤塔的填料层接种一定比例的固定化微生物或经挂膜的反硝化微生物，连续通入经锰矿浆吸收后的模拟烟气进行驯化，滤床含水量控制在40%_60%，操作温度为15-40度，体系pH7?8。在容器顶部另设补料口，定期补充营养盐类，以满足微生物正常工作所需。以烟气分析系统检测排出尾气的成分变化，当烟气中二氧化硫和氮氧化物的脱除率稳定后，视为驯化完成，可以开始工作，工作模式与驯化模式相同。
[0019]实施例1:锰矿浆吸收塔对模拟烟气净化效果
[0020]锰矿浆吸收系统对烟气中SO2的脱除效果非常好，在不同锰矿类型和品位的实验中，都可以在较长时间内维持95%以上的脱除率(图2)，但对于氮氧化物的脱除率只能达到45%(图 3)。
[0021]实施例2、生物滴滤塔吸收效果
[0022]单独运行的生物滴滤塔在开始运行时，脱硫和脱硝的效率都较高，但随着反应时间的延长，受到SO2酸化体系的影响，极大地抑制了反硝化微生物的活力，导致脱硫和脱硝效果的同时下降(图4)。
[0023]实施例3、软锰矿吸收结合生物滴滤塔
[0024]模拟烟气组分浓度为SO20.689g/m3,N0x 0.541g/m3，氧气分压19.I %，烟气首先经过软锰矿吸收体系进行脱硫反应，之后的尾气再进入生物滴滤塔进行脱硝反应，体系连续运行35天，尾气中SO2浓度稳定在1-1.5mg/m3，脱除率在99%以上，而NOx的浓度在80-1 OOmg/m3范围浮动，平均脱除率可达80 %以上。
【主权项】
1.一种烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，所述的方法是首先将烟气通入含有锰矿浆的鼓泡塔进行脱硫和净化除尘，尾气再进入生物滴滤塔进行脱硝。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的锰矿浆吸收体系是由0.5%-10%锰矿与水组成的吸收体系，反应器类型为鼓泡吸收塔;锰矿石是碳酸锰矿、软锰矿、锰矿渣和电解锰废渣上。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的所述的填料层为接种反硝化菌的物理填料，也可以是以海藻酸钠、PVA等材料固定化的微生物菌种;微生物菌种是Pseudomonas属、Alcaligene属、Paracoccus属、Hyphomicrobium属和 Klebsiel I属中具有反硝化功能的菌种。
【专利摘要】本发明的目的是提供一种烟气脱硫脱硝方法，即首先利用锰矿浆对出炉烟气进行吸收，在去除掉烟尘、二氧化硫和其他易溶杂质后，纯净化后的烟气通入到生物滤池中进行进一步的处理，从而使处理后的烟气中二氧化硫和氮氧化物的含量低于排放的标准。本发明的方法是首先将烟气通入含有锰矿浆的鼓泡塔进行脱硫和净化除尘，尾气再进入生物滴滤塔进行脱硝，以达到在一套体系中实现烟气的除尘和脱硫脱硝。本工艺利用锰矿浆对烟气进行预处理，去掉水溶性物质，实现了对通入生物滤池气体的质量控制，将气体中杂质对生物反应体系的影响控制在最小，同时经过锰矿浆反应加湿和降温的气体可直接通入生物滴滤塔，实现了生物滤池操作步骤的简化和成本控制。
【IPC分类】B01D53/84, B01D53/60, B01D53/50, B01D53/75, B01D53/80, B01D47/00
【公开号】CN105561750
【申请号】CN201510974870
【发明人】马皛梅, 张小霞, 黄志勇
【申请人】中国科学院天津工业生物技术研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月23日