亚铁络合吸收-硫自养生物还原耦合脱除NO实验研究
NO大量排放导致光化学烟雾、酸雨和城市雾霾等重大环境问题，如何有效去除NO是当今环保领域的重要课题。化学吸收耦合生物还原是一种环境友好的烟气脱硝新技术，具有良好的应用前景，但目前有一系列理论和技术问题尚未解决。基于此，本论文针对中小型工业锅炉提出亚铁络合吸收硫自养生物还原脱除NO的新思路。研究Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA还原过程反应动力学;构建微生物填充床反应器，研究单底物和双底物还原反应器运行性能;利用qPCR和高通量测序等技术分析反应器内分子生态学。研究取得结论如下: 1.动力学研究过程得出，Fe(Ⅱ)EDTA-NO还原过程氮元素基本守恒。Fe(Ⅲ)EDTA和Fe(Ⅱ)EDTA-NO单独还原过程均符合米门方程，当11mmol时Fe(Ⅲ)EDTA有最大Vmax，为1.87mmol·L-1·h-1;当16mmol时Fe(Ⅱ)EDTA-NO有最大Vmax，为2.11mmol·L-1·h-1，同种底物的Km变化较小。双底物还原体系，用米门方程和底物抑制模型分段描述，Vmax随着总铁浓度增大而增大。 2.单底物反应器运行性能研究表明，反应器运行期间，还原率达90％以上。当Fe(Ⅱ)EDTA-NO浓度为5.7mmol·L-1时，还原负荷最高为6.6mmol·L-1·h-1。双底物反应器当总铁浓度为8mmol·L-1时，还原负荷最高为3.4mmol·L-1·h-1。高浓度的总铁抑制Fe(Ⅲ)EDTA还原，不影响Fe(Ⅱ)EDTA-NO还原,还原率达75％以上。两套反应器SO42-的生成量和铁的还原量都呈线性相关，进出口pH稳定在6～8之间。 3.通过qPCR和16S rRNA的高通量测序技术分别对两套反应体系微生物种群结构分析。两套反应器中，古菌和细菌都随运行时间增加而增加，细菌含量远大于古菌，Proteobacteria和Betaproteobacteria都为门和纲水平上优势菌群。属水平，单底物反应器优势菌群Thiobacillus、Rhizobium和Dechloromonas，双底物反应器优势菌群为Thiobacillus、Ferritrophicum、Sulfuricmonas和Rhizobium。其中，Rhizobium和Thiobacillus含量较为丰富，对底物还原有重要作用。Thiobacillus是典型的硝化细菌，随铁浓度增高而减少，可能高浓度铁对Thiobacillus存在毒害作用。
大气污染;氮氧化物;耦合脱除;亚铁络合吸收;硫自养;生物还原;填充床反应器
北京化工大学
硕士
环境工程
刘晓林;李美艳
2018
中文
X511;X505
97
2018-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）