生物法脱除废气中NOx和废水中SO42-的研究

摘要

为了能有效的从锅炉尾气（含有O2）中脱除NOx和从吸收SO2后的废水中脱除SO42-，本文研究了NOx在生物滴滤塔中的好氧生物脱除及废水中SO42-在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器中的脱除。在生物滴滤塔及UASB反应器中，分别以垃圾渗滤液作为接种物，利用高选择性的培养模式分别富集筛选出脱氮细菌（硝化及反硝化细菌）及硫酸盐还原菌。本文研究了O2浓度、气体的空床停留时间（EBRT）、液体流速（VL）、NO初始浓度、基质（S2-，甲醛和乙酸钠）及代谢产物（NO3-和SO42-）对NO脱除率（RE）的影响，及NO、S2-和甲醛在脱除实验中的相互作用。在UASB反应器中，研究水力停留时间（HRT）、SO42-浓度、S2-浓度、碳源（乳酸、乙酸、柠檬酸和乙醇）、COD/SO42-值及光照对SO42-脱除的影响，并比较无填料和加入少量填料时，UASB反应器系统启动的快慢及对SO42-的脱除性能。研究结果表明，当EBRT时间为54 s，VL为23.87m3.(m2.h)-1，O2浓度20％，S2-1000 mg/L，甲醛500 mg/L，NO浓度维持在1200 ppm时，NO的脱除效率（RE）约为100%，且随O2浓度的增加而增大。高浓度NO3-(>633.68 mg NO3--N/L)抑制NO的脱除，而SO42-对NO的脱除基本无影响。S2-促进甲醛的脱除，而NO抑制甲醛脱除。NO和甲醛对S2-的脱除基本无影响。产生的NO3-的浓度随着 S2-/甲醛比例的增加而降低。此研究表明在生物滴滤塔中同时脱除NO、S2-和甲醛是可行的。
　　在UASB反应器中：(1)乳酸钠作为碳源时，①COD/SO42-为3（SO42-浓度为2500 mg/L）时，随着HRT从1 h增加到32 h，SO42-的RE从52.08%增加到77.78%。②HRT为12 h，COD/SO42-在0.76-9.46时，SO42-的RE随着比值的增加而增加（从11.17%增加到85.25%）。而当比值增加到22.8时，SO42-的RE降到70.25%。③相同条件下，光照时产生的气体较无光时多（V光照＞4V无光），且气体H2S的含量较无光时稍微高。④当HRT为2 h，COD/SO42-为3时，SO42-浓度从1013.08 mg/L增加至7612.23 mg/L时，SO42-的RE从82.77%下降到25.21%。⑤COD/SO42-为3时，加填料（分子筛、活性炭）比无填料的UASB的SO42-脱除率更高，且HRT更短。(2)乙酸作为碳源。①HRT从2 h增加到12 h时，脱除率增加较小。②HRT为12 h时，COD/SO42-从0.19增到3.8时, SO42-（2500 mg/L）的RE从69.93%增加到77.1%，而比值增加到22.8时，RE降到54.79%。③COD/SO42-为3.8，HRT为12h时，无填料的比加填料的UASB反应器的SO42-脱除率更高。(3)乳酸和乙酸比柠檬酸和乙醇作为碳源更好，且不同碳源有不同的最COD/SO42-。UASB反应器能有效的脱除SO42-。

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第一章 文献综述

1.1 NOx的来源及危害

1.2 NOx的脱除技术

1.3 SO42-的危害

1.4 SO42-的生物控制技术

1.5 课题研究的主要内容

第二章 生物滤池、生物滴滤塔中NOx的脱除

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 创新点

第三章 改进的生物滴滤塔脱除NOx

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

3.5 创新点

第四章 UASB反应器中硫酸根的脱除

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

4.5 创新点

第五章 结论与展望

5.1 论文主要结论

5.2 研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢