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　　來精密篩分機(jī)源：徐姣1，肖文珍2，李緒1，時彥衛(wèi)1，張衛(wèi)江1，王田明3 (1．天津大學(xué)化學(xué)工程技術(shù)研究所，天津300072；2．河南油田南陽精蠟廠碎石機(jī)，南陽473132；3．天津大學(xué)北洋化工設(shè)備有限公司，天津300072)
　　摘振動給料盤要：在生物滴濾塔中進(jìn)行填料掛膜。利用反硝化茵處理模ZS系列振蕩篩擬的NO工業(yè)廢氣．實(shí)驗(yàn)表明，動態(tài)培養(yǎng)馴化掛膜后，可見到桿狀的反硝化脫氮菌．當(dāng)停留時間為80 s，循環(huán)液流量為40—60L／h，進(jìn)氣濃度為300～500mg／m3時，NO去除率最高可達(dá)到98．4％．同時，在液相中只能檢測到微量的NO；．反硝化法是處理含NO廢氣的可行途徑．
　　關(guān)鍵不銹鋼螺旋輸送機(jī)詞：反硝化菌；生輸送機(jī)鏈物滴濾塔；NO廢氣；生物膜
　　中圖振動器分類號：X172 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：0493．21砂石分離機(jī)37(2008)08．1010．05
　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，氮氧化物的小型振動篩排放El益增加．氮氧化物不僅污染空氣，形成“酸雨”，對人體的危害也十分嚴(yán)重【1之】．而氮氧化物中，NO因水溶性差不易吸收，處理難度更大．目前，國內(nèi)外多采用物理化學(xué)方法對其進(jìn)行治理，但都不同程度地存在成本高、有二次污染問題，尤其對低濃度的NO氣體更難
　　于處理．采用生物法處理工業(yè)廢氣中低濃度的NO氣體，不僅工藝簡單成本低，且處理效率較高，成為目前國內(nèi)外氮氧化物處理的一大趨勢．在生物法處理NO的研究中，有不少是采用好氧硝化菌，處理效果好，但因其是將氣相NO通過生物硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO；存留在液相中，仍存在一定的污染問題．采用厭氧反硝化菌處理NO氣體，將NO還原為N2排放，治污更徹底‘n141．在此，筆者研究了生物滴濾塔中，用反硝化菌布膜，對低濃度制砂破碎機(jī)NO氣體進(jìn)行吸收處理的實(shí)驗(yàn)過程，為生物法處理氮氧化物探索了更適合的途徑．
　　1 反硝化砂石料篩分設(shè)備菌處理NO氣體的原理
　　ZSG系列高效重型振動篩NO氣體難溶于水，靠溶于水形成濃度梯度產(chǎn)生的推動力很小，去除效果差．理論上推測NO氣體在填料塔中先被微生物膜吸附，進(jìn)而在微生物內(nèi)作為能源或營養(yǎng)物質(zhì)被利用，發(fā)生生物反硝化作用，最終被還原成無害的N2排出．
　　2 裝置和喂料機(jī)實(shí)驗(yàn)方法
　　2．1拍擊篩 實(shí)驗(yàn)裝置
　　采用生物滴濾塔作為主要實(shí)驗(yàn)裝置，該塔內(nèi)徑80 mm，填料高度50 mm，有機(jī)玻璃材質(zhì)，內(nèi)裝10 mmxl0 mmxl．5 nun的陶瓷拉西環(huán)．實(shí)驗(yàn)設(shè)備yzo振動電機(jī)流程如圖l所示．NO廢氣采用銅絲與稀硝酸反應(yīng)生成，并混以工業(yè)氮?dú)饽M而成．模擬廢氣從生物膜填料塔底部吹入，與塔頂噴淋而下的微生物營養(yǎng)液逆流接觸．
　　2．2實(shí)驗(yàn)操作條件
　　進(jìn)口氣體組成包括50—500 mg／m3 NO，其余為平衡N2．氣體流量為0．3—0．5 m3／h，營養(yǎng)液噴淋量為40-60 L，11．營養(yǎng)液成分主要包括K2HP04、葡萄糖、MgSO。及少量微量元素，由塔頂不斷循環(huán)連續(xù)噴淋于布滿生物膜的填料上，并定期更換補(bǔ)充新鮮營養(yǎng)液．
　　2．3分析方法
　　NO采用鹽酸萘乙二胺分光光度法測量，循環(huán)液中的No；采用紫外分光光度法測量，No；采用鹽酸萘L--胺分光光度法測量．
　　2．4動態(tài)培養(yǎng)和掛膜
　　采用垃圾滲濾液在填料塔內(nèi)進(jìn)行動態(tài)培養(yǎng)、掛膜和馴化，保持塔內(nèi)厭氧狀態(tài)，溫度30 cC左右，pH值在7-8．5之間．1周后，填料表面布上了一層薄薄的黃褐色膜，取下在顯微鏡下觀察，如圖2所示．在高倍下觀察膜中的細(xì)菌(見圖3)，多為短桿狀，還有少量的球狀脫氮菌．當(dāng)入口NO氣體去除率達(dá)到80％以上，并穩(wěn)定l周左右，即認(rèn)為是掛膜成功，開始實(shí)驗(yàn)研究．
　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論及分析
　　3．1 生物反硝化脫除NO氣體的去除率
　　實(shí)驗(yàn)考察了NO進(jìn)氣濃度在50～500 mg/m3之間的去除效果．由圖4可以看出，不同濃度的NO氣體通過反硝化生物膜后，得到了有效的去除．由于NO進(jìn)氣濃度不穩(wěn)定，導(dǎo)致出氣濃度變化較大．從圖5可以看出，去除率波動較大，主要因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中NO廢氣是采用人工造氣，混合工業(yè)氮?dú)饽M而成的，進(jìn)氣濃度波動幅度較大，對生物膜有一定沖擊作用，使微生物適應(yīng)有困難，從而影響了去除效率．但仍可看出去除效果明顯，去除率最低為68％，最高可達(dá)98．4％，平均去除率為87．5％．
　　3．2 No進(jìn)氣濃度對去除效率的影響
　　NO是完整反硝化過程中的一個中間產(chǎn)物，但它對微生物依然具有毒性，抑制生物的反應(yīng)活性．同時，NO又是反硝化菌生長代謝的氮源和電子受體．因此適合的進(jìn)氣濃度也是確保去除率的一個重要因素．從圖6看出，在進(jìn)氣濃度較低(100—250 mg／m3)時，去除效率相對較低，平均在76％左右，隨著NO進(jìn)氣濃度逐漸增大，去除效果明顯提高，在進(jìn)氣濃度為250—450 mg／m3時，平均去除率達(dá)到93．6％．另外，從圖6還可看出，當(dāng)進(jìn)氣濃度超過450mg／m3，去除率有所下降，這是由于NO氣體濃度超出了塔內(nèi)微生物的最大處理能力，從而降低了處理效率．綜合來看，當(dāng)NO進(jìn)氣濃度滿足微生物的氮源需求，卻又低于抑制濃度時，生物去除率較為理想．這也說明生物反硝化法只適合脫除較低濃度的NO氣體．
　　3．3循環(huán)液量對NO去除效率的影響
　　循環(huán)液里含有微生物正常生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，充足的營養(yǎng)是保證生物反應(yīng)順利進(jìn)行的前提，但循環(huán)液量過大，在生物膜外形成一層較厚的液膜，對于水溶性較差的NO氣體來說，不僅阻礙了生物膜對NO氣體的吸附，而且也會阻礙生物代謝產(chǎn)物的內(nèi)外傳遞，從而影響去除效率．本實(shí)驗(yàn)考察了循環(huán)液量為10—90m對去除率的影響．從圖7可以看出，當(dāng)循環(huán)液量為40一60 L脅時，去除效果較好，去除率達(dá)到90％以上．當(dāng)液量超過60m時，液膜過厚，不利于氣體處理過程的吸附和傳質(zhì)，此外由于水力沖刷導(dǎo)致生物膜的破壞和脫落，使生物量減少，導(dǎo)致NO去除率大幅下降．
　　3．4停留時間對NO去除效率的影響
　　不同的停留時間決定了系統(tǒng)具有不同的負(fù)荷，停留時間越短，系統(tǒng)處理負(fù)荷越高，氣體與微生物接觸的時間越短，不利于生物反應(yīng)過程的傳遞作用，因而處理效率相對較低．由圖8可以看出，當(dāng)氣體停留時間達(dá)到80 S，NO的脫除效率可高達(dá)95％以上。之后隨著停留時間的增長，去除率變化不大．這可能是因圖8停留時間對NO去除效率的影響為較長的氣體停留時間，使得處理廢氣、營養(yǎng)液及生物膜氣、液、固三相之間有了充分的時間進(jìn)行吸附接觸及營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的傳遞，生物反應(yīng)較為徹底，因而處理效率較高．但隨著停留時間的繼續(xù)增長，生物反應(yīng)已經(jīng)飽和，并不能引起處理效率的繼續(xù)升高．
　　3．5生物反應(yīng)的判斷分析
　　實(shí)驗(yàn)除了對NO氣體脫除效率及影響因素進(jìn)行考察，還對循環(huán)液體中的氮含量進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)液相中存在的NO；與NO：小于O．5mg／L，存在量很?。C合推斷，生物滴濾塔在厭氧條件下，反硝化菌為優(yōu)勢存在菌，塔內(nèi)發(fā)生了反硝化反應(yīng)，將NO氣體轉(zhuǎn)化為N2排出．生物反應(yīng)過程為
本實(shí)驗(yàn)中液相的硝酸鹽、亞硝酸鹽含量很低，無需處理．這是采用厭氧反硝化菌相比好氧硝化菌來處理NO廢氣的優(yōu)勢之一．另外，采用厭氧反硝化菌不僅可以節(jié)省鼓風(fēng)的動力消耗，而且因微生物代謝周期長而產(chǎn)泥較少，這些都是采用好氧硝化作用來處理NO廢氣所欠缺的．隨著生物反應(yīng)的進(jìn)行，循環(huán)液中微生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)不斷消耗，定期檢測后應(yīng)及時補(bǔ)充基礎(chǔ)需要物質(zhì)．同時長時期的運(yùn)行后可能會處理No；和No：積累，影響NO氣體的處理效果，需要定期排放更新營養(yǎng)液．
　　3．6實(shí)際工業(yè)廢氣中N02及02的存在影響
　　實(shí)際工業(yè)廢氣排放的Nq中，常常含有部分N02，N02易溶于水，轉(zhuǎn)化為液相的No2-和No3-，對NO的反硝化反應(yīng)產(chǎn)生一定的抑制影響．No2-和No3-作為氮源，可被塔內(nèi)某些異養(yǎng)菌用來進(jìn)行反硝化作用．此外，過剩的No2-和No3-又會對自養(yǎng)反硝化菌如Thiobacillus denitrificans利用NO進(jìn)行反硝化產(chǎn)生抑制影響，因?yàn)樵贜o2-和No3- (與NO共存的條件下，自養(yǎng)反硝化菌優(yōu)先利用No2-和No3-作為最終電子受體進(jìn)行生物反硝化．可見，當(dāng)NO2含量不高時，對NO的去除并無明顯影響．由此可以看出，自養(yǎng)及異養(yǎng)反硝化菌的同時作用，對于脫除N晚工業(yè)廢氣是非常重要的．
　　實(shí)際的工業(yè)廢氣中還存在一定量的02，若氧氣含量較高時需進(jìn)行脫氧預(yù)處理．若氧氣含量較低，可不作處理直接進(jìn)塔，塔中存在的異養(yǎng)菌可利用氧氣進(jìn)行有機(jī)碳的氧化，對于降低出水中的化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand，COD)起到重要作用．另外，長時間的微量氧存在，可能會在塔底進(jìn)氣端形成一個好氧及兼性厭氧菌落，對于維持整個塔內(nèi)的厭氧狀態(tài)有很大作用．
　　4結(jié)語
　　研究表明，采用垃圾滲濾液在生物滴濾塔中進(jìn)行動態(tài)培養(yǎng)和掛膜后，通過微生物的反硝化作用可以達(dá)到凈化NO廢氣的目的，NO的去除率最高可達(dá)98．4％．反硝化法處理NO廢氣可將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾葻o害成分，具有操作筒單、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，且液相中No2-和No3-含量低，無二次污染問題，是消除NO廢氣污染的較好方法．根據(jù)反硝化法處理低濃度NO廢氣的優(yōu)勢，可將其與物理化學(xué)處理方法相結(jié)合，做進(jìn)一步的深入研究與應(yīng)用探索．
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