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1、第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集生物转鼓反硝化净化一氧化氦废气的实验研究张海杰，陈建孟，吴成强 浙江工业大学生物与环境工程学院，杭州3 1 0 0 3 2 l 、课题背景生物滤床和生物滴滤床已经用于废气治理，并且拓展用于N O x 的净化。国内外学 者采用了生物滤床对N O x 的硝化和反硝化过程进行了实验研究。大量研究表明，生物 滤床( B F ) 和生物滴滤床( B 邗) 存在气水分布不均问题、填料堵塞、操作管理复杂等 问题。R u p e r t 提出周期性翻滚生物填料层的措施，以改善污染物分布的不均匀性；M o e 和I r v i n e 采取不断移去填料上的过多生物量来解决
2、床层堵塞问题。美国辛辛那堤大学 K i m 等提出了一种处理有机废气的生物转鼓( R D B ，R o t a t i n gD r u mB i o f i l t e r ) 反应器， 较好地解决了分布不均和填料堵塞问题，R D B 在净化处理V O C s 和臭气方面效果显著， 但未见其用于净化N O 废气的报道。 2 、研究方法 本文采用自行设计的R D B ( 实验装置见图1 ) 净化N O 废气，研究了R D B 反硝化 净化N O 的效率和去除负荷。 N O 废气从R D B 顶部进入外壳和转鼓之间的空腔中，经由生物转鼓填料上生物膜的 反硝化净化后，从转鼓中间的空心轴排出，生物转
3、鼓底部为盛装有营养液，随着生物转 鼓的转动，转鼓上生物膜间歇地和营养液接触，摄取营养组分和排出代谢产物。实验期间，反应器温度为2 5 3 5 、p H6 5 7 5 。旦1 2蔓1 N 2 钢瓶气2 0 2 钢瓶气3 。N O 钢瓶气4 质量流量计 5 混合气罐6 N O N O x 测定仪7 R D B ( 生物转鼓) 8 配套电机9 尾气吸收装置1 0 循环营养液1 1 提 升磁力泵1 2 转子流量计图1 实验装置流程 3 、结果与讨论 3 1 转速对N O 净化效率的影响 转速对N O 净化效率的影响见图2 。生物转鼓不含氧，空床停留时间( E B R T ) 为 4 3 s 的情况下，
4、当N O 进气浓度为3 4 4 m g m 3 、转速0 5 r m i n 时，净化效率出现了一个最 大值，达到了9 5 2 ，而后下降；当N O 进气浓度为7 0 2 m g m 3 时，也出现了相同的结果。 随着转鼓转速的增加，N O 的净化效率受到气体污染物均化分布和液膜增厚作用的 共同制约。这说明，转鼓转速较低( 0 5 r m i n ) 时，液膜的增厚占主要地位，第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集 对N O 净化效率产生负面影响。3 2E B R T 对N O 净化效率和去除负荷的影响为了维持生物转鼓恒定的进气负荷，N O 进气总量控制为O 8 5 9 h 。生物转鼓不含氧
5、 时，随着E B R T 从1 3 0 s 逐渐下降至2 6 s ，进气浓度从1 5 0 8 m g m 3 下降到2 9 1 m g m 3 ，而 出气浓度则从4 2 m g m 3 上升至5 2 9 m g m 3 ，N O 的净化效率呈较明显的下降趋势，从 9 9 7 下降至8 1 5 。结果表明，N O 进气负荷一定时，进气N O 浓度越低，生物转鼓处9 5霪9 3囊9 lo惫8 90Z 8 78 5OO 5l1 522 53转速( r m i n )l3579l l1 31 51 7实验天粼由装 蒜 较S 史 oZ图2 转鼓转速对净化效率的影响图3不同氧气含量下N O x 的净化效率
6、( 浓度单位：m g m 3 )( 停留时间为4 3 s ，转速为l r m i n )理N O 的负荷和净化效率越低。 在N O 进气总量不变的情况下，E B R T 的缩短意味着N O 分子通过填料通道的速度 加快，即N O 分子与液相、生物膜接触和碰撞的机会大大减少，同时，由于进气N O 浓 度的降低，液膜浓度差减小、传质推动力降低，微生物所能利用并降解的机率也随之减 小，宏观上表现为出气N 0 浓度的上升和净化效率的下降。 3 3 氧气对N O 净化效率的影响 氧气对N O 净化效率的影响见图3 。通入氧气后，部分N O 被氧化为N 0 2 ，因此在 氧气影响实验中以N O x 浓度代
7、替N O 浓度。当氧气含量为3 2 时，N O x 的平均净化效 率为9 2 0 ，这个数值与在相同操作条件下无氧状态( 其平均净化效率为9 3 。9 ) 时的 结果相差不大，略为偏低。当氧气含量上升至5 2 后，N 0 x 的平均净化效率上升为9 5 5 ，而氧气的含量达到8 1 时，N O x 的平均净化效率则下降到了8 1 0 。 氧气的影响主要表现为两个方面：从反硝化理论来讲，氧气的存在会抑制N O 反硝 化的过程；而从化学反应机理和气液传质理论来讲则可以在一定程度上提高N O 的净化 效率。实验过程中不同氧气含量引起不同的N O 净化效率正是氧气对反硝化过程的抑制作用和化学氧化的促进作用共同影响的结果。 与已有文献研究结果比较，当进气N O 浓度和E B R T 相当时，生物转鼓的去除负荷 和净化效率都较高，充分说明了生物转鼓的显著优势。实验的结果表明，生物转鼓处理 含N O x 废气的技术是可行的，在烟气脱硝领域具有广阔的工业应用前景和价值。
