---

　　來(lái)精密篩分機(jī)源：徐姣1，肖文珍2，李緒1，時(shí)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(yáng)精蠟廠碎石機(jī)，南陽(yáng)473132；3．天津大學(xué)北洋化工設(shè)備有限公司，天津300072)
　　摘振動(dòng)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(dòng)態(tài)培養(yǎng)馴化掛膜后，可見(jiàn)到桿狀的反硝化脫氮菌．當(dāng)停留時(shí)間為80 s，循環(huán)液流量為40—60L／h，進(jìn)氣濃度為300～500mg／m3時(shí)，NO去除率最高可達(dá)到98．4％．同時(shí)，在液相中只能檢測(cè)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(dòng)器分類號(hào)：X172 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(dòng)篩排放El益增加．氮氧化物不僅污染空氣，形成“酸雨”，對(duì)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(guó)內(nèi)外多采用物理化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行治理，但都不同程度地存在成本高、有二次污染問(wèn)題，尤其對(duì)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(jiǎn)單成本低，且處理效率較高，成為目前國(guó)內(nèi)外氮氧化物處理的一大趨勢(shì)．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(guò)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(wèn)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(duì)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(guò)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(dòng)篩NO氣體難溶于水，靠溶于水形成濃度梯度產(chǎn)生的推動(dòng)力很小，去除效果差．理論上推測(cè)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(yíng)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(wú)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(dòng)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)液噴淋量為40-60 L，11．營(yíng)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(yíng)養(yǎng)液．
　　2．3分析方法
　　NO采用鹽酸萘乙二胺分光光度法測(cè)量，循環(huán)液中的No；采用紫外分光光度法測(cè)量，No；采用鹽酸萘L--胺分光光度法測(cè)量．
　　2．4動(dòng)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(dòng)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(jiàn)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(kāi)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(guò)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(dòng)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(dòng)幅度較大，對(duì)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(duì)去除效率的影響
　　NO是完整反硝化過(guò)程中的一個(gè)中間產(chǎn)物，但它對(duì)微生物依然具有毒性，抑制生物的反應(yīng)活性．同時(shí)，NO又是反硝化菌生長(zhǎng)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(gè)重要因素．從圖6看出，在進(jìn)氣濃度較低(100—250 mg／m3)時(shí)，去除效率相對(duì)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(shí)，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(guò)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(lái)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(shí)，生物去除率較為理想．這也說(shuō)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(duì)NO去除效率的影響
　　循環(huán)液里含有微生物正常生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，充足的營(yíng)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(guò)大，在生物膜外形成一層較厚的液膜，對(duì)于水溶性較差的NO氣體來(lái)說(shuō)，不僅阻礙了生物膜對(duì)NO氣體的吸附，而且也會(huì)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(duì)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(shí)，去除效果較好，去除率達(dá)到90％以上．當(dāng)液量超過(guò)60m時(shí)，液膜過(guò)厚，不利于氣體處理過(guò)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(shí)間對(duì)NO去除效率的影響
　　不同的停留時(shí)間決定了系統(tǒng)具有不同的負(fù)荷，停留時(shí)間越短，系統(tǒng)處理負(fù)荷越高，氣體與微生物接觸的時(shí)間越短，不利于生物反應(yīng)過(guò)程的傳遞作用，因而處理效率相對(duì)較低．由圖8可以看出，當(dāng)氣體停留時(shí)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(shí)間的增長(zhǎng)，去除率變化不大．這可能是因圖8停留時(shí)間對(duì)NO去除效率的影響為較長(zhǎng)的氣體停留時(shí)間，使得處理廢氣、營(yíng)養(yǎng)液及生物膜氣、液、固三相之間有了充分的時(shí)間進(jìn)行吸附接觸及營(yíng)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(shí)間的繼續(xù)增長(zhǎng)，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(duì)NO氣體脫除效率及影響因素進(jìn)行考察，還對(duì)循環(huán)液體中的氮含量進(jìn)行了檢測(cè)，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(shì)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(guò)程為
本實(shí)驗(yàn)中液相的硝酸鹽、亞硝酸鹽含量很低，無(wú)需處理．這是采用厭氧反硝化菌相比好氧硝化菌來(lái)處理NO廢氣的優(yōu)勢(shì)之一．另外，采用厭氧反硝化菌不僅可以節(jié)省鼓風(fēng)的動(dòng)力消耗，而且因微生物代謝周期長(zhǎng)而產(chǎn)泥較少，這些都是采用好氧硝化作用來(lái)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷消耗，定期檢測(cè)后應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充基礎(chǔ)需要物質(zhì)．同時(shí)長(zhǎng)時(shí)期的運(yùn)行后可能會(huì)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?tīng)I(yíng)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(duì)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(lái)進(jìn)行反硝化作用．此外，過(guò)剩的No2-和No3-又會(huì)對(duì)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(jiàn)，當(dāng)NO2含量不高時(shí)，對(duì)NO的去除并無(wú)明顯影響．由此可以看出，自養(yǎng)及異養(yǎng)反硝化菌的同時(shí)作用，對(duì)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(shí)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(duì)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(zhǎng)時(shí)間的微量氧存在，可能會(huì)在塔底進(jìn)氣端形成一個(gè)好氧及兼性厭氧菌落，對(duì)于維持整個(gè)塔內(nèi)的厭氧狀態(tài)有很大作用．
　　4結(jié)語(yǔ)
　　研究表明，采用垃圾滲濾液在生物滴濾塔中進(jìn)行動(dòng)態(tài)培養(yǎng)和掛膜后，通過(guò)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(wú)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(wú)二次污染問(wèn)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(shì)，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．
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]劉美英，何天榮．氮氧化物對(duì)大氣環(huán)境的污染與控制[J]．鍋爐壓力容器安全技術(shù)，2004(3)：4，7Liu Meiying，He Tianrong．The pollution of nitrogen OX—ides Oil atmosphere environment and control techniques[J]．Safety Techniques of Boiler Pressure Container’2004(3)：4，7(inChinese)．
　　[2]吳忠標(biāo)．大氣污染控制技術(shù)[M]。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：244．319．
　　Wu Zhongbiao．Technique5 of Controlling AtmospherePollution[M]．Beijing：Chemical Industry Press，2002：244—3 19(in Chinese)．
　　[3]周軍英，汪云崗，錢誼．氮氧化物的污染控制對(duì)策[J]．環(huán)境檢測(cè)管理與技術(shù)，2000，12(2)：8-11，19．Zhou Junying，Wang Yungang，Qian Yi．Controllingmeasurements of nitrogen oxides pollution[J]．EnvVronmental De胞ction Management and Techniques，2000，12(2)：8-1 1，19(in Chinese)．
　　[4] 孫德榮，吳星五．我國(guó)氮氧化物煙氣治理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]．云南環(huán)境科學(xué)，2003，22(3)：47．50．Sun Derong，Wu Xingwu．Present situation and develop—ing trends of treatment technology of nitrogen oxides inChina[J]．Yunnan Environmental Science，2003。22(3)：47—50(in Chinese)．
　　[5]何志橋，王家德，陳建孟．生物法N仉廢氣的研究進(jìn)展[J]．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2002，3(9)：59．62．He Zhiqiao，Wang Jiade，Chen Jianmeng．Research Fro—gress of biological methods controlling and eliminatingnitrogen oxides air poHufion[J]．Techniq妣s and Equip—ment fo，．Environmental Pollution Control,2002，3(9)：59-62(in Chinese)．
　　[6]Min Kyung-Nan，Ergas S J，Harrison J M．Hollowfibermembrane bioreactor for nitric oxide removal[J]．Environmental Engineering Science，2002，19(6)：575．583．
　　[7]陳建孟，Lance Hershman，陳浚，等．自養(yǎng)型生物過(guò)濾器硝化氧化一氧化氮[J]．環(huán)境科學(xué)，2003，24(2)：1．6．Chen Jianmeng，Lance Hershman，Chen Jun，et a1．Auto—trophic biofilters for oxidation of nitric oxide[J]，Dl訂一ronmentalScience，2003，24(2)：1—6(in Chinese)．
　　[8]Davidova Y B。Schroeder E D，Chang D P Y-Biofiltrationof nitric oxide[C J／／Proceedings D，舭90th AnnualMeeting and Exhibition of Air and WMA．Canada，1997：8一13．
　　[9]Chou Ming-Shean，Lin Jean—Hong．Biotrickling filtrationof nitric oxide[J]．Journal of舭Air and Waste Man．a(chǎn)gement Association，2000，50(4)：502—508．
　　[lO]Flanagan WP，Apel WA，Barnes J M，et a1．Developmentof gas phase bioreactors for the removal of nitrogenoxides from synthetic flue gas slreams[J]．Fuel，2002，8l(15)：1953．1961．
　　[11]蔣文舉，畢列鋒，李旭東．生物法廢氣脫硝研究[J]．環(huán)境科學(xué)，1999，20(3)：34-37．Jiang Wenju，Bi Liefeng，Li Xudong．Study Oil removal ofNOx from waste gas by biological method[J]．Envi·ronmental Science，1999，20(3)：34—37(in Chinese)．
　　[12]樊凌雯，馮安吉．應(yīng)用生物技術(shù)凈化硝酸尾氣小試[J]．應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，1999，5(增)：61—63．Fan Lingwen，F(xiàn)eng Anji．
　　[13]張華．礦化垃圾生物反應(yīng)床處理Nq廢氣的工藝與機(jī)理研究[D]．上海：同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，2002．Zhang Hum Experimental
　　[14]郭斌，馬一太，任愛(ài)玲，等．生物法凈化含卜n鞏尾氣的研究[J]．環(huán)境工程，2003，21(2)：37．39．Guo Bin，Ma Yitai，Ren Ailing，et a1．StudyShielding=left>
　　[15]孫佩石，楊顯萬(wàn)，黃若華．生物法凈化低濃度有機(jī)廢氣技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用研究[M]．云南：云南科學(xué)技術(shù)出版杜，2004．Sun Peishi，Yang Xianwan，Huang Ruohua．M]．Yuanan：Yunnan Science and Technology Publish—ing House．2004(in Chinese)．
　　[16]王德民，趙一先，李定邦．生物滴濾池法處理廢氣動(dòng)力學(xué)模式研究[J]．上海環(huán)境科學(xué)，1999，18(7)：309．311．Wang Detain，Zhao Yixian，Li Dingbang．
　　[17]中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部．空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法[M]．4版．北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2003．Ministry of Environmecntal Protection of the People’8Republic of China．Air and Waste Gases DetectionAnalysPs Method[M]．4th ed．Beijing：China Environ—mental Science Press，2003(in Chinese)．
　　[18]Lee K H'Sublette K L．Simultaneous combmed microbialremoval of sulfur dioxide and nitric oxide from a gasstream[J]．Applied Biochemistry and Biotechnology，199 I．28／29：623—634．