一种氮氧化物废气的AO复合催化膜生物反应器处理方法技术

本发明专利技术涉及氮氧化物废气的AO复合催化膜生物反应器处理方法，AO复合催化膜生物反应器的烟气脱硝是利用缺氧反硝化膜生物反应器、好氧湿式催化与硝化膜生物反应器耦合处理氮氧化物废气。氮氧化物废气进入好氧膜生物反应器，发生湿式催化、硝化脱硝作用，然后进入缺氧膜生物反应器，发生反硝化脱硝作用，将氮氧化物废气转化为氮气。好氧膜生物反应器、缺氧膜生物反应器的循环液相互循环、循环液一部分自身循环、一部分进入到另一个循环池循环使用。AO复合催化膜生物反应器技术能高效去除氮氧化物废气，烟气脱硝效率可达90％以上，停留时间短(5‑8s)，生物净化装置较小，可解决氮氧化物的气液传质速率慢、生物净化装置大、投资费用较高等缺陷，具有很好的实用价值和满足更加严格的要求；该法适应于中小型锅炉燃煤锅炉烟气、工业炉窑烟气、阳极氧化生成线氮氧化物废气的净化处理。

An AO Composite Catalytic Membrane Bioreactor for Treatment of Nitrogen Oxide Waste Gas

The present invention relates to the treatment method of AO composite catalytic membrane bioreactor for nitrogen oxide waste gas. The flue gas denitrification of AO composite catalytic membrane bioreactor is to treat nitrogen oxide waste gas by coupling anoxic denitrification membrane bioreactor, aerobic wet catalysis and nitrification membrane bioreactor. Nitrogen oxide exhaust gas enters the aerobic membrane bioreactor (AMBR) and undergoes wet catalysis and nitrification denitrification. Then it enters the anoxic membrane bioreactor (AMBR) to denitrify and denitrify, which converts the nitrogen oxide exhaust gas into nitrogen gas. Aerobic membrane bioreactor, hypoxic membrane bioreactor recirculation of circulating liquid phase, part of the circulating liquid self-circulation, part of the circulating liquid into another circulating pool for recycling. AO composite catalytic membrane bioreactor (CAMBR) technology can remove nitrogen oxides efficiently. The efficiency of flue gas denitrification can reach more than 90%, the residence time is short (5 8s), and the biological purification device is small. It can solve the shortcomings of slow gas-liquid mass transfer rate of nitrogen oxides, large biological purification device and high investment cost. It has good practical value and meets more stringent requirements. Purification treatment of flue gas from coal-fired boilers, industrial furnaces and anodic oxidation line nitrogen oxides.

【技术实现步骤摘要】
一种氮氧化物废气的AO复合催化膜生物反应器处理方法
本专利技术涉及一种氮氧化物废气的AO催化膜生物反应器处理方法，属于环保
技术背景氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾污染、臭氧层破坏和城市灰霾天气等一系列环境问题的重要根源，其转化产物硝酸盐更是参与PM2.5的二次粒子的形成。燃煤电厂、垃圾焚烧、化工、冶金、燃料的燃烧、交通运输、阳极氧化等人类活动过程中排放出大量氮氧化物，氮氧化物排放已经引起了世界各国的广泛关注和高度重视。我国东部地区二氧化氮浓度增加量明显高于世界其他地区，已经成为全球对流层二氧化氮污染最严重的地区之一，北京、广州、上海等特大城市已经监测到了光化学污染的发生。国家《“十二五”环保规划》和《重点区域大气污染防治“十二五”规划》提出氮氧化物排放总量削减10％以上的约束性指标，因此，如何经济有效地控制氮氧化物的排放是我国节能减排急需解决的关键环境问题。氮氧化物废气处理技术主要有选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、吸收法、吸附法、等离子体法、生物法。现有的烟气脱硝SCR法所使用的催化剂价格昂贵、SCR和SNCR法运行费用高；而生物法具有运行费用低、无二次污染及易于管理等优点，已经成为世界工业废气净化前沿研究热点。生物法烟气脱硝可分为硝化烟气脱硝作用、反硝化烟气脱硝作用。采用煤渣、土壤、矿化垃圾和多孔碳等不同填料的生化反应器硝化处理NO。利用脱氮菌在厌氧或缺氧的条件下，将NOx还原为无害的N2，用反硝化菌去除烟气中NO，氧气浓度是反硝化的关键因素，硝酸盐过多时会导致中间产物N2O的积累，影响NO的去除率，在50±1℃高温生物滴滤塔好氧反硝化处理氮氧化物。烟气氮氧化物排放控制关键应控制一氧化氮，其生物脱硝的关键步骤是NO传质与实现同时硝化反硝化，将一氧化氮转化为单质元素态的氮；NO去除过程属传质控制，限制了生物降解速率，导致脱硝量小、装置大，难以产业化应用。为强化气液NO传质，采用化学络合吸收耦合生物还原法去除氮氧化物，但络合物再生困难，金属络合剂Fe(II)EDTA消耗量过大、易被烟气中的氧气氧化造成失效。为提高一氧化氮气体传质速率，国外采用中空纤维膜生物反应器处理一氧化氮，NO去除效率可达70％。光催化烟气脱硝，负载二氧化钛的生物填料降解水中三氯苯酚，金属掺杂二氧化钛光催化还原硝酸氮。开发AO复合催化膜生物反应器处理氮氧化物废气具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术目的是提供氮氧化物废气的AO复合催化膜生物反应器处理技术，AO复合催化膜生物反应器能高效去除氮氧化物(NO、NO2)废气，脱硝效率可达90％以上，停留时间短至5-8s，可解决氮氧化物的气液传质、生物净化装置大、投资费用较高等缺陷，具有很好的实用价值和满足更加严格的要求；适应于中小型锅炉燃煤锅炉烟气、工业炉窑烟气、阳极氧化氮氧化物废气的净化处理。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：设计、使用一种氮氧化物废气的AO催化膜生物反应器处理工艺，氮氧化物废气进入好氧膜生物反应器，发生湿式催化、硝化烟气脱硝作用，然后进入缺氧膜生物反应器，发生反硝化脱硝作用，将氮氧化物废气转化为氮气，净化后的气体排出。气体停留时间为5～8s。AO复合催化膜生物反应器技术能高效去除氮氧化物废气。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：设计、制作的氮氧化物废气的AO催化膜生物反应器，其特征在于AO催化膜生物反应器中缺氧反硝化膜生物反应器、好氧湿式催化与硝化的膜生物反应器两个独立的生物反应器，也可采用一体化具有湿式催化与硝化反硝化功能的AO催化膜生物反应器。膜生物反应器采用的疏水性中空纤维膜，好氧湿式催化与硝化膜生物反应器所采用催化剂，该催化剂是由锰钒钛催化剂。缺氧反硝化膜生物反应器内废气氧含量和循环液的溶解氧严格控制，反硝化降解氮氧化物为氮气。好氧膜生物反应器、缺氧膜生物反应器的循环液相互循环、循环液一部分自身循环、一部分进入到另一个循环池循环使用。具体实施方式以下通过实例对本专利技术做进一步说明。所使用的疏水性膜可以为中空纤维膜、平板膜、无纺布膜等。实施例一：AO催化膜生物反应器处理NO为主的氮氧化物废气中小型工业锅炉燃烧烟气排放NO为主的氮氧化物废气，采用AO催化膜生物反应器处理NO为主的氮氧化物废气，氮氧化物的净化效率达80％以上，净化后尾气能实现达标排放；与传统的生物法相比，生物净化装置体积缩小一倍，应用前景十分广阔。实施例二：AO催化膜生物反应器处理陶瓷窑炉氮氧化物烟气陶瓷窑炉燃烧产生的烟气氮氧化物浓度为500-7000mg/m3、温度50-65℃，采用嗜热菌种挂膜的AO催化膜生物反应器对氮氧化物具有较强的降解能力，氮氧化物的去除率可达80％以上，停留时间为8s。实施例三：AO催化膜生物反应器处理阳极氧化生成线的氮氧化物废气阳极氧化生成线的阳极氧化、化学抛光工序使用硝酸过程会产生NO2为主的氮氧化物废气，NO2浓度高达668mg/m3，进气负荷波动大，该废气经AO催化膜生物反应器处理，废气脱硝效率可达90％以上，运行稳定可靠，运行费用低，净化后气体通过湿式静电除雾器处理排放，确保废气处理后无黄烟排出，减少周围居民投诉，实现达标排放。实施例四：AO催化膜生物反应器处理玻璃窑炉烟气氮氧化物玻璃窑炉烟气氮氧化物浓度高，进气1000--1400mg/m3、温度50-65℃，经过AO催化膜生物反应器处理，氮氧化物净化效率可达70％以上，高于常用的选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝的净化效率，但生物法运行费用低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮氧化物废气的AO催化膜生物反应器处理方法，其特征在于利用缺氧反硝化膜生物反应器、好氧湿式催化与硝化膜生物反应器耦合处理氮氧化物废气，氮氧化物废气进入好氧膜生物反应器，发生湿式催化、硝化烟气脱硝作用，然后进入缺氧膜生物反应器，发生反硝化脱硝作用，将氮氧化物废气转化为氮气，净化后的气体排出。

【技术特征摘要】
1.一种氮氧化物废气的AO催化膜生物反应器处理方法，其特征在于利用缺氧反硝化膜生物反应器、好氧湿式催化与硝化膜生物反应器耦合处理氮氧化物废气，氮氧化物废气进入好氧膜生物反应器，发生湿式催化、硝化烟气脱硝作用，然后进入缺氧膜生物反应器，发生反硝化脱硝作用，将氮氧化物废气转化为氮气，净化后的气体排出。2.根据权利要求1所述氮氧化物废气的AO催化膜生物反应器处理方法，其特征在于AO催化膜生物反应器中缺氧反硝化膜生物反应器、好氧湿式催化与硝化的膜生物反应器两个独立的生物反...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏在山，黄振山，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44