一种同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法技术

本发明专利技术公开了一种同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法，属于生物法工业废气净化技术领域。所述方法将废气通入同步脱硫脱氮填料塔进行废气脱除，所述填料塔的填料上负载有同步脱除二氧化硫和氮氧化物的微生物菌群，所述废气中二氧化硫和氮氧化物的摩尔浓度比为(0.76～1.06)：1。本发明专利技术的同步脱硫脱氮效率较现有技术中的同步脱硫脱氮系统显著提高了同步脱除效率，进一步降低了烟气中二氧化硫或氮氧化物的浓度，降低了处理成本，是一种清洁、高效、低成本的新型反应方法，利于推广。

A Method for Simultaneous Removal of High Load Sulfur Dioxide and Nitrogen Oxide from Waste Gas

The invention discloses a method for simultaneously removing high load sulfur dioxide and nitrogen oxides from waste gas, belonging to the technical field of industrial waste gas purification by biological method. The method passes the waste gas into a packed column for simultaneous desulfurization and denitrification to remove the waste gas. The packed column is loaded with microbial flora for simultaneous removal of sulfur dioxide and nitrogen oxides. The molar concentration ratio of sulfur dioxide and nitrogen oxides in the waste gas is (0.76-1.06):1. Compared with the synchronous desulfurization and denitrification system in the prior art, the synchronous desulfurization and denitrification efficiency of the invention significantly improves the synchronous removal efficiency, further reduces the concentration of sulfur dioxide or nitrogen oxides in flue gas, and reduces the treatment cost. It is a clean, efficient and low-cost new reaction method, which is beneficial to popularization.

【技术实现步骤摘要】
一种同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法
本专利技术涉及生物法工业废气净化
，具体涉及一种同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法。
技术介绍
硫氧化物SOX和氮氧化物NOX是主要的空气污染物，是由化石燃料燃烧过程中排放出来的。氮氧化物NOX含有多种化合物，其中NO和NO2为主要污染物，而且由于它们在光化学烟雾，酸雨和臭氧层破坏剂中的作用而引发严重的环境问题。二氧化硫SO2是硫氧化物SOX中最主要部分，占96％以上，因而一般可以SO2代表硫氧化物。SO2直接导致酸雨形成和臭氧层的缺失。由于SOX和NOX排放和环境污染日益受到关注，烟气的清洁过程引起了人们的广泛关注。中国生态与环境部报告显示发电厂和工业锅炉的二氧化硫和氮氧化物总产量分别为0.16亿和0.12亿吨，占总排放量的约90％和70％，是最主要的二氧化硫和氮氧化物来源。传统烟气净化过程中的主要障碍是以有效和环保的方式处理含有污染物的溶剂和固体吸附剂。但是，简单地将二氧化硫和氮氧化物视为污染物不利于硫和氮元素的资源再利用和实现循环经济。事实上，含有SOX，NOX，CO2等成分的烟气可以提供液体或气溶胶中的养分，作为微生物生长的基质。生物过滤器因其经济实惠、可以在环境温度下保持高效的工作效率、无需维护、长寿命、低运行成本和环境友好性等优势，成为烟气处理中最常用的技术之一。但是，当前制约微生物过滤器推广使用的一大瓶颈在于，生物过滤器较物理化学方法处理量普遍偏低，处理负荷亟待提高，否则难以适应日益提高的社会化大生产需要。究其原因，乃是与物理化学方法相比，生物法处理技术的原理和分子机制研究不透彻，限制了生物法处理烟气效率的进一步提升和改良。经检索，利用微生物同步脱除二氧化硫和氮氧化物的方法已经得到公开，如中国专利申请号201110124316.8，公开日期为2013年8月14日的申请案公开了一种通过人工复配功能菌以提高生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮效率的技术方法。其应用单个生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮系统，通过将人工复配功能菌菌株液与生物膜填料塔中原有优势菌的菌株液按比例添加到生物膜填料塔系统循环液储槽的循环液体中，使之进入生物膜填料塔中的生物膜去优化脱硫脱氮功能菌的种群结构及改善微生态系统，从而达到提高生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮效率的目的。该申请案的方法在最佳配比条件下对二氧化硫脱除率较高(最高可达100％)，对氮氧化物的去除率最高仅达到51％，对氮氧化物的去除率还有待改善，该申请案的方法所处理的烟气SO2和NOx浓度分别为2500～3000mg/m3和700～900mg/m3，其中对氮氧化物的处理限度较低，由于该浓度水平的去除率仅为51％，可以得出该申请案的方法在针对高负荷的氮氧化物的去除时，处理难度较大。由于生物膜方法进行脱除烟气中二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)时包括硝化、反硝化和硫化等一系列的反应过程，填料塔中负载的微生物多样性较高，每种微生物适合pH范围差异较大，主要脱除SO2的微生物可以具有一定的耐酸性，而脱除氮氧化物(NOx)的微生物在极低的酸性条件下适应性较差，为了解决上述问题，现有技术中也公开了相关的解决方法。如中国专利申请号200910218315.2，公开日期为2015年8月19日的申请案公开了一种双塔串联式催化-生物膜填料塔系统同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法，其采用前面一个使用催化氧化剂循环喷淋液的生物膜填料塔系统和后面一个使用pH缓冲剂循环喷淋液的生物膜填料塔系统的双塔串联式烟气净化处理组合装置，前面的生物膜填料塔系统在pH酸性条件下操作，主要脱除SO2附带脱除小部分NOx，其副产物以硫酸为主并附带少量硝酸；后面的生物膜填料塔系统在pH中性条件下操作，脱除剩余的NOx，其副产物则主要是硝酸；进行同时脱除烟气中二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的净化处理并副产可利用硫酸硝酸产品。该申请案采用双塔串联的方式进行SO2和NOx脱除，对SO2和NOx的净化效率均比采用原有单一生物膜填料塔系统净化技术时有明显提高，但采用双塔串联在一定程度上增加了操作成本。中国专利申请号201410324904.X，公开日期为2016年6月15日的申请案公开了一种外加稀土强化剂提高烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔脱氮效率的方法，其在生物膜填料塔系统循环液储槽的循环液中，加入低浓度稀土元素镧(La)和铈(Ce)的混合物作为生物活性强化剂，搅拌均匀后通过循环泵使其随循环液体喷淋到塔内的生物膜上，用以刺激及改善以自养菌为主的微生物菌群中的脱氮菌群对低pH强酸性生长环境条件的适应性，从而促进脱氮菌群的快速生长繁殖，以获得提高烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔脱氮效率的效果。该申请案的方法在烟气中SO2和NOX浓度分别为500～2000mg/m3和600～2000mg/m3，系统NOx的去除率为59％～66％，去除效果还有待改善。同时对同步脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的化学反应机理和微生物群落结构和对应的分子机制的研究仍不透彻，对进一步改良改进该方法，最大化生物处理的益处带来了很大困难，造成了方法进一步推广、产业化、实用化的瓶颈。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有技术中同时脱除二氧化硫和氮氧化物的生物膜填料塔同步针对氮氧化物的去除存在处理浓度相对较低且去除率不高的缺陷，本专利技术提供了一种同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法，该方法通过设定废气中的二氧化硫和氮氧化物的摩尔浓度比来提高高负荷下的二氧化硫和氮氧化物的同步去除效率。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法，所述方法将废气通入同步脱硫脱氮填料塔进行废气脱除，所述填料塔的填料上负载有同步脱除二氧化硫和氮氧化物的微生物菌群，所述废气中二氧化硫和氮氧化物的摩尔浓度比为(0.76～1.06)：1。作为本专利技术更进一步的改进，所述微生物菌群包括Arthrobacter、Nitrospira、Flavobacterium、Pseudomonas、Rhodococcus、Ralstonia、Hyphomicrobium、Pseudomonas、Rhodococcus、Bacillus、Acinetobacter、CandidatusAcinetobacter、Zoogloea、Hyphomicrobium、Dietzia、Burkholderia、Mycobacterium、Pseudomonas、Rhodococcus和Paenibacillus。作为本专利技术更进一步的改进，所述具有硝化或亚硝酸氧化功能的微生物种属包括Arthrobacter、Nitrospira、Flavobacterium、Pseudomonas、Rhodococcus、Ralstonia，所述具有脱氮功能的微生物种属包括Pseudomonas、Rhodococcus、Bacillus、Acinetobacter、CandidatusAcinetobacter、Zoogloea，所述具有硫化功能的微生物种属包括Burkholderia、Mycobacterium、Pseudomonas、Rhodococcus。作为本专利技术更进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法，其特征在于：所述方法将废气通入同步脱硫脱氮填料塔进行废气脱除，所述填料塔的填料上负载有同步脱除二氧化硫和氮氧化物的微生物菌群，所述废气中二氧化硫和氮氧化物的摩尔浓度比为(0.76～1.06)：1。

【技术特征摘要】
1.一种同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法，其特征在于：所述方法将废气通入同步脱硫脱氮填料塔进行废气脱除，所述填料塔的填料上负载有同步脱除二氧化硫和氮氧化物的微生物菌群，所述废气中二氧化硫和氮氧化物的摩尔浓度比为(0.76～1.06)：1。2.根据权利要求1所述的同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法，其特征在于：所述微生物菌群包括Arthrobacter、Nitrospira、Flavobacterium、Pseudomonas、Rhodococcus、Ralstonia、Hyphomicrobium、Pseudomonas、Rhodococcus、Bacillus、Acinetobacter、CandidatusAcinetobacter、Zoogloea、Hyphomicrobium、Dietzia、Burkholderia、Mycobacterium、Pseudomonas、Rhodococcus和Paenibacillus。3.根据权利要求1或2所述的同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法，其特征在于：所述同步脱除二氧化硫和氮氧化物的微生物菌群来源包括生物污泥。4.根据权利要求3所述的同时脱除废气中高负荷二氧化硫和氮氧化物的方法，其特征在于：所述废气中二氧化硫的浓度为2700～3600mg/m3。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李侃，张徐祥，任洪强，孙珮石，张志超，
申请(专利权)人：南京大学，南京大学宜兴环保研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32