本发明专利技术公开了一种用于烟气脱硝中再生氮氧化物络合吸收液的方法，（１）以碳质材料为阳极，金属导体或碳质材料为阴极，在阴极周围填充导电粒子制成三维电极；（２）将三维电级进行混合菌的挂膜，制得附有混合菌膜的三维电级；所述的混合菌为反硝化菌和铁还原菌的混合培养物；（３）外加电子供体、碳源和基础培养基于氮氧化物络合吸收产物中制得混合溶液，然后将附有混合菌膜的三维电极置入混合溶液中并通电，进行还原反应。本发明专利技术提供的方法适用于络合吸收－生物还原系统中络合吸收液的再生，大大提高了Ｆｅ（ＩＩ）ＥＤＴＡ－ＮＯ和Ｆｅ（ＩＩＩ）ＥＤＴＡ的还原速率，操作简单，经济成本低，占地小，二次污染小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境污染治理领域，具体地指一种。
技术介绍
NOx是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重空气污染问题的主要原因之一。目前， 我国火电行业氮氧化物排放量巨大，迫切需要控制。中国环保产业协会组织的《中国火电厂 氮氧化物排放控制技术方案研究报告》显示，2007年我国火电厂排放的氮氧化物总量已增 至840万吨，比2003年的597. 3万吨增加了近40. 6%，约占全国氮氧化物排放量的35% 40%。由于烟气排放量大，且烟气中NOx的主要成分一氧化氮(约占95%)在水中的溶解 度很低，处理难度较大。至今，在国际上仅NH3的选择性催化还原(SCR)及选择性非催化还 原(SNCR)得到了一定规模的工业化应用。但现有的这两种技术依然存在着经济成本高、产 生二次污染或处理效率低等缺陷(Radojevic M，《Environ. Pollut.》，1998，102，685-689)。 因而，发展新的烟气脱硝技术已成为环境保护领域的研究热点之一。日本和美国从20世纪70年代开始就在烟气脱硫系统的洗涤液中添加亚铁螯合 剂进行同时脱硫脱氮。添加氮氧化物络合吸收液(Fe(II)EDTA)络合吸收NO生成Fe (II) EDTA-N0,能显著提高NO从气相到液相的传质速率。而问题在于Fe(II)EDTA很容易被氧 化为没有络合NO能力的Fe(III)EDTA,以及Fe (II)EDTA络合吸收剂难以再生和循环利用。 利用微生物还原氮氧化物络合吸收产物(一个主要由Fe(II)EDTA-N0、Fe(III)EDTA构成 的混合体系)，可以很好地解决吸收剂的再生问题，因此络合吸收_生物还原烟气脱硝应运 而生。但是相关研究发现(Li W，《Chem. Techno. Biotechnol.》，2006，81，306 311 ;Li W, ((Environ. Sci. Techno.》，2007，41，639-644)，Fe (II) EDTA-NO 和 Fe(III)EDTA 的还原效率 是系统连续稳定运转的关键，而如何提高微生物活性，增强还原速率，成为该技术发展的当 务之急。自90年代以来，电极生物膜法用于废水反硝化脱氮得到了很大的发展。在电催化 下，阴极表面的微生物能同时利用有机物和外加电源产氢作为电子供体，微生物的还原活 性得到提高，反硝化脱氮效率从而加强(徐伯兴，《污染防治技术》，1998，11，1，45-47)。国 内外学者对该技术进行了大量研究，其中通过改进电极构造，更使得电流效率和反硝化效 率有了显著地提升。2002年，Prosnansky等采用活性碳颗粒层作阴极材料，大大增加了阴 极表面积，并使微生物能够快速牢固的吸附在颗粒表面上，加速膜的形成(Prosnansky M, 《Wat. Res.》，2002，36 (1)，4801-481)。该反应器的脱氮速率是改进前的3_60倍，实现了短 时间高效脱氮。另外有研究表明，多数异化Fe(III)还原微生物都是通过利用H2和有机电 子供体还原Fe (III)进行生长的(贺江舟，微生物学通报，2006，33 (5)，158 164)。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能耗小、效率高、成本低的氮氧化物络合吸收产物的还原方法，以解决络合吸收-生物还原系统中微生物的还原活性的问题。一种，包括以下步骤(1)以碳质材料为阳极，金属导体或碳质材料为阴极，在阴极周围填充碎屑状导电粒子制成三维电极；(2)将三维电级进行混合菌的挂膜，制得附有混合菌膜的三维电级；所述的混合菌为反硝化菌和铁还原菌的混合培养物；(3)外加电子供体、碳源和基础培养基于氮氧化物络合吸收产物中制得混合溶液， 然后将附有混合菌膜的三维电极置入混合溶液中并通电，进行还原反应。所述的氮氧化物络合吸收产物为氮氧化物络合吸收液(Fe(II)EDTA溶液)吸收烟 气中NO形成的混合体系，其中主要包括Fe (II)EDTA络合NO生成的Fe (II) EDTA-NO和由烟 气中的氧气氧化部分Fe(II)EDTA而产生的Fe (III)EDTA。其中，三维电级进行混合菌的挂膜分为若干阶段，每一阶段包括以下步骤(a)将驯化后的混合菌、氮氧化物络合吸收产物和基础培养基混合，制得混合溶 液；(b)将三维电级置入步骤(a)制备的溶液中，通电，进行还原反应；(c)反应完成后，将反应后的溶液排出，重新配置驯化后的混合菌、氮氧化物络合 吸收产物和基础培养基的混合溶液，通电，进行还原反应，重复若干次后进行下一阶段的挂 膜；通电电流随着挂膜阶段的推进而增大，基础培养基中的碳源浓度随着挂膜阶段的 推进而减小。所述的碳质材料为石墨、无烟煤或碳纤维毡，所述的导电粒子为活性炭、无烟煤等 无定型碳或者碳纤维、石墨颗粒、金属、玻璃碳。在阴阳极之间用隔膜、带孔的隔板或套筒分 隔，阴极所在的区域内填充导电粒子于阴极周围。步骤(3)中的通电电流为10 200mA，步骤(3)中反应温度为30 60°C，步骤 (3)中混合溶液的pH值为5 8。所外加的电子供体为亚硫酸盐、硫酸氢盐、葡萄糖、乙醇、乙酸中的一种或多种；所 外加的碳源为葡萄糖、乙醇、乙酸中的一种或多种。外加的电子供体为混合菌的还原活动提 供能量来源，外加的碳源为混合菌的生长提供碳素来源，葡萄糖、乙醇、乙酸兼有碳源与能 源功能的双功能营养物，是外加电子供体和碳源的优选，当电子供体和碳源为同一物质时， 可不必重复添加。由于三维电极挂膜时接种的为反硝化菌和铁还原菌的混合培养物，形成的生物膜 能同时还原 Fe(II)EDTA-NO 和 Fe (III) EDTA。以Fe(II)EDTA为吸收液络合吸收烟气中的氮氧化物，生成Fe (II)EDTA-NO ；同时 因为烟气中含有部分氧气，在吸收过程中部分Fe (II)EDTA会氧化成Fe (III)EDTA,因而氮 氧化物络合吸收产物中同时存在Fe (II) EDTA-NO和Fe (III) EDTA。本专利技术的方法可以同 时还原络合吸收产物中的Fe(II)EDTA-NO和Fe(III)EDTA。接种反硝化菌和铁还原菌的 混合培养物进行挂膜后，三维电极的阴极填充粒子表面附有混合菌膜；三维物理电极通电 后，微电解水，阴极释放出H2,阳极释放CO2,生物膜上的反硝化菌利用H2和少量的外加电子 供体将键合的NO还原为无害的N2,生物膜上的铁还原菌利用H2和少量的外加电子供体将Fe (III)EDTA还原为Fe (II)EDTA,从而实现络合吸收剂的再生。电极反应式为阳极 <formula>formula see original document page 5</formula>阴极 <formula>formula see original document page 5</formula>阳极的反应产物CO2溶解于水，并有部分转化为H2C03、CO广、HCO3^等，不仅可以作 为自养微生物的碳源，还对体系的PH值有缓冲作用。以葡萄糖作为碳源和电子供体为例， 其生物化学反应式为<formula>formula see original document page 5</formula><f本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于烟气脱硝中再生氮氧化物络合吸收液的方法，包括以下步骤：（１）以碳质材料为阳极，金属导体或碳质材料为阴极，在阴极周围填充导电粒子制成三维电极；（２）将三维电级进行混合菌的挂膜，制得附有混合菌膜的三维电级；所述的混合菌为反硝化菌和铁还原菌的混合培养物；（３）外加电子供体、碳源和基础培养基于氮氧化物络合吸收产物中制得混合溶液，然后将附有混合菌膜的三维电极置入混合溶液中并通电，进行还原反应。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，高琳，糜徐红，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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