亚铁络合吸收—硫自养生物还原耦合脱除NO实验研究

发布时间：2020-09-21 09:15

　　 NO大量排放导致光化学烟雾、酸雨和城市雾霾等重大环境问题,如何有效去除NO是当今环保领域的重要课题。化学吸收耦合生物还原是一种环境友好的烟气脱硝新技术,具有良好的应用前景,但目前有一系列理论和技术问题尚未解决。基于此,本论文针对中小型工业锅炉提出亚铁络合吸收硫自养生物还原脱除NO的新思路。研究Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA还原过程反应动力学;构建微生物填充床反应器,研究单底物和双底物还原反应器运行性能;利用qPCR和高通量测序等技术分析反应器内分子生态学。研究取得结论如下:1.动力学研究过程得出,Fe(Ⅱ)EDTA-NO还原过程氮元素基本守恒。Fe(Ⅲ)EDTA和Fe(Ⅱ)EDTA-NO单独还原过程均符合米门方程,当11 mmol时 Fe(Ⅲ)EDTA 有最大 Vmax,为 1.87 mmol·L-1·h-1;当 16 mmol 时Fe(Ⅱ)EDTA-NO有最大Vmax,为2.11mmol·L-1·h-1,同种底物的Km变化较小。双底物还原体系,用米门方程和底物抑制模型分段描述,Vmax随着总铁浓度增大而增大。2.单底物反应器运行性能研究表明,反应器运行期间,还原率达90%以上。当Fe(Ⅱ)EDTA-NO浓度为5.7 mmol·L-1时,还原负荷最高为6.6 mmol·L-1·h-1。双底物反应器当总铁浓度为8mmol·L-1时,还原负荷最高为3.4 mmol·L-l·h-1。高浓度的总铁抑制Fe(Ⅲ)EDTA还原,不影响Fe(Ⅱ)EDTA-NO还原,还原率达75%以上。两套反应器S042-的生成量和铁的还原量都呈线性相关,进出口 pH稳定在6～8之间。3.通过qPCR和16S rRNA的高通量测序技术分别对两套反应体系微生物种群结构分析。两套反应器中,古菌和细菌都随运行时间增加而增加,细菌含量远大于古菌,Proteobacteria和Betaproteobacteria都为门和纲水平上优势菌群。属水平,单底物反应器优势菌群Thiobacillus、Rhizobium和 Dechloromonas,双底物反应器优势菌群为 Thiobacillus、Ferritrophicum、Sulfuricmonas 和 Rhizobium。其中,Rhizobium 和 Thiobacillus 含量较为丰富,对底物还原有重要作用。Thiobacillus是典型的硝化细菌,随铁浓度增高而减少,可能高浓度铁对Thiobacillus存在毒害作用。
【学位单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X701
【部分图文】：

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【参考文献】

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本文编号：2823327