多种金属络合剂强化湿法脱硝对比实验研究

在鼓泡反应塔中,对铜、钴络合物以及FeⅡCit络合脱硝展开对比实验研究。介绍了3种络合剂脱硝机理,通过对吸收液的制备和吸收效果的比较,发现亚铁螯合物的脱除效果明显优于铜络合物和钴络合物。[Cu(NH3)4]SO4和[Co(NH3)6]Cl2的脱除效率分别优于CuⅡEDTA和Co Cl2、CoⅡEDTA。综合比较认为,FeⅡCit因柠檬酸的价格优势和环境友好性是可优选的脱硝络合剂。在最优条件下,1 min时,FeⅡCit溶液对NO脱除效率为58.54%,6 min后脱除效率降为51.35%。     

FeⅡEDTA络合-Na2SO3还原吸收NO性能

为研究FeⅡEDTA络合-Na₂SO₃还原吸收NO性能,对制备参数〔pH、V(FeⅡEDTA)(FeⅡEDTA溶液用量)、初始c(FeⅡEDTA)、n(FeⅡ)∶n(EDTA)〕和操作条件〔温度、φ(O₂)、烟气流量、入口ρ(NO)〕及SO₃2-〔以c(Na₂SO₃)计〕进行了考察,并采用FT-IR(傅里叶红外光谱仪)和Raman(拉曼光谱仪)等表征手段对吸收体系进行表征.结果表明:①pH和初始c(FeⅡEDTA)对NO络合吸收量影响较显著,V(FeⅡEDTA)和n(FeⅡ)∶n(EDTA)次之.在pH为3～9的范围内,NO络合吸收量先增加后降低,pH为7时达到最大(0.502 mol/mol);初始c(FeⅡEDTA)由0.005 mol/L增至0.025 mol/L,NO络合吸收量随之增加了0.198 mol/mol.②温度和φ (O₂)的升高不利于NO吸收,当温度由30 ℃升至60 ℃、φ (O₂)从0%增至6%,NO络合吸收量却分别降低了71.69%、63.3%;此外,烟气流量和入口ρ (NO)的增加对NO络合吸收量也无显著影响.③SO₃2-的存在显著提高了FeⅡEDTA高效络合NO吸收时间.结合试验结果确定最佳反应条件:pH为7、V(FeⅡEDTA)为550 mL、初始c(FeⅡEDTA)为0.020 mol/L、n(FeⅡ)∶n(EDTA)为1∶1.0、温度为30 ℃、烟气流量为900 mL/min、无氧、c(Na₂SO₃)为0.20 mol/L,此时,NO络合吸收量为1.099 mol/mol,NO最大脱除率达到96.98%.研究显示,溶液中n(FeⅡEDTA)∶n(NO)对络合吸收NO起到主导作用,同时SO₃2-对FeⅡEDTA(NO)还原作用是促进NO吸收的重要机制.      

氨水/FeⅡEDTA溶液同时脱硫脱硝实验研究

在间歇鼓泡反应器中,采用FeⅡEDTA复配氨水对协同吸收SO2和NO进行了研究,研究过程中考察了NH3-NH+4的浓度、吸收液温度、初始pH值、络合剂浓度及种类对SO2和NO吸收效果的影响.结果表明,当NH3-NH+4的浓度小于2.1412 mol·L-1时,NO的脱除率随着NH3-NH+4浓度的增加而增大,当NH3-NH+4的浓度大于2.1412 mol·L-1以后,由于过多的硫酸根的影响,对NO的吸收有抑制作用;温度的升高不利于SO2和NO的吸收;随着pH值由小到大的变化,FeⅡEDTA在液相中的组成形态发生改变,其络合能力在pH为6.5时达到最大值;络合剂浓度增加,脱硝率随之增加.当FeⅡEDTA浓度增加到0.03 mol·L-1以后,脱硝率的增长趋势随着络合剂浓度的增大变缓;与氯化钴、高锰酸钾、三乙醇胺、尿素和氨水复配后的溶液吸收NO过程相比较,FeⅡEDTA络合剂对NO的脱除率明显高于其他添加剂,是最佳的氨水复配络合吸收剂.根据实验结果,本系统中最佳协同脱除SO2和NO的工艺条件为:NH3-NH+4浓度为2.1412 mol·L-1,吸收温度为50℃,pH为6.5和FeⅡEDTA浓度为0.03 mol·L-1.     

FeⅡ(EDTA)络合协同RDB去除NO废气效能及过程分析

为进一步提高一氧化氮(NO)的去除效率,在新型生物转鼓反应器(rotating drum biofilter,RDB)中,以FeⅡ(EDTA)络合协同RDB生物转鼓的耦合技术强化难水溶性NO的气液传质速率,提高生物还原效能为目标进行了研究.结果表明,适量FeⅡ(EDTA)被添加到RDB底部营养液后,能迅速吸收气相中的NO并生成FeⅡ(EDTA)-NO络合物,进而可通过反硝化实现同步脱氮和络合剂再生.在转速0.5 r.min-1、空床停留时间(EBRT)57.7 s、温度30℃、pH 7～8的实验条件下,RDB的净化效能随络合剂的投加而显著改善;FeⅡ(EDTA)质量浓度从0增至500 mg.L-1后,NO去除率从61.1%提高到97.6%,去除负荷从16.2 g.(m3.h)-1上升到26.7 g.(m3.h)-1.分析了FeⅡ(EDTA)络合协同净化NO的反应过程,建立了NO净化效率与FeⅡ(EDTA)添加浓度的关联方程,可较好地拟合实验数据.     

硫酸盐和Fe(Ⅱ)EDTA-NO/Fe(Ⅲ)EDTA厌氧还原过程特性及微生物群落分析

在生物法烟气脱硫技术(Bio-FGD)和络合吸收生物还原脱硝技术(BioDeNO_x)基础上,提出了生物结合络合吸收同步脱硫脱硝的工艺思路,该工艺利用加入Fe(Ⅱ)EDTA的碱性吸收液同时吸收烟气中的二氧化硫(SO_2)和一氧化氮(NO).本研究在厌氧反应器中实现烟气脱硫脱硝吸收产物硫酸盐和Fe(Ⅱ)EDTA-NO/Fe(Ⅲ)EDTA的同步去除.结果表明,水力停留时间为16 h,p H维持在7.0时,硫酸盐的平均去除率为95.16%,Fe(Ⅱ)EDTA-NO的平均去除率为96.61%.硫酸盐的还原产物主要以液相中硫离子和气相中硫化氢的形式存在,Fe(Ⅱ)EDTA-NO的最终还原产物为N2.反应运行的各个阶段均可实现Fe(Ⅲ)EDTA的还原,但还原率会随HRT降低而下降.第5阶段反应器中主要的硫酸盐还原菌为Desulfomicrobium,同时存在异养反硝化菌Pseudomonas与两种硫自养反硝化菌Sulfurimonas与Sulfurovum,并发现了两种具有还原单质硫功能的菌属Thermovirga与Mesotoga.     

络合-氧化-还原耦合方法脱除烟气中NOx的研究

NO与Fe2+反应生成络合物[Fe(NO)]2+易被O2氧化解络形成NO2-和NO3-离子,进而被尿素溶液还原生成N2.基于上述反应原理,本文提出脱除烟气中NOx的新方法,即以FeSO4为吸收液、O2为氧化剂、尿素为还原剂的络合-氧化-还原耦合法.考察了尿素初始浓度、吸收液pH值、NOx初始浓度、烟气流量等因素对NOx脱除率的影响.结果表明,尿素初始浓度越高、吸收液pH值越低、NOx初始浓度越大、烟气流量越小时,NOx脱除率越高;当尿素初始浓度为1.19mol/L,吸收液pH值为3.2,NOx初始浓度为1493mg/m3以及烟气流量为800mL/min时,反应初期(0~6min)NOx脱除率可达92%以上,且反应1h后脱除率仍可保持在69%左右.     

Fe(Ⅱ)EDTA络合剂吸收NO的研究

在鼓泡反应器中,以Fe(Ⅱ)EDTA络合剂溶液为吸收液,给定NO与SO2的初始浓度分别为330 mg/m3与4 850 mg/m3,研究了温度、络合剂浓度等对Fe(Ⅱ)EDTA吸收NO的影响。结果表明,吸收液初始pH为6.5,温度为50℃,络合剂浓度为0.01 mol/L时,脱硝率可达到62.5%。并且得到Fe2+:EDTA=1∶1.5时脱硝率最好。SO2对络合剂单独脱硝有促进作用,可使脱硝率长时间保持在45%以上。在Fe(Ⅱ)EDTA溶液中添加4%氨水,对同时脱硫脱硝有一定的积极作用。     

络合剂Fe(Ⅱ)EDTA对微藻络合体系的影响

高昂的微藻培养成本限制了微藻能源的大规模工业化生产。从降低微藻培养成本的角度出发,将能源微藻的培养与烟道气中脱除NO的两个过程耦联,并使用络合剂Fe(Ⅱ)EDTA提高NO吸收效率。研究通过设置不同的络合剂浓度来观察NO的去除效果和对藻细胞生长、油脂积累的影响。实验发现,络合剂会被系统中的氧化剂氧化而失去络合能力,但微藻可将Fe(Ⅲ)还原成Fe(Ⅱ),系统达到Fe(Ⅱ)浓度平衡,具备持续高效去除NO的能力。当络合剂浓度为20 mmol/L时,系统出口处检出的NO浓度为93 mg/L,NO去除率为76.75%。实验结果还发现,高浓度络合剂不利于微藻细胞的生长和油脂积累,系统反应24 h后两种对应的光密度(OD值)和油脂含量分别为0.82、9.93%和0.69、8.89%。因此,在构建微藻-络合剂体系中,初始络合剂浓度应兼顾NO的去除和细胞生长代谢、油脂积累,使系统效果达到最优。     

Fe(Ⅱ)(DMPS)2用于烟气脱硫脱硝的研究

首先分析了亚铁和二巯基丙烷硫酸根[Fe(Ⅱ)(DMPS)2]化合物的脱硝机理,NO的脱除主要基于其与Fe(Ⅱ)(DMPS)2生成亚硝酰基化合物.对鼓泡反应器中吸收传质机理的研究表明,化学反应速率和传质速率对脱硝过程有重要影响.同时探讨了液气比、烟气中NO浓度、烟气流速和pH值等因素对脱硝效果的影响,还讨论了Fe(Ⅱ)(DMPS)2的再生方法.提出了该方法存在的问题.     

超声/Fe0/EDTA体系对印染污泥中多环芳烃的降解

Fe~0/EDTA类芬顿体系能产生氧化能力极强的羟基自由基(·OH),已被广泛应用于有机污染物的去除.提高·OH的生成速率和浓度是高效降解有机污染物的关键.因此,本文利用超声/Fe~0/EDTA体系处理印染污泥,探讨了不同反应参数对体系中产生·OH的影响,考察了该体系对印染污泥中多环芳烃(PAHs)的去除效果.结果表明,在pH为3.0,超声功率为540 W,Fe~0投加量为15 g·L~(-1),EDTA浓度为2.0 mmol·L~(-1)的最佳条件下,·OH浓度高达862μmol·L~(-1).印染污泥中的铁絮凝剂可作为超声/Fe~0/EDTA体系中Fe~(2+)和Fe~(3+)的来源,促使该体系循环产生H_2O_2和·OH.超声/Fe~0/EDTA体系产生的·OH能快速有效地降解印染污泥中的PAHs,∑_(16)PAHs的平均去除率达到77%,同时有机质含量下降了10.1%.     

Fe+3(EDTA)还原菌的分离及其性能

从还原NO络合吸收液的混合微生物中分离得到一株克雷伯氏菌(FR-1).考察了氮源量、碳源及其添加量、菌体接种量、pH值和温度对该菌种生长和对Fe 3(EDTA)还原特性的影响.结果表明,菌种FR-1生长适宜的氮源量为100mg/L;以葡萄糖为碳源对微生物生长和Fe 3(EDTA)还原均有利,其添加量为800mg/L时还原效果最好;在接种量为100mg/L时,菌种FR-1生长最好,对Fe 3(EDTA)还原效率随菌体接种量的增加而增大;菌种FR-1生长和对Fe 3(EDTA)还原的最佳温度为40℃;在考察的初始pH值(5.0~8.5)范围内,细菌生长随pH值升高而下降,而对Fe 3(EDTA)的还原随pH值升高而增加.     

电子供体对Fe(Ⅱ)EDTA络合NOx产物还原的影响研究进展

氮氧化物(NOx)因对环境和人体健康的潜在危害而成为重要的大气污染控制因子。络合吸收-还原技术利用金属螯合物提高NOx的气液传质效率,结合化学还原或生物还原实现络合吸收产物的循环再生,是经济的、可持续的NOx治理技术。Fe(Ⅱ)EDTA作为最常用的高效络合吸收剂,络合吸收产物的还原是限制性步骤,电子供体对还原过程有重要影响。文章阐述了络合吸收-还原的原理,主要针对还原过程的不同电子供体进行论述,探讨其还原机理、还原效果以及温度、pH等因素对不同电子供体还原产生的影响,并提出Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收NOx技术的展望。     

EDTA对生物转鼓的NO废气净化效率的影响

生物转鼓过滤器(Rotating Drum Biofilter,RDB)是一种能有效净化氮氧化物废气的新型生物反应器,但在之前的实验发现,由于NO在液相中的低溶解度降低了NO在RDB中的传质效果,从而影响其去除效率。改善气液传质速率是整个反硝化降解NO过程的关键步骤,实验用CuⅡ(EDTA)、ZnⅡ(EDTA)、MgⅡ(EDTA)和FeⅡ(EDTA)等络合剂添加到营养液中,利用NO能与络合剂结合的原理,使得NO能快速溶于液相,从而使NO去除效率由原来平均85%提高到98%。     

负载型钛凝胶的制备及其吸附去除三价砷的性能

针对钛凝胶(titanium xerogel,TAX)对三价砷[As(Ⅲ)]的吸附容量高(254 mg·g^-1)但速率慢的问题,通过浸渍法,将TAX负载到活性炭、海绵及树脂材料制备负载型吸附剂,并评价其除砷性能.除海绵外,活性炭和树脂均能成功负载TAX,其中活性炭基材料的钛负载量在1.4%左右,树脂基材料在5%左右.树脂和活性炭的负载均提高了TAX的除砷速率,且树脂基材料提高的程度更明显.对于初始质量浓度为1.0 mg·L^-1的As(Ⅲ)溶液,树脂基材料(TAX@D201)的吸附速率为0.85mg·(g·min)^-1,是未负载TAX吸附速率[0.04 mg·(g·min)^-1]的21倍.在处理实际含砷地下水的柱实验中,TAX@树脂的有效床体积(BV)达560 BV,是相同金属负载量载铁树脂材料的2.8倍(199 BV).本文结果表明将TAX负载于大孔树脂是一条有效的策略,为TAX应用于含砷地下水的净化提供了新思路.     

以三乙烯四胺为前驱体合成的离子液体对CO2的吸收效果研究

以三乙烯四胺(TETA)为阳离子前驱体合成多胺基离子液体([TETAH]+[Cl]-、[TETAH]+[NO_3]~-、2[TETAH]+[SO_4]~(2-)和[TETAH]+[BF_4]~-),以CO_2摩尔吸收量和CO_2平均吸收速率为评价指标,优选出对CO_2吸收效果最优的2[TETAH]+[SO_4]~(2-)离子液体.进一步考察在不同含水率、气体流量和温度等因素下2[TETAH]+[SO_4]~(2-)离子液体对CO_2的吸收效果,结果表明:2[TETAH]+[SO_4]~(2-)吸收CO_2的最佳条件为含水率30%、气体流量50 m L·min~(-1)、温度10℃,此时CO_2饱和摩尔吸收量达到1.325 mol·mol~(-1),各因素对CO_2吸收量的影响大小顺序为含水率气体流量温度.     

假单胞菌DN-1再生NO络合吸收液的特性

Fe^Ⅱ(EDTA)络合吸收脱除NO吸收速率快,吸收容量大,但是存在吸收液再生方面的缺陷.实验用自行分离得到的假单胞菌DN-1,将吸收液中的Fe^Ⅱ(EDTA)NO还原为N₂而进行再生.考察了不同碳源种类、碳源量、菌种量、pH值、温度、络合物浓度等条件下该菌种对Fe^Ⅱ(EDTA)NO的还原情况.结果表明,葡萄糖比醋酸钠、柠檬酸三钠和乙醇等更适合于作为该体系的外加碳源.当Fe^Ⅱ(EDTA)NO浓度为6.50 mmol·L^-1时,添加250 mg·L^-1的葡萄糖就能满足微生物的反应需要;DN-1还原适宜温度范围为40～45℃,适宜pH值为6.9～7.2;还原速率随菌体接种量的增多而加快;而Fe^Ⅱ(EDTA)NO浓度小于11.8 mmol·L^-1时,还原速率随着络合物浓度的增加而增加;超过这一浓度,还原速率不再随络合物浓度的增加而增加,反应速率基本不变.     

粉煤灰负载Fe2O3脱除气态单质汞的试验研究

在固定床反应器中研究了利用燃煤电厂固废粉煤灰(FA)负载Fe2O3所制备的Fe2O3/FA催化剂对气态Hg0的脱除情况,发现Fe2O3/FA具有较高的脱除Hg0的能力.同时,考察了Fe2O3负载量、温度、空速、Hg0浓度、烟气成分等对Fe2O3/FA脱除Hg0的影响.结果表明,Fe2O3/FA对Hg0的脱除能力随Fe2O3负载量(1%~10%)的增加和温度(120~200℃)的升高而增强;Fe2O3/FA在较低的空速和Hg0浓度条件下表现出了更高的脱除Hg0的活性;HCl和O2促进了Fe2O3/FA对Hg0的脱除,而SO2和H2O抑制了Fe2O3/FA对Hg0的脱除.逐级化学提取实验结果证实,Fe2O3将Hg0氧化为Hg2+的化合物并吸附在FA上,这是Fe2O3/FA具有较高的脱除Hg0能力的原因.     

由废水除去氟化物

由烟气脱硫排出的含高浓度硫酸镁的废水,选择脱除氟化物的方法包括:(1)使废水与离子交换树脂接触,以吸收氯化物;(2)再生废树脂:(3)将再生流出液与钙盐混合,以沉淀CaF_2。实例:将模拟的废水(F-116mg/L,mg~(2+)16900 mg/L,SO_4~2-72600 mg/L)通过填充有Unicellex UR-3700树脂的离子交换柱,以选择性吸收F~-,废树脂用NaOH和盐酸     

超重力环境下芬顿溶液氧化吸收NO的研究

NO的排放严重影响大气环境,其溶解度低不易被液相吸收。芬顿法产生的羟基自由基氧化性极强但寿命很短,超重力机具有混合速率快、液体停留时间短的特点,该文创新性地结合二者优势,对NO气体进行液相氧化吸收。分别研究了芬顿溶液pH值、浓度、H_2O_2与Fe~(2+)浓度比值、超重力机转速以及NO与芬顿溶液体积流量比等条件对NO脱除效果的影响。超重力机双进液口处即时混合H_2O_2与Fe~(2+)溶液,在1 400 r/min转速下使用pH=2,H_2O_2浓度0.2 mol/L,H_2O_2与Fe~(2+)浓度比为4的芬顿溶液对NO的脱除效果最优。当H_2O_2与Fe~(2+)液流量均为15 L/h,500×10-6 NO气流量为200 L/h时,NO的脱除效率可以达到75%。     

基于铁氧化物的表面Fe(Ⅱ)对地下环境中硝基苯的衰减作用

通过静态实验研究了基于铁氧化物表面Fe(Ⅱ)对地下环境中硝基苯的衰减作用.结果表明,在硝基苯浓度为150mg.L-1,Fe(Ⅱ)与硝基苯物质的量比为13.5时,反应60h内,离子态的Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)-正方针铁矿、Fe(Ⅱ)-赤铁矿、Fe(Ⅱ)-针铁矿对硝基苯的衰减属于一级反应动力学;Fe(Ⅱ)-正方针铁矿和Fe(Ⅱ)-针铁矿对硝基苯的衰减效果相近,且均比Fe(Ⅱ)-赤铁矿对硝基苯的衰减效果好;Fe(Ⅱ)与硝基苯的物质的量比对硝基苯的衰减也有一定的影响,在硝基苯浓度为150mg.L-1,Fe(Ⅱ)与硝基苯物质的量比为13.5时,对硝基苯的衰减效果相对较好,对硝基苯的去除率均在25.18%以上.