烟气脱硝技术的研究

氮氧化物(NOx)的污染危害是一个不容忽视的问题.目前,我国燃煤电厂排放烟气的SO2治理已逐步走向正轨,新建的燃煤电厂基本都安装效率较高的脱硫装置.因此,控制NOx的排放将是下一步的主要任务.对选择性催化还原法(SCR)、非选择性催化还原法(SNCR)、电子束或电晕放电脱硝法、光催化氧化法等烟气中NOx控制技术的机理、现状、发展趋势和主要优缺点进行了详尽的论述.通过对各种工艺技术的脱除效率、应用条件、经济性等方面的分析、比较和总结,提出了未来脱硝技术研究工作的重点.基于我国的实际情况提出了烟气脱硝的可行方案,从而为工业废气脱硝技术的进一步开发和研究提供参考.     

FATE OF NITROGEN AND PHOSPHORUS ENTERING A GULF COAST FRESHWATER LAKE: A CASE STUDY1

ABSTRACT: Nitrogen and P fluxes, transformations and water quality functions of Lake Verret (a coastal Louisiana freshwater lake), were quantified. Ortho-P, total-P, NH₄⁺-N NO₃ -N and TKN in surface water collected from streams feeding Lake Verret averaged 104, 340, 59, 185, and 1,060 mg 1^?1, respectively. Lake Verret surface water concentrations of ortho-P, total-P, NH⁺-N, NO₃^?_-N and TKN averaged 66, 191, 36, 66, and 1,292 μg 1^?1. The higher N and P concentrations were located in areas of the lake receiving drainage. Nitrification and denitrification processes were significant in removing appreciable inorganic N from the system. In situ denitrification rates determined from acetylene inhibition techniques show the lake removes 560 mg N m^?2 yr^?1. Laboratory investigations using sediment receiving 450 μg NH⁺₄-N (N-15 labeled) showed that the lake has the potential to remove up to 12.8 g N m^?2 yr^?1. Equilibrium studies of P exchanges between the sediment and water column established the potential or adsorption capacity of bottom sediment in removing P from the overlying water. Lake Verret sediment was found to adsorb P from the water column at concentrations above 50 μg P 1^?1 and the adsorption rates were as great as 300 μg P cm^?2 day^?1 Using the ¹³⁷C s dating techniques, approximately 18 g N m^?2 yr^?1 and 1.2 g P m^?2 yr^?1 were removed from the system via sedimentation. Presently elevated nutrient levels are found only in the upper reaches of the lake receiving nutrient input from runoff from streams draining adjacent agricultural areas. Nitrification, denitrification, and adsorption processes at the sediment water interface over a relatively short distance reduces the N and P levels in the water column. However, if the lake receives additional nutrient loading, elevated levels will likely cover a larger portion of the lake, further reducing water quality in the lake.     

利用主要缺氧段ORP作为连续流单污泥污水脱氮除磷系统调控参数

为了优化污水脱氮除磷系统的运行,基于试验结果和物料平衡分析,以系统脱氮除磷性能和缺氧吸磷性能为评价依据,考察主缺氧段氧化还原电位(ORPm)作为连续流单污泥脱氮除磷系统运行调控参数的可行性,并揭示其与氮、磷物质转化规律的关系,确定最佳ORPm设定值.试验期间,以硝化液内循环流量为被控变量,采用PLC自动控制系统调控ORPm,其它运行参数保持不变.试验分为6个阶段,各阶段控制系统ORPm设定值分别为-143、-123、-105、-95、-72以及-57 m V.结果表明,不同ORPm设定值条件下,出水氨氮浓度变化较小,但TN、TP浓度变化较明显,当ORPm设定值为-95 m V时,连续流单污泥脱氮除磷系统具有最佳的氮磷去除性能.物料平衡分析结果表明,当ORPm设定值由-143 m V增加至-57 m V时:1主缺氧段硝酸盐氮反应量分别为214.40、235.16、241.16、244.02、240.90以及233.65 mg·h-1;该段内TN转化量分别为244.92、255.85、328.04、347.45、336.42以及320.60 mg·h-1,硝酸盐氮和TN反应量均在ORPm设定值为-95 m V时达到峰值.2厌氧段释磷量分别为-214.12、-228.64、-259.26、-264.54、-256.92和-252.84 mg·h-1,系统总吸磷量分别为252.15、275.85、332.25、338.10、336.15和324.30 mg·h-1,其中主缺氧段吸磷量分别为30.27、62.14、124.58、154.41、150.41和138.30 mg·h-1,吸磷量在ORPm设定值为-95 m V时达到峰值.结果表明,ORPm值可作为连续流单污泥脱氮除磷系统运行调控参数.     

废酸再生装置尾气H2O2氧化法脱硝中试研究

为有效降低废酸再生装置尾气污染物NOx浓度,中海炼化惠州炼化分公司在l万吨/年的废酸再生装置尾气进行了H2 O2脱硝中试试验,以H2 O2为氧化剂,以钠碱为吸收剂,采用部分烟气加温激活H2 O2,产生大量的活性基团,从而氧化尾气中的NOx,生成高价态的NOx,然后用碱液吸收.结果表明:NOx脱除效率受停留时间影响,当采用填料塔时,停留时间达到4 s,脱除效率达到18％ ～21％;当采用填料-鼓泡工艺时,停留时间达到10 s～12 s,脱除效率可达到60％～70％,出口NOx浓度满足广东省地方排放标准要求.     

预处理方法对玉米芯作为反硝化固体碳源的影响

分别用1.5%NaOH、1%H2SO4、1.5%H2O2和碱性双氧水(含有1.5%H2O2的NaOH溶液)并联合紫外照射对玉米芯进行预处理,将预处理后玉米芯作为反硝化固体碳源和微生物载体进行静态释碳和静态反硝化实验,考察预处理后玉米芯释碳、反硝化性能及微生物附着情况.结果表明,经过碱和碱性双氧水预处理后的玉米芯碳源可利用性和反硝化效率均有显著的改善,尤其是碱预处理方法,静态反硝化反应至41 d时,仍能保持90%以上的硝酸盐去除率.因此,碱预处理方法可以改善玉米芯释碳性能,有利于微生物的附着和碳源的利用.     

MBR处理腈纶废水的效能及微生物群落结构分析

采用序批式膜生物反应器(SBMBR)处理腈纶聚合废水和丙烯腈废水,考察了不同废水比例和运行条件下反应器的运行效果,并采用PCR-DGGE技术分析了反应器内微生物群落结构的变化.结果表明,SBMBR对腈纶废水具有较好的处理效果,碳源和碱度不足是影响脱氮效果的两个主要因素;在水力停留时间为24 h,90 min缺氧/150 min好氧交替运行的条件下,COD、NH+4-N和TN的平均去除率分别为82.5%、98.7%和74.6%,出水水质可以稳定达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准;PCR-DGGE分析结果表明,反应器内微生物多样性与进水水质和运行条件密切相关,微生物群落呈现出较明显的演替过程;通过克隆测序,从9个污泥样品中成功鉴定获得22种微生物的16S r DNA序列,并筛选出7种降解腈纶废水的优势菌种.     

基于呼吸图谱的自养菌与异养菌内源呼吸过程分析

内源呼吸是活性污泥重要的代谢过程,但目前对内源呼吸过程的认识较为模糊.本研究采用呼吸图谱的方法,对以去除BOD为代表的异养菌和以硝化菌为代表的自养菌的内源呼吸特征进行了解析.结果表明,上述两类细菌进入内源呼吸时间几乎相同,但异养菌进入休眠期较快,且处于休眠期的易恢复生物量比例较高,表明异养菌具有较强的环境适应能力,而自养菌则相反,因此,本研究从内源呼吸角度证实了自养菌较为脆弱.另外,研究还发现,内源呼吸速率比例的增大反映出污泥活性变差,是表征活性污泥活性的重要参数,可作为活性污泥健康状态的定量描述指标.本研究成果深化了内源呼吸过程的进一步认识,为污水处理厂运行管理提供理论基础.     

N2O emission from nitrogen removal via nitrite in oxic-anoxic granular sludge sequencing batch reactor

Bionitrification is considered to be a potential source of nitrous oxide （N2O） emissions, which are produced as a by-product during the nitrogen removal process. To investigate the production of N2O during the process of nitrogen removal via nitrite, a granular sludge was studied using a labscale sequence batch reactor operated with real-time control. The total production of N2O generated during the nitrification and denitrification processes were 1.724 mg/L and 0.125 mg/L, respectively, demonstrating that N2O is produced during both processes, with the nitrification phase generating larger amount. In addition, due to the NEO-N mass/oxidized ammonia mass ratio, it can be concluded that nitrite accumulation has a positive influence on N2O emissions. Results obtained from PCRDGGE analysis demonstrate that a specific Nitrosomonas microorganism is related to N2O emission.     

低强度超声波强化低温SMBR脱氮的性能与机制研究

考察了低温条件下低强度超声波对SMBR脱氮的强化作用,并研究了对硝化细菌脱氢酶活性和细胞通透性的影响。结果表明,经超声波强化后,SMBR对NH3-N5的去除效果得到明显提高,总去除率由启动完成时的65.94%升至84.01%,且长期运行稳定,说明超声波解除了低温对硝化作用的抑制。0.28 W/L超声波辐照20 min,可使硝化细菌脱氢酶活性提高81.19%,0.14 W/L的超声波辐照10 min使脱氢酶活性提高43.18%。0.28 W/L的超声功率密度对脱氢酶的活性提高程度最大,因此是较合适的超声波参数。     

异养硝化-好氧反硝化菌Burkholderiasp.YX02强化连续流反应器中微生物群落结构解析

为揭示生物脱氮反应器中微生物群落结构随时间变化的动态演替过程,以投加包埋固定化异养硝化-好氧反硝化菌Burkholderia sp.YX02建立的连续流反应器为研究对象,利用PCR-DGGE技术获得了不同阶段下微生物群落结构的DNA特征图谱并对图谱进行了多元统计分析,同时考察了微生物群落结构的变化与反应器中p H、NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N及COD等环境因子的相关性.结果表明,反应器在18 d的运行期间微生物群落较为丰富,各阶段群落结构的相似性并不随着反应器的运行而有序递减,相邻阶段群落结构的相似性先下降后上升,反应器内的菌群经演替最终形成了稳定的菌群结构.Shannon-Wiener多样性指数变化与反应器的运行显著关联,不同阶段多样性指数差异明显,整体上呈先下降后上升的趋势,运行后期出现了新的菌群.UPGMA聚类分析大致将反应器的运行过程划分为3个时期,且不同时期存在一定的演变关系.对DGGE图谱进行主成分分析(principal component analysis,PCA)表明,随着反应器的运行,劣势菌被大量淘汰、优势菌株常驻,运行后期形成以包埋菌Burkholderia sp.YX02为代表的新的菌群结构.对微生物的群落结构与环境因子的相关性进行典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)表明,NO-2-N对微生物群落结构的影响最大,其次为NO-3-N、NH+4-N和COD,p H影响最小.