生物塔烟气同时脱硫脱氮性能强化技术方法的应用基础研究

In recent years, the research on technology of simultaneous desulfurization and denitrification from flue gas is one of preceding hotspots of new technology research in waste gas purification technology area for environmental protection. Based on the foundation and experience obtained in earlier research works, by using the lab test system of biofilm-packing column, aiming at the problems that made the simultaneous desulfurization and denitrification function of bio-purifying tower could not be brought into play stably for a long-term running, the applied basic research on technical method of intensifying the capabilities of bio-purifying tower to simultaneous desulfurization and denitrification from flue gas will be implemented in this project. The main research works include the intensifying function and mechanism of chemical stimulation and biological optimization, the intensifying method of the capabilities of bio-purifying tower to simultaneous desulfurization and denitrification from flue gas, the intensifying process mechanism and its dynamics problems and so on. The predominance and characteristics of both intensifying methods of chemical stimulation and biological optimization will be optimized and integrated in this project. The research object is to develop and research a kind of new intensifying method of the capabilities of bio-purifying tower to simultaneous desulfurization and denitrification from flue gas, with the integrated intensifying efficacy of "chemical stimulation -biological optimization".

近年来，烟气同时脱硫脱氮技术的研究一直是环保废气净化技术领域的新技术研究前沿热点之一。本项目结合前期关于生物法同时脱除烟气中SO2和NOx的研究基础和经验，运用小型生物膜填料塔实验系统，针对应用生物法烟气同时脱硫脱氮技术的过程中出现的影响生物净化塔长时间稳定发挥其烟气同时脱硫脱氮作用的问题，开展对化学刺激强化作用及机理、生物学优化强化作用及机理、生物膜填料塔同时脱硫脱氮性能强化方法、强化过程机理及动力学等方面的应用基础研究，优化集成化学刺激强化方法和生物学优化强化方法的优势及特性，研究形成一种具有"化学刺激-生物学优化"集成强化功效的生物塔烟气同时脱硫脱氮性能新型强化技术方法。

近年来，烟气同时脱硫脱氮技术的研究一直是环保废气净化技术领域的新技术研究前沿热点之一。本项目组结合前期研究基础和经验，运用小型生物膜填料塔实验系统，开展了对化学刺激强化作用、生物学优化强化作用、生物膜填料塔同时脱硫脱氮性能强化方法、相关强化过程机理及动力学等方面的应用基础研究，结果显示，对分别按原生物膜系统、化学强化及“化学刺激+生物学定向优化”集成强化操作的生物膜填料塔，在气体流量为 0.2m3/h、 SO2及NOx进口气体浓度分别为2000～3000mg/m3及1100～1800 mg/m3、循环液流量及其pH分别为8～9L/h、0.5～2.0的条件下，以按“化学刺激+生物学定向优化” 集成强化操作的生物膜填料塔的烟气同时脱硫脱氮效果提升幅度最大，对照原生物膜组，SO2净化效率从约60%大幅度提高到了100%；同时，NOX净化效率相应从约24%明显提高到了约50%。对应的动力学研究表明，“化学刺激-生物学定向优化”集成强化前后，生物膜中SO2、NOX的生化降解反应均为一级反应和快速生化反应，集成强化作用主要是显著提高了SO2、NOX的生化降解反应速率。其中，对SO2的生化降解速率提高十分明显，对照原生物膜组，用于判断反应速率大小的准数MSO2值在强化前后从M=22增加到了M=43；同时，MNOx值也对应从M=7增加到了M=15。应用“吸附-生物膜”理论及动力学模型，对原生物膜系统、化学强化及“化学刺激+生物学定向优化” 集成强化操作前后的生物膜填料塔的净化效率等进行模拟及对比验证显示，模拟计算值与实验值之间均具有良好的相关性，表明该理论的动力学模型可以用于描述“化学刺激-生物学优化”集成强化SO2、NOX在生物膜中的生化降解反应过程。本项目研究形成了一种具有“化学刺激-生物学优化”集成强化功效的生物塔烟气同时脱硫脱氮性能新型强化技术方法，取得了预期的研究成果。