生物结合化学吸收同步脱硫脱硝体系溶液再生和产物调控

随着环境污染的加剧，如何经济有效地控制燃煤中SO2和NOx的排放是世界能源和环境领域的焦点，开发运行成本低、性能良好的烟气同步脱硫脱硝技术是目前该领域发展的方向之一。针对生物法烟气脱硫脱硝和络合吸收脱硝技术的特点和不足，在厌氧硫酸盐还原菌(SRB)和硝酸盐/亚硝酸盐还原-硫氧化细菌(NR-SOB)分离和共存体系中加入络合脱硝产生的包含FeⅡ(EDTA)-NO和FeⅢ(EDTA)的溶液，旨在生物法脱硫脱硝的同时实现络合脱硝溶液的再生。通过静态反应方法研究SRB 和 NR-SOB在络合脱硝溶液存在下的生长和反应特性，明确络合脱硝溶液对菌种的影响；通过研究体系中硫化物转化为单质硫的生物、化学过程、络合脱硝溶液再生过程及过程影响因素，阐明脱硫脱硝产物生成规律和调控措施；通过研究SRB和NR-SOB的共存体系，阐明两类细菌的相互影响，为生物结合化学吸收同步烟气脱硫脱硝技术应用提供理论依据和技术基础。

本课题组提出了生物结合化学吸收同步脱硫脱硝的研究思路，并进行了以下的研究。. 本课题组分离筛选出了适于在FeEDTA溶液中生长和进行硫酸盐还原的脱硫弧菌CMX，对其在Fe(II)EDTA-NO溶液中的硫酸盐还原能力进行了考察。经研究发现，S2-具有单独再生络合脱硝液的能力。通过调查Fe(II)EDTA-NO与S2-反应的化学反应计量学和动力学过程，并分析分析主要的反应产物，实验发现Fe(II)EDTA-NO的还原过程符合一级反应动力学。. 菌株ZGL1和LYM都具有硫自养反硝化的能力，但其相互之间仍有不同。菌株LYM可以在自养的条件下完成硫自养反硝化，而菌株ZGL1必须在加入了葡萄糖作为共基质后，才可以发生硫氧化反硝化过程。菌株ZGL1和LYM都具有单独再生络合脱硝液，同时首次提出，菌株ZGL1和LYM都具有铁自养反硝化的能力。. 此外，检验了无机硫化物对菌株ZGL1再生络合脱硝液的影响。无机硫化合物对菌株ZGL1异养还原Fe(II)EDTA-NO的影响为：SO42-对菌株ZGL1没有影响；SO32-能抑制菌株生长并影响Fe(II)EDTA-NO的还原过程，也能与Fe(II)EDTA-NO直接发生反应并产生N2O，使得最终的N2产量减少，N2O产量增加；S2O32-能相对促进还原。无机硫化合物对菌株ZGL1异养还原Fe(III)EDTA的影响为：额外添加硫酸盐和硫代硫酸盐不会影响ZGL1的正常生长以及Fe(III)EDTA的还原效率。亚硫酸盐可以抑制Fe(III)EDTA的生长和还原速率。. 有研究发现，EDTA可以被微生物生物降解，这会使体系中的络合脱硝液损失。因此，我们研究了混合菌YAZ和菌株CMX在硫酸盐还原体系中对EDTA的生物降解，混合菌YAZ由Desulfovibrio sp.YAZ1和Enterococcus sp.YAZ2组成。通过实验发现，EDTA络合物的形态对其生物降解性具有重要的影响。混合菌YAZ中对EDTA起降解作用的主要是肠球菌YAZ2。O2对EDTA的生物降解具有重要影响。. 本课题还增加了新型的生物脱氮工艺的研究，即好氧反硝化工艺。经过研究发现，菌株LYM不仅在好氧环境下具有良好的好氧反硝化脱除氨氮的功能，还具有异养硝化好氧反硝化脱除氨氮的能力。此外，我们从酶分析的角度进一步阐述菌株功能的实现。