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氮氧化物是導致我國大氣污染問題的重要原因之一。生物法煙氣脫硝技術(shù)是削減氮氧化物的技術(shù)手段之一。從生物圈氮素循環(huán)出發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮氣的途徑主要是反硝化作用和厭氧氨氧化作用。這為利用厭氧氨氧工藝實現(xiàn)煙氣脫硝提供了出發(fā)點。

厭氧氨氧化的生化反應(yīng)模型中指出一氧化氮是厭氧氨氧化反應(yīng)的中間產(chǎn)物，在聯(lián)氨合成酶的作用下可以和銨反應(yīng)生成聯(lián)氨，進而在聯(lián)氨水解酶的作用下轉(zhuǎn)化為氮氣。這為以厭氧氨氧化作用為基礎(chǔ)為開發(fā)新型生物煙氣脫硝技術(shù)提供了理論可能。

在利用厭氧氨氧化工藝進行煙氣脫硝時有兩種途徑：，作為主流物化法的輔助手段，即運用厭氧氨氧化工藝去處理此部分物化法脫硝尾液，以降低煙氣脫硝的后續(xù)污水處理的成本;第二，為主要的處理手段，直接利用厭氧氨氧化工藝處理煙氣中氮氧化物。考慮到傳質(zhì)過程和實際應(yīng)用情況，化學吸收耦合厭氧氨氧化的聯(lián)合工藝是未來重要的研究方向之一。

在該工藝中，需要解決兩個關(guān)鍵問題：

，相態(tài)轉(zhuǎn)移問題，即如何將氣態(tài)中的一氧化氮轉(zhuǎn)移至水相，保證煙氣中氮氧化物穩(wěn)定的脫除，絡(luò)合吸收劑的選擇與再生問題也值得深度研究;第二，菌種培養(yǎng)問題，即如何能夠?qū)崿F(xiàn)不同生li特性的功能菌群協(xié)同生長，發(fā)揮各自功能屬性，解決氮素的脫除問題。

其中，工藝參數(shù)溫度、pH、絡(luò)合態(tài)基質(zhì)濃度以及抑制物的影響均有待解決。此外，采用何種反應(yīng)裝置對于菌種的培養(yǎng)也十分重要。傳統(tǒng)的生物法煙氣脫硝工藝所采用的反應(yīng)器主要包括生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌塔、生物轉(zhuǎn)盤、生物填料塔等;對于厭氧

氨氧化煙氣脫硝工藝，設(shè)計出大氣量、低壓降的脫氮裝置對該工藝的應(yīng)用十分重要。

目前，厭氧氨氧化工藝在煙氣脫硝領(lǐng)域報道仍較少。但是在廢水處理領(lǐng)域，厭氧氨氧化工藝已成功應(yīng)用于污泥消化液

等廢水的處理中，具有相當高的技術(shù)經(jīng)濟性。如能夠解決上述厭氧氨氧化煙氣脫硝工藝的瓶頸問題無疑為開發(fā)、經(jīng)濟的生物法煙氣脫硝技術(shù)提供了新思路。

厭氧氨氧化煙氣脫硝工藝所面臨的關(guān)鍵問題

從實現(xiàn)途徑角度出發(fā)，厭氧氨氧化煙氣脫硝工藝所面臨的關(guān)鍵問題主要有以下兩方面。

(1)相態(tài)轉(zhuǎn)移問題利用厭氧氨氧化工藝實現(xiàn)煙氣脫硝的關(guān)鍵的步驟在于讓一氧化氮參與到厭氧氨氧化菌的代謝過程中。工業(yè)煙氣一般氣量巨大，如果直接讓煙氣中一氧化氮與微生物反應(yīng)，勢必需要設(shè)計出大氣量、低壓降的脫硝裝置來滿足實際生產(chǎn)需求。如前所述，利用化學吸收法將氣相中一氧化氮轉(zhuǎn)化為液相中絡(luò)合態(tài)一氧化氮是解決辦法之一。

這樣既可以利用化學吸收劑快速、穩(wěn)定地將一氧化氮從氣相中脫除，又能將吸收尾液用于后續(xù)厭氧氨氧化反應(yīng)。傳統(tǒng)的生物法煙氣脫硝技術(shù)也有很多案例是利用化學吸收耦合反硝化進行煙氣脫硝，該工藝的原理是首先采用亞鐵型絡(luò)合劑Fe(Ⅱ)L(L為絡(luò)合劑)吸收煙氣中一氧化氮，然后再利用反硝化菌和鐵氧化菌等分別實現(xiàn)脫硝和絡(luò)合劑的再生。絡(luò)合劑Fe(Ⅱ)L包括Fe(Ⅱ)EDTA、Fe(Ⅱ)Cit等幾種類型。故可以借鑒絡(luò)合吸收的思路，采用Fe(Ⅱ)L絡(luò)合劑吸收一氧化氮，再與廢水中的銨反應(yīng)生成氮氣。

(2)菌種培養(yǎng)條件脫硝微生物是開發(fā)厭氧氨氧化煙氣脫硝工藝的基礎(chǔ)。工藝參數(shù)的設(shè)置也是圍繞如何更好地培養(yǎng)功能菌，促進其代謝過程。微生物培養(yǎng)條件中重要的參數(shù)包括需氧型、溫度、pH、底物濃度等。

厭氧氨氧化菌的生境為缺氧或厭氧環(huán)境，研究表明在氧氣體積分數(shù)為0.5%～2.0%的空氣條件下，厭氧氨氧化菌被*抑制。在實際生產(chǎn)過程中，煙氣中存在一定濃度的氧氣，這可能會對厭氧氨氧化菌的代謝產(chǎn)生不利影響。

對于該問題可以通過混培體系中硝化細菌和厭氧氨氧化菌的協(xié)同作用來解決。硝化細菌可以消耗氧氣，為厭氧氨氧化菌創(chuàng)造厭氧環(huán)境，厭氧氨氧化菌則能夠在厭氧條件下把銨和一氧化氮轉(zhuǎn)化為氮氣。厭氧氨氧化菌生長的適溫度為30～35℃，溫度過高會對生物法煙氣脫硝產(chǎn)生不利影響。

在實際生產(chǎn)過程中，煙氣出口溫度一般為140～150℃。對于該問題可通過設(shè)置間壁式換熱器的方式解決。以水為冷卻介質(zhì)，一方面回收了部分熱能，另一方面可以將煙氣溫度降至厭氧氨氧化菌的適溫度。此外，換熱過程中要注意由于煙氣冷凝造成的管道腐蝕問題。

厭氧氨氧化菌生長的適pH為6.7～8.3。在實際生產(chǎn)過程中，煙氣在進行煙氣脫硫除塵后仍會有少部分二氧化硫。二氧化硫進入水相后會影響水相中pH的變化，進而對可能脫硝過程產(chǎn)生影響。對于該問題需要通過監(jiān)控液相pH變化和添加適量堿液來解決。厭氧氨氧化菌可以耐受一定濃度的一氧化氮，并能利用一氧化氮進行代謝。同時厭氧氨氧化菌也需要硝化細菌等為其創(chuàng)造厭氧環(huán)境，而硝化細菌卻容易受一氧化氮的抑制。