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一氧化氮络合吸收产物的测定及其微生物还原特性的研究

作　者: 刘芸
导　师: 李伟
学　校: 浙江大学
专　业: 环境工程
关键词: 络合吸收产物测定混合培养物微生物还原特性
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

氮氧化物(NOx)废气的大量排放不仅会对人类健康造成巨大危害,还会导致环境污染。火电厂作为氮氧化物排放量的大户,征对其的氮氧化物控制技术成为研究热点。针对现有烟气脱硝技术的缺陷,课题组提出了化学吸收-生物还原技术来脱除烟气中的NOx,因其具有有处理效果好、经济成本低等优点,在烟气脱硝领域具有巨大的应用前景。本文作为该课题的一部分,研究了测定络合吸收产物的影响因素以及运用混合培养物(脱氮菌DN-2与铁还原菌FR-2混合后进行培养得到的微生物群)还原络合吸收产物时其相应的还原特性,并建立了相应的动力学模型,对络合吸收产物中同时存在Fe(Ⅲ)EDTA和Fe(Ⅱ)EDTA-NO两种物质时,通过两种物质的初始浓度,对其还原速率进行预测。通过波长扫描,放置时间,溶液pH值对吸光度的影响等的考察,发现测定Fe(Ⅱ)EDTA-NO的最佳条件为在波长438nm下,pH值在5.23～8.07之间,即时测定,且操作时间需控制在1分钟内。在经典的邻菲罗啉测定亚铁方法的基础上,发现Fe(Ⅱ)EDTA这一络合形态对亚铁的测定有一定的影响,确定了在本体系中最佳测定条件为波长510nm下,显色剂用量为2.5ml,显色时间为30min, pH值在5.23～5.7之间。反应器的常规运行条件下Fe(Ⅱ)EDTA-NO浓度大约在1-2mM左右,添加NH4Cl对去除效率影响不大,故综合考虑经济性以及反应器的去除效率,反应器常规运行时不需要添加NH4Cl。在不同配比的络合吸收产物中,Fe(Ⅱ)EDTA-NO的还原均能在10小时内基本全部还原,平均还原速率随着Fe(Ⅱ)EDTA-NO初始浓度的增加而提高。在10小时左右,Fe(Ⅲ)EDTA的最大还原率仅为60%左右,且随着Fe(Ⅱ)EDTA-NO的初始浓度的提高进一步下降,最低至20%-30%左右。微生物生长随Fe(Ⅱ)EDTA-NO的初始浓度的增加而对数生长期延迟。pH值均随着微生物对络合吸收产物的转化而下降,在10小时左右从7下降到5.2左右。当Fe(Ⅱ)EDTA-NO浓度在1.4～3mM之间时,亚铁在前10小时内迅速增加,并在22小时左右占到总铁的90%左右。而当Fe(Ⅱ)EDTA-NO初始浓度在3.2～5.7mM范围内时,亚铁有一定的增长速率,而在10小时后基本保持不变或小幅增长。当络合吸收产物中其物质组成为Fe(Ⅱ)EDTA-NO1.4～2.4mM,总铁11.3mM时,整体还原效果最佳。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-7
Abstract  7-9
目次  9-12
1 绪论  12-15
2 文献综述  15-25
  2.1 氮氧化物的危害及排放现状  15-16
  2.2 烟气脱硝主要技术  16-23
    2.2.1 选择性催化还原  16-17
    2.2.2 选择性非催化还原  17
    2.2.3 吸收法  17
    2.2.4 络合吸收法  17-19
    2.2.5 生物法  19-22
    2.2.6 络合吸收-生物还原法  22-23
  2.3 立题依据  23-24
  2.4 研究内容  24-25
3 实验材料与方法  25-28
  3.1 测定Fe(Ⅱ)EDTA-NO的影响因素  25
    3.1.1 试剂和仪器  25
    3.1.2 实验方法  25
  3.2 测定Fe(Ⅱ)EDTA与Fe(Ⅲ)EDTA的影响因素  25-26
    3.2.1 试剂和仪器  25-26
    3.2.2 实验方法  26
  3.3 络合吸收产物微生物还原特性实验  26-28
    3.3.1 试剂  26
    3.3.2 菌种驯化和富集  26-27
    3.3.3 络合吸收产物还原性能实验  27-28
4 测定络合吸收产物的影响因素  28-39
  4.1 测定Fe(Ⅱ)EDTA-NO的影响因素  28-32
    4.1.1 波长  28-29
    4.1.2 放置时间  29-30
    4.1.3 溶液pH值  30-31
    4.1.4 标准曲线的绘制  31-32
    4.1.5 结论  32
  4.2 测定Fe(Ⅱ)EDTA与Fe(Ⅲ)EDTA的影响因素  32-39
    4.2.1 波长  32-33
    4.2.2 显色剂用量  33-35
    4.2.3 显色时间  35-36
    4.2.4 溶液pH值  36-37
    4.2.5 标准曲线的绘制  37-38
    4.2.6 结论  38-39
5 微生物对络合吸收产物的还原特性  39-59
  5.1 接种不同来源微生物的还原特性比较  39-44
    5.1.1 Fe(Ⅱ)EDTA-NO的还原  40-42
    5.1.2 Fe(Ⅲ)EDTA的还原  42-44
    5.1.3 结论  44
  5.2 NH_4Cl对微生物还原特性的影响  44-50
    5.2.1. 还原Fe(Ⅲ)EDTA  45
    5.2.2 还原Fe(Ⅲ)EDTA与Fe(Ⅱ)EDTA-NO的混合物  45-49
    5.2.3 结论  49-50
  5.3 络合吸收产物的不同浓度配比对微生物还原特性的影响  50-59
    5.3.1 络合吸收产物的不同浓度配比下还原速率模型的建立  50-52
    5.3.2 络合吸收产物的不同浓度配比下体系微生物的生长  52-53
    5.3.3 络合吸收产物的不同浓度配比对还原速率的影响  53-56
    5.3.4 络合吸收产物的不同浓度配比下体系pH的变化  56-57
    5.3.5 络合吸收产物的不同浓度配比下体系亚铁的变化  57-58
    5.3.6 结论  58-59
6 结论与建议  59-61
  6.1 结论  59-60
  6.2 本文创新点  60
  6.3 建议和展望  60-61
参考文献  61-66
作者简历及在学期间所取得的科研成果  66

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