微生物脱硝法的原理:适宜的脱氮菌利用NO x作为氮源,将NO x 还原成最基本的无害的N 2 ,而脱氮菌本身获得生长繁殖。其中NO 2 先溶于水中形成NO 3 及NO 2- 再被生物还原为N2 ,而NO则是被吸附在微生物表面后直接被微生物还原为N 2 ,因此微生物法净化NO x 也主要利用了反硝化细菌的异化反硝化作用。微生物法的处理装置主要有生物洗涤塔、生物过滤塔、生物滴滤塔和生物转鼓等。国内外对微生物法的研究报道主要针对NO x 中不易溶于水的NO,按其处理方式分为硝化处理、反硝化处理及真菌处理3类。微生物脱硝法与传统的脱硝法相比,具有工艺设备简单、能耗小、处理费用低、二次污染少等特点,因而成为世界各国工业废气净化的热点课题之一。
最早应用生物法脱硝的是美国爱达荷国家工程实验室,其利用脱氮菌还原处理烟道气中的NO x ,该研究将含NO为100~400 g/L的烟气通过一个堆肥填料塔,当烟气在塔中的停留时间约为1 min,NO进口浓度为335 mg/m 3 时,NO的净化率为99%。塔中细菌生存的最佳温度为30~45 ℃,pH值为6.5~8.5 。波兰的Sławomir Poskrobko等添加菜籽饼与煤共同燃烧,利用微生物法还原处理烟气中的NO x ,结果表明,当菜籽饼添加量为10%时,NO x的相对排放量减少了近30%,使SNCR脱硝效率从15%提高到40%。浙江大学的Bi-Hong Lu等以微生物脱硝同液体吸收法联用对模拟烟气进行脱硝研究,结果发现NO的脱硝效率达到90%,同时提出混合吸收法具有重大的市场潜力。华南理工大学的Ran Jiang等利用含恶臭假单胞菌的生物滴滤进行脱硝实验,发现脱硝效率达到82.9%~92.4%。现今国际上对微生物脱硝技术的研究尚处于初始阶段,其原因一方面是由于烟气的气量通常比较大,且烟气中的NO x 主要以NO形式存在,NO又基本不溶于水,不能进入液相介质中被微生物所转化,再加上微生物吸附NO的能力差,导致NO x 的实际净化率较低;另一方面,由于对脱氮微生物的基础研究不够,致使工业放大有技术上的困难。因此,今后微生物脱硝技术研究的发展方向是:①与其它脱硝方式复合,使微生物作用最大化;②开发相关微生物固定载体及微生物应用放大技术;③加强高效廉价吸附还原NO x 的功能菌的选育的研究。