[科普中国]-脱氮

简介

燃烧前脱硝：加氢脱硝、洗选

燃烧中脱硝：

1）低温燃烧

2) 低氧燃烧

3）FBC燃烧技术

4）采用低NOx燃烧器

5）煤粉浓淡分离

6）烟气再循环技术

燃烧后脱硝：

SNCR（非催化性还原）技术：在炉膛上部喷氨或者尿素使NH3与NOx反应生成N2。

SCR（催化性还原）技术：在烟气流经处安装催化剂，催化NOx生成N2。

活性炭吸附：配合使用

电子束脱硝：新技术1

脱氮法脱氮法是为防止水体富营养化而对废水进行除氮的过程。一般分为物理化学法和生物法脱氮两种。物理化学法有气体脱氮法、离子交换法、氯处理法等，通常很少采用。实践中多采用硝化-反硝化作用的生物脱氮法对废水进行处理。目前已对活性污泥法、生物膜法处理过程中的嫌气反应与好气反应经过各种形式组合设计出多种处理程序。1

脱氮作用反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：

C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量

CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量

少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。可进行以下反应：

5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4

反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。1

生物脱氮生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应、反硝化反应，最后转化为氮气的过程。其具有经济、有效、易操作、无二次污染等特， 被公认为具有发展前途的方法，关于这方面的技术研究不断有新的成果报道。

传统的生物脱氮技术始于上世纪30年代，真正应用于20世纪70年代。自Barth三段生物脱氮工艺的开创，A/O工艺、SBR工艺等脱氮工艺相继被提出并应用于工程实际。1

燃煤电厂NOx的产生机理目前燃煤电厂按常规燃烧方式产生的NOx主要包括一氧化氮（NO)、二氧化氮（NO2），以及少量的N2O，其中NO占90%，NO2占5%-10%，N2O仅占1%左右。因此燃煤电站NOx的生成与排放量主要取决于NO，火电烟气脱硝工程也主要是NO的治理过程。

根据NOx的生产机理，煤炭燃烧过程所产生的NOx量与煤炭燃烧方式、燃烧温度、过量空气系数和烟气在炉内停留时间等因素密切相关，煤炭燃烧产生的NOx的主要机理有三个方面：

第一方面，热力型NOx。热力型NOx是由空气中氮在高温条件下氧化而成，生成量的多少取决于温度。

第二方面，燃料型NOx。燃料型NOx是燃料中氮氧化物在燃烧过程中热分解且氧化而生成的，包括挥发性NO与焦炭型NO两种途径。第三方面，快速型NOx。快速型NOx是碳氢化合物燃料在燃烧过浓时，在反应区附近会快速生产NOx，其转化率取决于过程中空气过剩条件和温度水平。1

污水生物脱氮除磷工艺当今，能源问题已引起人们的广泛关注，水资源是人类生产，生活不可缺少的自然资源，是生态环境重要要素之一。随着废水排放总量的增加，化肥、合成洗涤剂及农药的广泛使用，水体中的营养物质浓度不断升高，而氮、磷是引起水体富营养化的主要原因之一。常规的生化处理工艺可以有效降低污水的 BOD5和SS，但对污水中同时存在的 N，P 等营养物只能去除 10%~20%，大量含磷污水直接排入水体，因此需要更加稳定、经济、高效的脱氮除磷运行工艺。目前，污水的生物处理具有时变性、非线性和复杂性等特点，这使得污水处理厂的运行和控制非常复杂。

近年来国内外学者不断致力于生物法脱氮除磷工艺的研究，典型代表有 A/O，A2/O，UCT，五段Bardenpho，Phostrip 等。但传统的脱氮除磷工艺存在着诸多弊端，许多工艺的革新单从工程的角度改变参数，缺少对系统内生物因素的深入研究，未能从微生物的角度调控工艺。2