含氮氧化物(NOx)废气是指含有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4等气体的废气。这类废气由于对人体有致毒作用,损害植物,形成酸雨、酸雾,与碳氢化合物形成光化学烟雾及参与臭氧层的破坏等,因而如不对其加以处理直接排入大气中,将给自然环境和人体健康带来严重危害。
目前,处理氮氧化物废气的方法主要有吸收法、催化还原法、燃烧法、吸附法、膜法、电化学法、脉冲电晕法及生化法等,其中生化法是近10多年才发展起来的一种处理方法,因它是模仿自然界的自然净化过程而建立起来的一种处理方法,具有流程短,投资少,运行费用低,管理简便等特点而具有极大的发展潜力,已受到越来越多研究人员的重视。
1 氮氧化物废气的产生及特性
氮氧化物的产生主要来自于两个方面:自然界本身和人类活动。据统计,由自然界本身变化规律产生的NOx每年约500×106t,人类活动产生的NOx每年约50×106t。从数据来看,虽然人类活动产生的NOx较自然界本身产生的NOx少得多,但由于人类活动产生的NOx往往比较集中,浓度较高,且大多在人类活动环境区域内,因而其危害性更大。人类活动产生的氮氧化物主要来源于两个方面:(1)含氮化合物的燃烧;(2)亚硝酸、硝酸及其盐类的工业生产及使用。据美国环保局估计，99%的NO、产生于含氮化合物的燃烧，如火力电厂煤燃烧产生的烟气、汽车尾气等。在亚硝酸、硝酸及其盐类的工业生产及使用过程中，由于它们的还原分解，会放出大量的N OX，其局部浓度很高，处理困难，危害大。
在含NOx废气中，对自然环境和人类生存危害最大的主要是NO和NOz。 NO为无色、无味、无臭气体，微溶于水，可溶于乙醇和硝酸，在空气中可缓慢氧化为N Oz，与氧化剂反应生成NOz，与还原剂反应生成Nzo NO:溶于水和硝酸，和水反应生成HNO:和HN Oz，和碱及强碱弱酸盐反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，和还原剂反应还原为Nz。
2 生化法处理含NOx废气的原理
含NO、废气生化法处理的基本原理是气相中的NO、如NO和NO2首先通过溶解或吸附等传质过程转移至液相，如NO:通过形成N03或NO2而溶于水中，NO被吸附在液相中的微生物或固体物表面而进入液相;然后在外加碳源的情况下借助于微生物的生命代谢活动，通过微生物对分布于液相中的含N化合物的吸收和微生物体内的氧化、还原、分解等生物谢作用，把部分吸收的含N化合物转化为微生物生长所需的营养物质，组成新的细胞，使微生物生长繁殖;另一部分含N化合物则被微生物分解为简单而无害的氮气或容易处理的NO3或NO2，同时释放出微生物生长和活动所需的能量。其转化过程可用下式表示:
3 NOx的生化处理
由于在含NO、废气中对白然环境和人类生存危害最大的主要是NO和N Oz，而NO:易溶于水，处理比较容易，所以目前国内外关于生化法处理氮氧化物的研究，主要是针对含NO废气的处理。关于NO的处理归纳起来主要有反硝化处理和硝化处理两类。
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氮氧化物废气的生化处理技术 |
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