[科普中國]-脫氮

簡介

燃燒前脫硝：加氫脫硝、洗選

燃燒中脫硝：

1）低溫燃燒

2) 低氧燃燒

3）FBC燃燒技術

4）采用低NOx燃燒器

5）煤粉濃淡分離

6）煙氣再循環(huán)技術

燃燒后脫硝：

SNCR（非催化性還原）技術：在爐膛上部噴氨或者尿素使NH3與NOx反應生成N2。

SCR（催化性還原）技術：在煙氣流經(jīng)處安裝催化劑，催化NOx生成N2。

活性炭吸附：配合使用

電子束脫硝：新技術1

脫氮法脫氮法是為防止水體富營養(yǎng)化而對廢水進行除氮的過程。一般分為物理化學法和生物法脫氮兩種。物理化學法有氣體脫氮法、離子交換法、氯處理法等，通常很少采用。實踐中多采用硝化-反硝化作用的生物脫氮法對廢水進行處理。目前已對活性污泥法、生物膜法處理過程中的嫌氣反應與好氣反應經(jīng)過各種形式組合設計出多種處理程序。1

脫氮作用反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的過程。微生物和植物吸收利用硝酸鹽有兩種完全不同的用途，一是利用其中的氮作為氮源，稱為同化性硝酸還原作用：NO3-→NH4+→有機態(tài)氮。許多細菌、放線菌和霉菌能利用硝酸鹽做為氮素營養(yǎng)。另一用途是利用NO2-和NO3-為呼吸作用的最終電子受體，把硝酸還原成氮（N2），稱為反硝化作用或脫氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能進行反硝化作用的只有少數(shù)細菌，這個生理群稱為反硝化菌。大部分反硝化細菌是異養(yǎng)菌，例如脫氮小球菌、反硝化假單胞菌等，它們以有機物為氮源和能源，進行無氧呼吸，其生化過程可用下式表示：

C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量

CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量

少數(shù)反硝化細菌為自養(yǎng)菌，如脫氮硫桿菌，它們氧化硫或硝酸鹽獲得能量，同化二氧化碳，以硝酸鹽為呼吸作用的最終電子受體。可進行以下反應：

5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4

反硝化作用使硝酸鹽還原成氮氣，從而降低了土壤中氮素營養(yǎng)的含量，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利。農(nóng)業(yè)上常進行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循環(huán)中不可缺少的環(huán)節(jié)，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-減少，消除因硝酸積累對生物的毒害作用。1

生物脫氮生物脫氮是指在微生物的聯(lián)合作用下，污水中的有機氮及氨氮經(jīng)過氨化作用、硝化反應、反硝化反應，最后轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。其具有經(jīng)濟、有效、易操作、無二次污染等特， 被公認為具有發(fā)展前途的方法，關于這方面的技術研究不斷有新的成果報道。

傳統(tǒng)的生物脫氮技術始于上世紀30年代，真正應用于20世紀70年代。自Barth三段生物脫氮工藝的開創(chuàng)，A/O工藝、SBR工藝等脫氮工藝相繼被提出并應用于工程實際。1

燃煤電廠NOx的產(chǎn)生機理目前燃煤電廠按常規(guī)燃燒方式產(chǎn)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僅占1%左右。因此燃煤電站NOx的生成與排放量主要取決于NO，火電煙氣脫硝工程也主要是NO的治理過程。

根據(jù)NOx的生產(chǎn)機理，煤炭燃燒過程所產(chǎn)生的NOx量與煤炭燃燒方式、燃燒溫度、過量空氣系數(shù)和煙氣在爐內(nèi)停留時間等因素密切相關，煤炭燃燒產(chǎn)生的NOx的主要機理有三個方面：

第一方面，熱力型NOx。熱力型NOx是由空氣中氮在高溫條件下氧化而成，生成量的多少取決于溫度。

第二方面，燃料型NOx。燃料型NOx是燃料中氮氧化物在燃燒過程中熱分解且氧化而生成的，包括揮發(fā)性NO與焦炭型NO兩種途徑。第三方面，快速型NOx?？焖傩蚇Ox是碳氫化合物燃料在燃燒過濃時，在反應區(qū)附近會快速生產(chǎn)NOx，其轉(zhuǎn)化率取決于過程中空氣過剩條件和溫度水平。1

污水生物脫氮除磷工藝當今，能源問題已引起人們的廣泛關注，水資源是人類生產(chǎn)，生活不可缺少的自然資源，是生態(tài)環(huán)境重要要素之一。隨著廢水排放總量的增加，化肥、合成洗滌劑及農(nóng)藥的廣泛使用，水體中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度不斷升高，而氮、磷是引起水體富營養(yǎng)化的主要原因之一。常規(guī)的生化處理工藝可以有效降低污水的 BOD5和SS，但對污水中同時存在的 N，P 等營養(yǎng)物只能去除 10%~20%，大量含磷污水直接排入水體，因此需要更加穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效的脫氮除磷運行工藝。目前，污水的生物處理具有時變性、非線性和復雜性等特點，這使得污水處理廠的運行和控制非常復雜。

近年來國內(nèi)外學者不斷致力于生物法脫氮除磷工藝的研究，典型代表有 A/O，A2/O，UCT，五段Bardenpho，Phostrip 等。但傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝存在著諸多弊端，許多工藝的革新單從工程的角度改變參數(shù)，缺少對系統(tǒng)內(nèi)生物因素的深入研究，未能從微生物的角度調(diào)控工藝。2