MFC還原煙氣脫硫脫硝產(chǎn)物Fe(Ⅱ)EDTA-NO-Fe(Ⅲ)EDTA和硫酸鹽.pdf

1、利用微生物脫除煙氣中的NOx和SO2具有運(yùn)行成本低、反應(yīng)條件溫和、無二次污染物等優(yōu)勢(shì)，絡(luò)合吸收-生物還原煙氣脫硝技術(shù)(BioDeNOx)和生物法煙氣脫硫技術(shù)(Bio-FGD)作為較為成熟的微生物煙氣脫硫脫硝技術(shù)近年來受到廣泛關(guān)注，而微生物燃料電池(MFC)技術(shù)在污水處理領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了大量研究工作。在已經(jīng)提出的絡(luò)合吸收-生物還原同時(shí)脫硫脫硝的基礎(chǔ)上，本研究提出將MFC與上述脫硫脫硝技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建雙室MFC，在陽極室實(shí)現(xiàn)脫硫產(chǎn)生硫酸鹽的生

2、物轉(zhuǎn)化，在陰極室實(shí)現(xiàn)煙氣絡(luò)合脫硝產(chǎn)生的Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA的生物轉(zhuǎn)化并再生絡(luò)合劑Fe(Ⅱ)EDTA。
　　陽極室以乙酸鈉(CH3COONa)為底物，陰極室以Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA為電子受體時(shí)，F(xiàn)e(Ⅱ)EDTA-NO去除率達(dá)到90％以上，F(xiàn)e(Ⅲ)EDTA的還原率約為30％。而當(dāng)陰極室只含有Fe(Ⅲ)EDTA時(shí)，其還原率可達(dá)到60％左右。不溶的陰極電極是微生物還原Fe(Ⅲ)EDTA過程

3、的唯一電子供體。反硝化微生物既可以從陰極直接獲得電子，也可通過氧化溶液中的Fe(Ⅱ)EDTA而獲得能量的鐵自養(yǎng)反硝化過程將Fe(Ⅱ)EDTA-NO還原，這個(gè)過程是導(dǎo)致二者共存體系中Fe(Ⅲ)EDTA還原率較低的重要原因。在二者共存體系中，F(xiàn)e(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA對(duì)彼此的生物還原過程具有抑制作用，且前者對(duì)后者的抑制更為明顯。陰極室的微生物群落分析顯示，變形菌門尤其是β-變形菌在陰極的生物群落中占據(jù)主導(dǎo)地位。
　　

4、利用含有硫酸鹽還原菌(SRB)和硫氧化細(xì)菌(SOB)的污泥做為MFC陽極室的接種源，在系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行條件下，陽極室的硫酸鹽去除率為56～65％，陰極室中的Fe(Ⅱ)EDTA-NO幾乎全部除去，F(xiàn)e(Ⅲ)EDTA的還原率為36～42％。批式實(shí)驗(yàn)表明硫化物在SOB的作用下在陽極室被氧化并將產(chǎn)生的電子傳遞到陰極參與還原反應(yīng)。在陽極體系內(nèi)硫酸鹽首先被SRB還原為硫化物，隨后硫化物在SOB的作用下以陽極為電子受體被氧化為單質(zhì)硫，同時(shí)產(chǎn)生的電子通過外

5、電路傳遞到陰極參與Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA的還原。此外在陽極室單獨(dú)含有乳酸鈉的條件下，陰極室中Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA還原過程依舊會(huì)進(jìn)行。當(dāng)陽極液中乳酸鈉與硫酸鹽的比值(substrate/sulfate)較高時(shí)，溶液中硫化物的電化學(xué)氧化過程被抑制使得硫化物會(huì)發(fā)生一定程度的積累。恒電位實(shí)驗(yàn)表明，隨著陽極電勢(shì)的升高硫化物氧化速度不斷加快，當(dāng)陽極電勢(shì)低于-600 mV(vs Ag/AgCl電極)時(shí)硫化