基本介紹
- 中文名：脫氮
- 外文名：denitrification
- 分類：燃燒前、燃燒過程、燃燒後脫硝
- 脫氮法：防止水體富營養化而進行除氮
- 作用：還原硝酸鹽，釋放出分子態氮
- 學科：化學
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基本信息
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）採用低NOx燃燒器
5）煤粉濃淡分離
6）煙氣再循環技術
燃燒後脫硝：
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
脫氮法
脫氮法是為防止水體富營養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，通常很少採用。實踐中多採用硝化-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過各種形式組合設計出多種處理程式。
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+→有機態氮。許多細菌、放線菌和黴菌能利用硝酸鹽做為氮素營養。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細菌，這個生理群稱為反硝化菌。大部分反硝化細菌是異養菌，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
少數反硝化細菌為自養菌，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的含量，對農業生產不利。農業上常進行中耕鬆土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循環中不可缺少的環節，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。
生物脫氮
生物脫氮是指在微生物的聯合作用下，污水中的有機氮及氨氮經過氨化作用、硝化反應、反硝化反應，最後轉化為氮氣的過程。其具有經濟、有效、易操作、無二次污染等特， 被公認為具有發展前途的方法，關於這方面的技術研究不斷有新的成果報導。
傳統的生物脫氮技術始於上世紀30年代，真正套用於20世紀70年代。自Barth三段生物脫氮工藝的開創，A/O工藝、SBR工藝等脫氮工藝相繼被提出並套用於工程實際。
產生機理
燃煤電廠NOx的產生機理
目前燃煤電廠按常規燃燒方式產生的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於NO，火電煙氣脫硝工程也主要是NO的治理過程。
根據NOx的生產機理，煤炭燃燒過程所產生的NOx量與煤炭燃燒方式、燃燒溫度、過量空氣係數和煙氣在爐內停留時間等因素密切相關，煤炭燃燒產生的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，生成量的多少取決於溫度。
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，包括揮發性NO與焦炭型NO兩種途徑。第三方面，快速型NOx。快速型NOx是碳氫化合物燃料在燃燒過濃時，在反應區附近會快速生產NOx，其轉化率取決於過程中空氣過剩條件和溫度水平。
系統圖
系統圖除磷工藝
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，生活不可缺少的自然資源，是生態環境重要要素之一。隨著廢水排放總量的增加，化肥、合成洗滌劑及農藥的廣泛使用，水體中的營養物質濃度不斷升高，而氮、磷是引起水體富營養化的主要原因之一。常規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，因此需要更加穩定、經濟、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、非線性和複雜性等特點，這使得污水處理廠的運行和控制非常複雜。
近年來國內外學者不斷致力於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，缺少對系統內生物因素的深入研究，未能從微生物的角度調控工藝。
