[發明專利]用于含HCN廢氣處理的硝化菌群、生物濾床、裝置及方法

有效

• 申請號: 202110169752.0
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112915772B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 趙炳文;閆超
• 申請（專利權）人: 朗昆（北京）新環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/84
• 分類號: B01D53/84;B01D53/54
• 代理公司: 北京安度修典專利代理事務所(特殊普通合伙) 11424
• 代理人: 楊方成

本發明涉及廢氣凈化領域，具體涉及一種用于含HCN廢氣處理的硝化菌群、生物濾床、裝置及方法。本發明提供的用于提高廢氣處理效率的硝化菌群，包括質量比為0.9?1.5:1?1.6的亞硝化細菌和硝化細菌。本發明通過將目標菌群與硝化菌群進行均勻混合，可以實現對高濃度含氰化物的工業廢氣的處理效率高達92.7％以上，廢氣中的含氰污染物在生物濾床中被以生物膜形式附著在填料表面的生物菌群吸收后，在生物菌群自身的生長代謝過程中，轉化成無害的N₂，CO₂和H₂O，從而實現了對廢氣中含氰化合物的深度處理，同時無二次污染的產生。

技術領域

本發明涉及廢氣凈化技術領域，尤其涉及一種用于含HCN廢氣處理的硝化菌群、生物濾床、裝置及方法。

背景技術

氰化氫(HCN)是工業廢氣中極為典型的非常規有毒有害污染物之一，為劇毒氣體，其毒性是CO的35倍。氰化物除對人畜有極大危害性，對植物、水土也同樣具有危害污染。同時，HCN還具有腐蝕性，在工業廢氣后續處理過程中，對生產設備、管道也會產生一定的腐蝕。我國《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)規定氰化物的最高排放標準僅為1.9mg/m3(1.72ppm)。

目前國內外脫除工業廢氣中的HCN主要有4種方法：吸收法、吸附法、燃燒法和催化氧化法。

1.吸收法

含HCN的廢氣，經堿液吸收后，HCN電離生成CN-，隨后對含CN-的吸收液進行二次處理。根據后續處理方法的不同，吸收法又可細分為生物降解法、膜分離法、解吸法、電解氧化法、加壓水解法、堿性氯化法等方法。

吸收法處理HCN，須先采用堿液吸收，原則上可將HCN轉化為NaCN和 Ca(CN)2等氰化鹽，達到消除效果。但該過程對HCN的處理不完全，氰化鹽仍屬于劇毒的不揮發物質，易產生二次污染。工藝方面存在成本高、處理周期長、無法回收氰化物或金屬等問題，從而限制了吸收法消除HCN的應用前景，未來還需開發更為有效的、環保的新方法。

2.吸附法

吸附法是指吸附劑通過物理或化學吸附，將HCN吸附固定進而消除。常用的吸附劑有活性炭、分子篩、沸石、層狀雙金屬氫氧化物等，通過負載如 Cu、Co、Ni、Mo和Ag等活性組分進行改性，以提高吸附劑對HCN的消除性能。

吸附法不適于處理高濃度的HCN氣體。吸附法難以實現對HCN的深度凈化，部分中間產物不穩定，易造成二次污染。工業產生的HCN氣體中含有多種組分，不同組分競爭吸附位點，使得吸附效率降低。有待研發實現對HCN 及其他有害組分高效吸附的新型材料。吸附劑對HCN的吸附能力受吸附劑的吸附容量限制，吸附容量仍然是制約吸附劑材料應用前景的重要因素。

3.燃燒法

燃燒法常用于處理工業生產中產生的HCN氣體。HCN廢氣中通常伴有 CO、H2以及烴類等大量可燃組分，在一定溫度下進行燃燒處理，可以使這些廢氣轉化為無害的N2，CO2以及H2O等氣體。該方法可以分為直接燃燒法和催化燃燒法兩種。

相較于直接燃燒法，催化燃燒法使HCN深度凈化所需的反應溫度降低，但是反應需要Pt、Rh、Pd等貴金屬作為催化劑，其昂貴的價格增大了生產成本。目前，人們更加傾向于選擇低成本金屬作為催化劑。如Cu、Ca對HCN 的燃燒均具有催化效果，然而穩定性有所欠缺。

4.催化法

催化法可將HCN轉化為低毒或者無毒的產物進而實現對HCN的深度凈化。催化法可分為催化水解法、催化氧化法以及催化水解/氧化耦合法。催化水解法指HCN與H2O在催化劑的作用下發生水解反應生成NH3和CO。催化氧化指在有氧環境下，O2和HCN被吸附在催化劑表面發生氧化反應，進而將高毒的HCN氧化為低毒NOx或者無毒的N2。催化水解/氧化耦合法指在一定含量O2和H₂O的存在下，催化劑通過催化水解和催化氧化兩種方式消除HCN。