本发明专利技术公开了一种还原溶液中Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ的方法及其应用，将多孔碳质材料制成的物理电极进行铁还原菌挂膜和驯化，制得附有铁还原菌膜的电极；将外加电子供体及碳源和基础培养基溶于含Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ溶液中制得混合溶液，然后将附有铁还原菌膜的电极置入混合溶液中并通电，本发明专利技术方法可应用于还原含氮氧化物烟气吸收液中的Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ。本发明专利技术方法大大提高了Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ的还原速率，操作简单，运行稳定，占地面积小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境污染治理领域，具体地指一种还原溶液中 Fe(III)EDTA的方法及其应用。
技术介绍
氮氧化物(NOx)的排放是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重空气 污染问题的主要原因之一。随着近年来对氮氧化物污染的重视和相关法律 法规的出台及实施，我国对氮氧化物排放的控制将日趋严格。燃煤烟气中 的NOx， 95%以上为NO, N02为少量，因此，烟气脱氮实质为NO的去 除。由于NO基本不溶于水，常用的湿法脱硫装置中，脱硫的同时无法将 NO去除。若能发现一种化学添加剂，加入到现有的湿法脱碌u过程中，在 脱硫的同时将NO脱除将是一种非常经济理想的方法。为此，以Fe(II)EDTA (乙二胺四乙酸亚铁)为络合吸收剂的NO络合 吸收技术，在美国、日本等地被深入地进行了实验室及中试研究(Shi Y,《Environ. Prog.》,1997， 16， 301-306;李伟，《中国环境科学》，2005， 25， 306-309)。络合吸收法利用液相络合吸收剂直接同NO反应，增大NO在 水中的溶解性，从而使NO易于从气相转入液相，该法特别适用于处理主 要含NO的燃煤烟气，在实验装置中可以达到90。/。或更高的NO脱除率。 亚铁络合吸收剂可以作为添加剂直接加入石灰石膏法烟气脱硫的浆液中， 只需在原有的脱碌u设备上稍加改造，就可以实现同时脱除S02和NOx(Sada E,《Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev.》，1982, 21, 771-774 )，节省 高额的固定投资。但是，利用Fe(II)EDTA作为吸收剂络合吸收处理NOx同时有以下的 缺点(Sada E,《Ind. Eng. Chem. Res》，1987， 26, 1468-1472; Zang V，《Inorg. Chem.》，19卯，29(9)， 1705-1711 ): ( 1 )吸收的NO与溶解的S。2反应成为 N20、 N2和其他一些N-S化合物，然而，这些副产的N-S化合物由于其较 高的水溶性，难以从溶液中分离。(2)由于烟气中 一般含有3 % ~8 %的02 ，此类吸收剂中的Fe(II)容易被02氧化成Fe(III)而失去对NO的络合能力， 从而降低对NO的吸收率。针对这些问题，国内外学者对亚铁络合吸收剂 的再生情况进行了相应的研究。Na2S204、维生素C、 S032-、 HS(V、乙二 醛等还原剂能够将氧化的吸收剂再生，但是高成本、低再生速率或难处理 的副产物的生成；Tsai等人研究了采用电化学方法4巴Fe(III)EDTA还原为 Fe(II)EDTA的可行性，连续运行过程中NO脱除率可以稳定在70%~80% (Tsai SS，《Environ. Prog.》，1989， 8, 126-129 )， j旦是这种方法应用于工 业生产是不经济的，因为需要高额的电能去还原溶液中存在的比Fe(III)具 有更低的还原势能像溶解氧之类的其他成分；致使单一的Fe(II)EDTA络 合吸收法无法在工业中得到应用。电极生物膜法是近年来发展起来的一项新型反硝化脱氮处理技术(鲍 立宁，《安徽建筑工业学院学报(自然科学版)》，2004, 12 (5)， 1-4), 其优点主要体现在电极的作用，既可利用电极作为生物膜的载体，又可利用阴极微电解7JC释放出H2和阳极碳氧化产生的C02为反硝化菌提供氢体和碳源。相关研究表明(OhmuraN,《Appl. Environ. Microbial.》，2002, 68， 405-407)，微生物对Fe(III)的还原，通电并以氪气作为电子供体，与不通 电相比，细菌细胞数量可增加10倍左右。Tomohide Watanabe等用电极生 物膜法对含铜离子的高浓度硝酸盐酸洗废水进行处理，表明在电极作用下 脱氮和金属离子的还原是能同时进行的(Watanabe T，《Wat. Res.》，2001 ， 35(17): 4102-4110 ) 。 M. Kuroda等也发现电极生物膜法能同时利用有机物 和外加电源产氢作为电子供体，加强了微生物的还原活性，很大程度地提 高了反硝化脱氮速率(KurodaM，《Wat. Sci.Tech.》，1997,35(8), 161-168)。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能耗小、成本低的还原溶液中Fe(III)EDTA的方法 及其应用。一种还原溶液中Fe(III)EDTA的方法，包括以下步骤 (1)将多孔碳质材料制成的物理电极进行铁还原菌挂膜和驯化，制 得附有铁还原菌膜的电极。其中多孔碳质材料选用石墨、碳纤维或者无定形碳。 (2 )将外加电子供体及碳源和基础培养基溶于含Fe(III)EDTA溶液中制得混合溶液，然后将附有铁还原菌膜的电极置入混合溶液中并通电，进 行还原反应。其中电才及的通电电流密度为0.01-1 mA/cm2，反应温度30 6(TC，混 合溶液pH为5 ~ 8。本专利技术的外加电子供体及碳源既为铁还原菌提供能量，又为还原 Fe(III)EDTA的还原剂之一，优选为葡萄糖、乙醇、乙酸盐中的一种或多种o本专利技术的方法可以应用于还原含氮氧化物烟气吸收液中Fe(m)EDTA。因为含有氮氧化物烟气中含有部分氧气，Fe(II)EDTA吸收液吸收烟气 过程中，把吸收液中的部分Fe(II)EDTA氧化成Fe(III)EDTA,在吸收液内 置入附有的铁还原菌膜的由多孔石鍾材料制成的通电物理电极后，阴极微 电解水释放出H2，在铁还原菌作催化剂的条件下，H2和外加电子供体将 Fe(m)EDTA还原为Fe(II)EDTA，达到再生吸收液的目的。以葡萄糖为电子供体为例，其生化反应如下<formula>formula see original document page 5</formula>24Fe,DTA+C6H1206+240IT 铁还原菌>24Fe,DTA+l8H20+6C02本专利技术提供的一种还原溶液中Fe(III)EDTA的方法，由于有铁还原菌 作生物催化剂，并有电流通过电极电解产氬，加快了还原过程中电子传递 的速率，从而大大提高了还原速率。本专利技术方法应用于还原氮氧化物烟气吸收液中Fe(III)EDTA时， 一方 面利用电极作为微生物膜的载体，另一方面又可以利用电解产生的氬气作 为电子供体，将Fe(III)EDTA还原为Fe(II)EDTA,避免了二次污染，节省 了原材料，克服了生物洗涤器净化吸收含氮氧化物烟气填料堵塞等问题，且本方法操作简单，运行稳定，占地面积小。具体实施例方式1. 铁还原菌富集和驯化(l)富集取生活污水处理厂反硝化池中的活性污泥，静置24h后， 滤去上清液，取下层污泥10 mL接种于含100 mL基础培养液的250 mL 培养瓶中，用N2驱氧后水封，置于40。C的恒温摇床中振荡培养，摇床转 速140 r/min，以1000 mg/L的NaN03作为唯一氮源进行富集培养，经14 天左右，待培养液中N(V被大量消耗且观测到有N2产生后，将菌液离心 分离(5000r/min， 15min)，收集菌体，配制成菌液。(2)驯化取上述菌液10 mL接种于Fe(III)EDTA浓度为2 mmol/L 的100 mL基础培养液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种还原溶液中Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ的方法，包括以下步骤：（１）将多孔碳质材料制成的物理电极进行铁还原菌挂膜和驯化，制得附有铁还原菌膜的电极；（２）将外加电子供体及碳源和基础培养基溶于含Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ溶液中制得混合溶液，然后 将附有铁还原菌膜的电极置入混合溶液中并通电，进行还原反应。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，糜徐红，张士汉，邵科，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。