化石燃料(包括石油及煤炭)中含有硫氮物质,在燃烧过程中以SO2和NOx气体的形式排放出来,是形成“酸雨”的主要污染物,给人类的生存带来严重危害。NO气体是NOx气体的主要存在形式,本论文着重讨论SO2和NO气体的净化处理。SO2和NOx气体污染问题受到了世界范围的普遍关注,许多国家都制定了严格的限排控制措施。目前,我国在SO2先期治理的基础上,又出台了对NOx的限排政策。SO2和NOx的治理已成为世界领域的研究热点,各种治理技术百花齐放层出不穷,正在全球范围内深入研究与开展。传统的SO2和NOx气体治理技术主要采用物理化学方法,应用较广的有湿式烟气脱硫(Wet?FGD)和NH3选择性催化还原(SCR)技术脱氮组合、活性焦吸附法和等离子体法等,这些方法在SO2和NOx的污染治理中起到了重要作用,但也都不同程度地存在成本高、工艺复杂、二次污染及吸附剂、催化剂或吸收液等再生的问题。生物法脱硫脱氮是近年来的新兴技术,它的主要优势在于工艺设备简单,管理维护方便,能耗低,运行费用低,二次污染少,去除有害成分的效率也比较高,因此具有广阔的工业应用前景。论文采用生物滴滤工艺进行SO2和NO气体的净化处理。总体分为四部分:(1)采用异养反硝化菌进行NO气体的脱除实验,并考察了最佳工艺操作条件。通过在生物滴滤塔中进行填料挂膜,利用反硝化菌处理模拟的NO工业废气。实验表明:当气体空塔停留时间为80s,液体喷淋密度为16?20 m3/(m2·h),进气浓度为30?500 mg/m3时,NO平均去除率可达到98.4%。同时,在液相中只能检测到微量的NO3?,说明塔内发生了较为彻底的反硝化作用,采用生物反硝化是处理含NO废气的可行途径。(2)采用硫酸盐还原菌(SRB) +脱氮硫杆菌(TD)两级生物滴滤塔串联工艺进行SO2和NO气体的脱除实验,并考察了最佳工艺操作条件。分别在两个生物滴滤塔中进行SRB和TD的填料挂膜,模拟的SO2工业废气进入SRB生物塔,并在厌氧条件下进行SO2和NO气体脱除实验。实验表明:操作平稳后,当气体空塔停留时间为30s,喷淋密度为26 m3/(m2·h),SO2进气浓度为500—1500 mg/m3时,SO2气体去除率可达99%以上,生成的H2S气体平均去除率达到90.5%。当停留时间为180s,喷淋密度为16 m3/(m2·h),NO进气浓度为500—2000 mg/m3时,NO去除率最高可达到98%,平均去除率为73.3%。采用SRB处理SO2气体和采用TD处理NO气体的生物法可行。(3)采用SRB + TD +异养反硝化菌的单级生物滴滤塔进行SO2和NO气体同步脱除实验,并考察了最佳工艺操作条件。在一个生物滴滤塔中进行SRB + TD +异养反硝化菌三种优势菌的混菌填料挂膜,处理含SO2和NO的模拟工业废气。实验表明:维持喷淋液pH值7?8,S2O32?浓度3g/L左右,当气体空塔停留时间为135s,喷淋密度为18 m3/(m2·h),SO2进气浓度为200—5000 mg/m3时,NO进气浓度为20—500 mg/m3时,SO2气体平均去除率为97.6%,NO气体平均去除率为51.4%。生物法同步脱除SO2和NO气体还需深入研究,解决SRB与TD对S2O32?的底物竞争与其它矛盾问题,进一步提高NO气体的去除效率。(4)生物法脱除SO2和NO气体的机理研究。探讨了生物膜的形成机理与菌落构成,分析了单级生物滴滤塔中几种优势菌的相互关系。在传统生物膜理论的基础上,结合实验过程改进了生物膜理论,主要根据含水量的多少将塔生物膜区分为水膜型生物膜、固膜型生物膜和活性生物膜。并阐述了适合处理SO2和NO气体的最佳生物膜形式。论述了同步脱除SO2和NO气体的生物反应机理。找出了制约生物法同步脱除SO2和NO气体去除效率的不利因素,提出了新的研究方向。同时讨论了本课题研究将面对工业化应用的实际问题。