化學(xué)-生物還原聯(lián)合法去除煙氣中NO工藝

大量化石能源的使用導(dǎo)致氮氧化物（NOx，主要為NO2和NO）過度排放，已引起了廣泛關(guān)注。一定濃度的NOx被人體吸入會對肺部產(chǎn)生刺激，誘發(fā)支氣管炎等疾病，且NO會與血紅蛋白結(jié)合破壞其對O2的運輸能力危害人體健康；同時NO是形成光化學(xué)煙霧、酸雨以及破壞臭氧層的重要物質(zhì)。煙氣中85%-90%的NOx以NO形式存在，因此尋找經(jīng)濟有效的技術(shù)去除NO成為煙氣脫硝的首要任務(wù)。

目前工業(yè)上常用去除NO的方法是選擇性催化還原法（selectivecatalyticreduction，SCR），NO去除效率為70%-90%，但成本高、催化劑易中毒。生物還原法因其二次污染小等優(yōu)勢已被用在煙氣NO去除研究中。已有用反硝化菌、微藻、厭氧氨氧化菌等去除NO的研究，但該法因NO傳質(zhì)效率低等問題而受限。化學(xué)-生物還原聯(lián)合法去除煙氣中NO（包括化學(xué)吸收耦合反硝化和化學(xué)吸收耦合厭氧氨氧化）由于有效利用化學(xué)絡(luò)合劑吸收NO，彌補了直接生物法中NO傳質(zhì)效率低的缺陷，被認為是一種有前景的可替代SCR的脫硝技術(shù)，且已有大量報道，但目前總結(jié)該方面研究進展的文獻并不多見。本文介紹典型化學(xué)、生物還原法去除NO的研究進展，綜述絡(luò)合吸收耦合反硝化和耦合厭氧氨氧化法去除煙氣中NO機理、強化手段、影響因素研究，并對比分析兩種工藝，最后分析方法聯(lián)合去除NO和汞（Hg）、NO和多環(huán)芳烴（PAHs）的可行性，指出值得進一步研究的問題，以便為發(fā)展新型化學(xué)生物聯(lián)合工藝實現(xiàn)煙氣脫硝提供參考。

1、化學(xué)還原法和生物還原法去除煙氣中NO技術(shù)

1.1 化學(xué)還原去除煙氣中NO技術(shù)

目前在工業(yè)上應(yīng)用較廣的化學(xué)還原技術(shù)是SCR法。SCR技術(shù)脫除NO效率可達到70%-90%，催化劑是該技術(shù)的核心，根據(jù)適宜溫度不同可分為高溫催化劑（300-400°C）和低溫催化劑（100-300°C）。目前工業(yè)上技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的是高溫催化劑V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，處理300-400°C煙氣時脫硝性能優(yōu)越，但鋼鐵、玻璃、水泥廠、工業(yè)鍋爐等脫硝入口煙氣溫度較低，主要分布在100-300°C，高溫催化劑無法滿足低溫脫除NO的需求，因此目前已有報道對低溫選擇性催化還原NO的鈰基、鐵基、銅基、催化劑進行總結(jié)，未來探尋低溫、對環(huán)境友好的SCR催化劑成為研究熱點。

1.2 生物還原去除煙氣中NO技術(shù)

生物脫硝是微生物將NO還原為N2或氧化為硝酸鹽達到脫除煙氣中NO的目的，如圖1，生物還原去除煙氣中NO技術(shù)包括反硝化、厭氧氨氧化技術(shù)等。反硝化法是利用反硝化菌在一氧化氮還原酶（Nor）、氧化亞氮還原酶（Nos）作用下將NO還原為N2O進一步還原為N2；厭氧氨氧化法則是利用厭氧氨氧化菌（anaerobicammoniaoxidationbacteria，AnAOB）將NO和NH3在聯(lián)氨合成酶（HZS）和聯(lián)氨脫氫酶（HDH）的作用下將NO轉(zhuǎn)化為N2。

Jin等人綜述了反硝化、微藻等生物脫氮技術(shù)，概述了具有反硝化作用的細菌、真菌和簡單的真核生物。目前生物法中反硝化去除煙氣中NO的研究較為常見，該法具有設(shè)備工藝簡單且運行成本低等優(yōu)點，主要存在的問題是：（1）異養(yǎng)反硝化菌需要投加有機碳源，有溫室氣體氧化亞氮（N2O）產(chǎn)生；（2）典型的反硝化菌生長要求缺氧或厭氧環(huán)境，煙氣中存在的O2（3%-8%）可能會抑制反硝化，但是已有學(xué)者提出將好氧反硝化應(yīng)用于去除煙氣中的NO。已有研究表明厭氧氨氧化菌能忍受較高的NO負荷，且厭氧氨氧化法去除NO具有不需外加有機碳、剩余污泥量小等優(yōu)點因而成為研究熱點。但其仍存在一些問題：（1）厭氧氨氧化菌（AnAOB）生長適宜pH在7.5-8.3，煙氣中存在SO2、CO2等酸性氣體，需要額外增設(shè)pH調(diào)控措施例如堿液噴淋等；（2）煙氣中的O2可能抑制AnAOB活性。此外，微藻去除NO技術(shù)能產(chǎn)生有經(jīng)濟價值的副產(chǎn)品如脂類、蛋白質(zhì)等，但煙氣的排放量、成分、溫度不穩(wěn)定會影響微藻去除NO效果。未來在篩選高耐性藻種、開發(fā)微藻與化學(xué)聯(lián)用技術(shù)等方面值得進一步研究。

NO的氣液傳質(zhì)效率低成為各類生物法去除NO的共同限制因素，延長氣體停留時間則無法滿足工程實際需要，因此基于化學(xué)吸收劑絡(luò)合NO以提高NO的氣液傳質(zhì)效率的化學(xué)-生物還原聯(lián)用技術(shù)去除NO成為另一個研究熱點。

2、化學(xué)-生物還原聯(lián)合法去除NO技術(shù)

研究者結(jié)合化學(xué)法與生物法的優(yōu)勢，發(fā)展形成一類化學(xué)生物還原聯(lián)合的煙氣脫硝技術(shù)，其中研究最多的是絡(luò)合吸收耦合反硝化法和絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化法。

2.1 絡(luò)合吸收耦合反硝化去除煙氣中NO技術(shù)

無氧條件下絡(luò)合吸收耦合反硝化去除NO是先通過絡(luò)合液（例如Fe(II)EDTA）吸收NO，將其從氣相轉(zhuǎn)移到液相形成Fe(II)EDTA-NO，再利用反硝化菌將Fe(II)EDTA-NO還原為N2釋放Fe(II)EDTA，見式（1）-（3）和圖2。

氣液傳質(zhì)、絡(luò)合吸收階段：

NO(g)→NO(aq)（1）

NO(aq)+Fe(II)EDTA(aq)→Fe(II)EDTA-NO(aq)（2）

反硝化菌參與下吸收劑還原再生階段：

12Fe(II)EDTA-NO+C6H12O6→12Fe(II)EDTA+6CO2+6N2+6H2O（微生物作用下）（3）

實際煙氣中常含有3%-8%的氧氣，因此存在Fe(II)EDTANO被生物還原產(chǎn)生N2和Fe(II)EDTA的同時還存在吸收劑被氧化的過程，產(chǎn)生無法絡(luò)合NO的Fe(Ⅲ)EDTA，導(dǎo)致NO去除效果減弱，見式（4）-（5）。因此有氧時需要引入鐵還原菌等促進Fe(Ⅲ)EDTA向Fe(II)EDTA轉(zhuǎn)變，見式（6）。有氧體系下絡(luò)合吸收耦合反硝化去除NO過程見圖3。

O2(g)→O2(aq)（4）

O2(aq)+Fe(Ⅱ)EDTA(aq)→Fe(Ⅲ)EDTA(aq)（5）

Fe(Ⅲ)EDTA+C6H12O6+24OH-→Fe(II)EDTA+6CO2+18H2O（微生物作用下）（6）

現(xiàn)有的絡(luò)合吸收耦合反硝化法對NO去除率在90%-95%范圍內(nèi)。絡(luò)合吸收耦合反硝化中Fe(II)EDTA絡(luò)合效果最優(yōu)，因此Fe(II)EDTA是有關(guān)研究中最常選用的絡(luò)合劑。張春燕等人總結(jié)了絡(luò)合吸收生物還原反應(yīng)器的運行機制并從反應(yīng)器構(gòu)型的優(yōu)化、菌種的選育等方面進行了討論，提出目前絡(luò)合吸收生物還原去除NO的關(guān)鍵步驟是O2氧化Fe(II)EDTA和Fe(III)EDTA的還原。在吸收液生物還原研究方面，Xia等人研究表明H2是還原Fe(III)EDTA的主要電子供體，貢獻在42%-61%的范圍內(nèi)，而葡萄糖的貢獻約為39%-58%。Lin等人對絡(luò)合吸收耦合反硝化的吸收劑還原動力學(xué)模型進行研究，得到固定化細菌還原Fe(III)EDTA和Fe(II)EDTA-NO的過程符合一級動力學(xué)模型。另外，Li等人進行了Fe(II)EDTA耦合反硝化過程NO轉(zhuǎn)化途徑的研究以及氮平衡分析，發(fā)現(xiàn)Fe(II)EDTA-NO和NO2被氧化成NO2-和NO3-隨后通過反硝化菌還原為N2，75%的氮以氣相形式排放。此外，用模型模擬該工藝以及工藝的放大計算等也不斷有研究者進行探索，Zhao等人根據(jù)化學(xué)吸收生物還原兩段體系系統(tǒng)建立了基于穩(wěn)態(tài)速率的模型，利用實驗數(shù)據(jù)進行模型的開發(fā)，并將其應(yīng)用于14MW燃煤蒸汽鍋爐5×104m3/h煙氣處理的設(shè)計。未來研究絡(luò)合吸收耦合反硝化去除NO中吸收液的還原效率以及機理、尋找抗氧化性能更優(yōu)、可循環(huán)利用、有更大NO吸收容量的新型吸收劑是一個重要的研究方向。

2.1.1 絡(luò)合吸收耦合反硝化去除NO的強化手段

隨著絡(luò)合吸收耦合反硝化去除NO法不斷被研究，有學(xué)者用電極生物膜反應(yīng)器（biofilm-electrodereactor，BER）強化絡(luò)合劑生物還原過程。電極生物膜反應(yīng)器的陽極產(chǎn)CO2，可被自養(yǎng)微生物利用合成簡單有機物，同時形成緩沖體系可維持體系pH，陰極將H2O還原為H2，微生物能夠利用H2、陰極電子等將絡(luò)合吸收劑還原。Li等人研究了有機碳源與H2還原Fe(III)EDTA的過程，發(fā)現(xiàn)向體系中加入葡萄糖后，氫自養(yǎng)型微生物則會直接利用有機碳避免耗H2，有利于H2對Fe(III)EDTA的還原。Liu等發(fā)現(xiàn)Fe(III)EDTA在生物陰極中的還原效率比在非生物陰極中高15%，且Fe(III)EDTA的衰減符合一階動力學(xué)模型；Fe(II)EDTA-NO在生物陰極中的衰減則更符合二階動力學(xué)模型。目前的研究表明電極生物膜能夠強化NO的生物還原過程，但如何增加陰極產(chǎn)氫效率、提高生物膜的附著面積以提高生物還原能力也將成為進一步的研究方向。

2.1.2 絡(luò)合吸收耦合反硝化去除NO的影響因素

在絡(luò)合吸收耦合反硝化去除NO過程中，pH、溫度、氧含量、絡(luò)合劑的濃度、煙氣中硫酸鹽含量等都會影響生物化學(xué)耦合體系去除NO的能力。本文主要闡述pH、溫度以及氧氣對NO去除的影響。

pH會從H+濃度、鐵存在形態(tài)、微生物活性、微生物代謝過程中的酶活性等方面影響耦合體系。pH<4時，鐵主要以Fe(II)HEDTA形式存在，對NO沒有吸收能力；4<pH<時二價鐵絡(luò)合物以Fe(II)EDTA形式存在有利于NO的吸收，而反硝化菌生長的最適pH為7-8.5，綜合化學(xué)與反硝化兩方面考慮體系pH維持在7左右為宜。然而Fe(III)EDTA的生物還原過程也會不斷消耗OH導(dǎo)致體系pH降低，因此在絡(luò)合吸收生物還原工藝中應(yīng)設(shè)置pH調(diào)節(jié)和監(jiān)控裝置以保證體系pH控制在理想范圍內(nèi)。

溫度是影響化學(xué)吸收和反硝化過程中的重要因素，絡(luò)合吸收時不同溫度會對絡(luò)合劑的轉(zhuǎn)換、NO的溶解度、NO的吸收速率等產(chǎn)生影響，在反硝化過程中溫度會影響反硝化菌活性、去除NO性能等。研究表明溫度從15°C上升至22°C時，反硝化效果增強，氨氮的平均去除率從88.3%上升至98.7%。絡(luò)合劑還原再生方面，He等研究得到30-60°C下Fe(II)EDTA-NO的還原速率隨著溫度的增加而提高，即升高溫度能促使亞鐵絡(luò)合劑的還原再生。但是升溫會導(dǎo)致亞鐵更容易被氧化，因此在確定溫度時應(yīng)考慮到溫度對生物化學(xué)兩方面影響。

氧氣通過影響Fe(II)EDTA對NO的絡(luò)合能力、反硝化菌的生長、酶活性等抑制體系去除NO的性能。氧氣的存在會使發(fā)揮絡(luò)合作用的Fe(II)EDTA被氧化為Fe(III)EDTA，Fe(III)EDTA對NO沒有較好的絡(luò)合效果，導(dǎo)致NO的絡(luò)合容量減小。另外，反硝化菌多為兼性厭氧細菌，有氧條件下反硝化菌會先利用溶解氧作為電子受體使反硝化性能減弱。這兩方面使去除NO性能下降。由于煙氣中有氧存在，尋找具有優(yōu)良抗氧化性能的吸收劑、好氧反硝化菌在工藝中的引入和應(yīng)用是需要研究和突破的關(guān)鍵點也是絡(luò)合吸收耦合反硝化發(fā)展的趨勢。

2.2 絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化去除煙氣中NO

絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化去除NO過程首先是NO被Fe(II)EDTA吸收形成Fe(II)EDTA-NO，見式（1）、（2）。其次在NO與NH4+存在時AnAOB將NO還原為N2，見式（7）和圖4.

6Fe(II)EDTA-NO(aq)+4NH4+→5N2+6H2O+4H++6Fe(II)EDTA(aq)（AnAOB作用下）（7）

近年來，Fe(II)EDTA絡(luò)合耦合厭氧氨氧化去除NO被認為是一種更為清潔的脫硝技術(shù)而受到廣泛關(guān)注，主要研究總結(jié)于表1。

在生物化學(xué)耦合去除NO反應(yīng)機理方面，作者課題組研究發(fā)現(xiàn)除上述去除NO機理（圖4）外有其他共存去除NO機制，即可能還存在Fe2+還原NO為N2的反應(yīng)機制，這一觀點的提出為生化耦合脫除NO機理解釋提供了新思路。Wang等在Fe(II)EDTA吸收與厭氧氨氧化還原NO研究中發(fā)現(xiàn)絡(luò)合NO反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鹽比常規(guī)厭氧氨氧化產(chǎn)生的硝酸鹽少提出猜想：其一是只有少量硝酸鹽產(chǎn)生可能歸因于缺乏碳酸氫鹽固定于細胞物質(zhì)中的反應(yīng)，可能是絡(luò)合NO抑制了該過程；其二是硝酸鹽可能是有機電子供體的末端電子受體，在反應(yīng)中被消耗。有研究者對該過程中起絡(luò)合作用的Fe(II)進行研究，Fe(II)是厭氧菌生長所需的物質(zhì)同時也是工藝中NO的吸收劑，Fe(II)濃度低會導(dǎo)致微生物活性降低、絡(luò)合吸收NO效果弱，但其濃度過高則會導(dǎo)致厭氧氨氧化活性受到抑制。Mak等人在文獻中報道了導(dǎo)致厭氧氨氧化過程中斷的Fe(II)濃度為0.192mmol/L。Ding等人研究了4種Fe(II)濃度（0.03、0.09、0.12和0.75mmol/L）對厭氧氨氧化菌活性的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Fe(II)濃度為0.75mmol/L時厭氧氨氧化菌活性就會受到可恢復(fù)性抑制。耦合實際運行過程中Fe(III)與Fe(II)的開始沉淀pH分別為2.7、5.8，這就意味著在厭氧氨氧化菌適宜的pH范圍內(nèi)會產(chǎn)生鐵沉淀，其會包裹在微生物表面長期則會形成鐵殼影響微生物活性，這成為該工藝需要克服的問題。因此絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化過程中Fe(II)濃度的控制會同時影響到NO的絡(luò)合吸收量、厭氧氨氧化菌活性兩方面，合理調(diào)控Fe(II)濃度使絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化達到最優(yōu)脫硝效果是未來提升該耦合工藝脫硝效率重要的研究內(nèi)容。此外，化學(xué)吸收耦合反硝化的研究內(nèi)容涉及模型模擬以及工藝的放大計算相關(guān)研究，但化學(xué)吸收耦合厭氧氨氧化在這方面研究較少，將是一個很有意義的研究方向。

2.2.1 絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化去除NO的強化手段

實際煙氣中存在3%-8%的氧氣，會使吸收劑被氧化，見式（11）、（12），因此有研究嘗試外加還原性物質(zhì)如鐵屑、海綿鐵等零價鐵強化吸收劑還原，見圖5。

海綿鐵又稱直接還原鐵，是一種比表面積大、活性高且經(jīng)濟環(huán)保的零價鐵（zerovalentiron，ZVI）。已有研究表明海綿鐵還具有降解對硝基苯酚、還原NO3-、同時還原煙氣中的NO3-和重金屬Pb2+等多種功能。作者課題組前期開發(fā)了一種Fe(Ⅱ)EDTA絡(luò)合吸收-ZVI還原耦合自養(yǎng)微生物去除NO的新方法，NO的平均去除效率和去除速率分別達到99.99%和7.57mmolL-1d-1.在此方法中根據(jù)推測可能的主要反應(yīng)如下：①絡(luò)合吸收反應(yīng)，即NO與Fe(II)EDTA絡(luò)合生成Fe(II)EDTA-NO；②ZVI化學(xué)還原反應(yīng)，即ZVI分別還原Fe(II)EDTANO和NO3-為NH4+，ZVI還原Fe(III)EDTA為Fe(II)EDTA；③厭氧氨氧化和鐵自養(yǎng)反硝化過程，前者由厭氧氨氧化菌介導(dǎo)將NO和NH4+轉(zhuǎn)化為N2，后者由具有鐵自養(yǎng)反硝化功能的微生物介導(dǎo)以Fe或Fe2+為電子供體可還原NO2-、NO3-和NO為N2.此強化方法可再生Fe(II)EDTA、高效去除NO、減少或無需外加NH4+，使厭氧氨氧化過程需要更少的NH4+投加從而降低成本。因此選用海綿鐵強化絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化在吸收劑還原性能和低成本、聯(lián)合去除其他污染物方面都更有優(yōu)勢，將零價鐵引入化學(xué)生物耦合法值得進一步研究。

2.2.2絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化去除NO的影響因素

pH對絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化的影響主要表現(xiàn)在兩方面：

（1）不同pH條件下絡(luò)合吸收劑的形態(tài)不同從而影響到絡(luò)合劑對NO的絡(luò)合能力。

（2）AnAOB受環(huán)境pH的影響顯著。體系pH<5時AnAOB活性受到抑制，pH在6-8時則表現(xiàn)出高活性，pH等于7時達到最大NO去除效率。考慮到Fe(II)EDTA絡(luò)合吸收NO是瞬時反應(yīng)，pH的改變會影響AnAOB長期的活性，因此考察體系的pH更多取決于AnAOB的最適生長pH。

絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化體系中一定范圍內(nèi)提高溫度有利于AnAOB生長繁殖和代謝活動，20-33°C時厭氧氨氧化效果優(yōu)良且穩(wěn)定，當(dāng)溫度下降到10°C時厭氧氨氧化活性受抑制，但是溫度升高會使NO溶解度降低抑制NO絡(luò)合、加快絡(luò)合劑氧化等問題。溫度會同時對多因素產(chǎn)生影響，加之考慮到實際處理的煙氣溫度本身具有溫度高，難以維持穩(wěn)定等特點，如何在考慮經(jīng)濟成本與實際操作可行的前提下，綜合工藝各因素選擇合適溫度需要在將來進一步研究，為該法在工業(yè)中實際應(yīng)用提供支撐。

氧氣濃度過高會抑制AnAOB的活性或生長速率甚至直接使AnAOB失去活性，溶解氧達到2.3-3.8mg/L時AnAOB活性會下降約50%，導(dǎo)致Fe(II)EDTA-NO積累。另外，吸收劑被氧化也會降低NO的去除效率。實際煙氣中會不可避免地含有氧氣，預(yù)先除氧氣在成本上并不可行，因此尋找對氧氣有更好承受能力的吸收劑或功能微生物成為解決氧氣問題的良好思路。已有研究指出AnAOB通常與氨氧化細菌（ammoniaoxidationbacteria，AOB）共存，AOB其可以利用O2將NH4+氧化為NO2-，同時達到除氧和提供厭氧氨氧化底物功能，可見不同菌種功能互補也是解決O2抑制問題的一個可能方向。

2.3 絡(luò)合吸收耦合反硝化與絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化去除NO工藝對比

絡(luò)合吸收耦合反硝化法與絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化法都能達到去除煙氣中NO的目的，但是在NO的去除率、反應(yīng)器的運行穩(wěn)定性以及反應(yīng)副產(chǎn)物的性質(zhì)與處理成本方面存在一定差異，二者各有優(yōu)缺，需要在未來的研究中探尋各自缺點的應(yīng)對措施。

（1）在NO去除率方面，絡(luò)合吸收耦合反硝化對NO的去除率可達到90%-95%的較優(yōu)效果，這是因為反硝化菌已經(jīng)可以富集培養(yǎng)并分離，對Fe(II)EDTA-NO的還原活性相對較高。絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化對NO的去除率為70%-90%，效果弱于前者，主要是因為AnAOB至今難純培養(yǎng)，對Fe(II)EDTANO的還原活性相對較弱。

（2）在反應(yīng)器運行的穩(wěn)定性方面，絡(luò)合吸收耦合反硝化需要給反硝化菌額外提供有機碳源，如葡萄糖、乙醇等，因此與絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化相比具有更高的經(jīng)濟成本。絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化無外源污泥添加時無法長期有效運行，定期添加高活性外源厭氧氨氧化污泥后穩(wěn)定運行，存在缺點是增加了實際操控上的復(fù)雜程度，例如控制污泥濃度、污泥停留時間等。這方面二者各有優(yōu)缺。

（3）在反應(yīng)副產(chǎn)物方面，絡(luò)合吸收耦合反硝化剩余污泥量大，處理成本高，且有溫室氣體N2O產(chǎn)生，對大氣環(huán)境造成影響，絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化法中厭氧氨氧化工藝剩余污泥量少，僅為傳統(tǒng)脫氮工藝的8%，處理成本低，且過程中無N2O產(chǎn)生。因此在反應(yīng)產(chǎn)物方面絡(luò)合吸收耦合厭氧氨氧化更具優(yōu)勢。

3、絡(luò)合吸收耦合生物還原在煙氣脫硝中的拓展應(yīng)用與展望

絡(luò)合吸收耦合生物還原法兼具化學(xué)法和生物法的特性，合理發(fā)揮工藝各項功能實現(xiàn)兩種或多種污染物的聯(lián)合去除成為有待于發(fā)展的方向。此外，除O2氧化Fe(II)EDTA外體系中還存在NO氧化Fe(II)EDTA過程有待進一步研究。

3.1 絡(luò)合吸收耦合生物還原同時去除煙氣中NO和Hg

汞是一種有毒污染物，由于具有神經(jīng)毒性等特性而引起重視，已有研究者用不同生物膜工藝同時脫硝除汞，Huang等人在硝化/反硝化生物膜反應(yīng)器中通入含Hg0和NO煙氣發(fā)現(xiàn)生物膜中形成了汞氧化細菌，Hg0和NO的去除率可達到94.5%、86%。Wei等人用嗜熱膜生物反應(yīng)器同時去除Hg0和NO，去除效率分別為88.9%和85.3%。這些研究表明生物法可作為Hg0去除的有效方法?？紤]到化學(xué)吸收耦合生物還原去除NO過程中也存在微生物作用過程，在通入含Hg0煙氣時也有可能產(chǎn)生耐汞以及氧化汞的微生物群落，因此在未來用該法進行煙氣中NO和Hg0的同時脫除也是一個值得研究的方向。

3.2 絡(luò)合吸收耦合生物還原同時去除煙氣中NO和PAHs

PAHs主要由有機燃料（如煤、石油）的不完全燃燒產(chǎn)生，據(jù)報道燃煤電廠PAHs平均排放量分別為1016.6g/d和371073.6g/a。作者課題組前期研究發(fā)現(xiàn)部分反硝化菌可利用NO作為電子受體去除PAHs（如菲和熒蒽），當(dāng)NO還原菲和熒蒽降解體系穩(wěn)定運行時，菲和熒蒽還原過程中的一級速率常數(shù)分別為0.1940d-1和0.0825d-1，接近于硝酸鹽還原時的值（分別為0.2290d-1和0.1085d-1），表明微生物可以利用NO高效降解菲和熒蒽。考慮到化學(xué)吸收耦合生物還原去除NO過程中同時存在微生物以及NO，因此絡(luò)合吸收耦合生物還原同時去除煙氣中NO和PAHs也是一個有價值的研究方向。

3.3 絡(luò)合吸收耦合生物還原中絡(luò)合劑的消耗

值得注意的是，作者課題組在化學(xué)-生物還原聯(lián)合法去除NO的研究中提出可能存在Fe2+還原NO為N2的反應(yīng)機制，即絡(luò)合吸收耦合生物還原中可能存在化學(xué)反硝化（缺氧環(huán)境中Fe(II)對NO的非生物還原）；同時還可能存在鐵自養(yǎng)反硝化，即由具有鐵自養(yǎng)反硝化功能的微生物介導(dǎo)以Fe(II)為電子供體還原NO2-、NO3-和NO為N2的過程。換言之，吸收劑Fe(II)EDTA除被O2氧化而消耗外還可能存在被NO氧化，由Fe(II)與NO之間發(fā)生的化學(xué)反硝化和鐵自養(yǎng)反硝化產(chǎn)生的絡(luò)合劑氧化消耗被長期忽略，值得進一步研究。

4、結(jié)語

目前國內(nèi)外對煙氣中NO去除的研究已有較大進展，已廣泛應(yīng)用的SCR脫硝技術(shù)存在運行成本高、催化劑失效等問題，當(dāng)下研究熱點是開發(fā)低溫、環(huán)境友好的SCR新型催化劑。生物法能有效去除NO，但NO氣液傳質(zhì)效率低成為限制該方法發(fā)展的重要因素。化學(xué)-生物還原聯(lián)合法可用絡(luò)合吸收劑提高NO傳質(zhì)效率，同時用微生物還原NO和絡(luò)合吸收劑。但該法存在絡(luò)合劑易失效、絡(luò)合劑生物還原效率低等問題，采用電極生物膜以及海綿鐵等強化手段可有效應(yīng)對該問題?；瘜W(xué)-生物還原聯(lián)合法同時去除NO、Hg和PAHs以及Fe(II)EDTA與NO之間的生物、化學(xué)氧化還原機理是未來值得進一步研究的方向。（來源：重慶大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點實驗室）