我国能源的主要来源是化石燃料的燃烧,煤炭在化石燃料当中占据主要地位,绝大多数能源来自于燃煤。而伴随着煤炭燃烧而来的则是燃煤烟气,燃煤烟气中含有大量的SO2和NOx,它们是大气中的主要污染物,SO2和NOx的含量过高,会导致酸雨的形成,且SO2和NOx还会对人体的呼吸系统造成损害,威胁人类身体健康,因此,燃煤烟气中SO2和NOx的脱除具有极其重要的意义。目前国内外对于生物膜填料塔同时脱硫脱氮的研究,集中在好氧与厌氧两种方法,其中好氧法烟气脱硫脱氮系统中,氧气含量达到20%以上,脱硫率可达100%,脱氮率基本保持在75%～80%;厌氧法烟气脱硫脱氮系统中,氧气含量接近0%,脱硫率可达100%,在低浓度NOx负荷下的脱氮率可达70%左右。然而,实际燃煤烟气中含有体积分数为4%～8%的氧气,好氧和厌氧法烟气同时脱硫脱氮,需要对燃煤烟气进行一定的前处理过程,这就提高了处理成本。因此,探究在4%～8%的氧气负荷下使用微生物法脱除燃煤烟气中的S02和NOx的效果和可行性,对降低燃煤烟气处理成本具有重要意义。本研究利用生物膜填料塔,在氧气含量为4%～8%的条件下净化模拟烟气中的SO2和NOx。在控制体系恒温条件下,从进气浓度、气体停留时间、进气氧气含量、循环液pH以及循环液喷淋量五个方面来考察影响低氧条件下生物膜填料塔对模拟烟气中SO2和NOx去除率的环境因素,通过对生物膜填料塔进气和出气口S02和NOx浓度的在线检测,测定循环液中各种成分的浓度变化,计算生物膜填料塔对于S02和NOx的去除率,并依据去除率,寻找当前操作条件下最适的环境因素。经过实验发现,生物膜填料塔处理模拟烟气中的SO2和NOx的实验装置在气体停留时间为140s,循环液pH=8、循环液喷淋量为8L/h、模拟烟气中氧气含量为4%时,生物膜填料塔净化SO2的去除率保持在98%左右,NOx的去除效果较好,去除率可以达到60%左右。与好氧条件下的NOx去除率相比较低,也不如严格厌氧条件下的NOx去除率高。本实验研究了添加金属络合剂Fe(Ⅱ)EDTA对生物膜填料塔同时脱硫脱氮的影响,研究发现,向生物膜填料塔体系中添加Fe(Ⅱ)EDTA可以通过提高NO的传质速度,从而提高NOx的去除率,NOx去除率由53.95%提升到67.16%。经过一段时间后,由于生物膜填料塔中的Fe(Ⅱ)EDTA无法再生,NOx的脱除率又回到之前的水平,说明Fe(Ⅱ)EDTA对去除率的提升作用仅为化学作用,无法在生物层面上提高微生物的生理活性,而SO2去除率基本保持在98%左右,波动不大。在动力学方面,本实验根据测量得出的数据,进行了相关的动力学研究,依据“吸附—生物膜”理论和数学模型,对生物膜填料塔净化模拟烟气中SO2和NOx的动力学模型进行了模拟与验证,验证发现生物膜填料塔对模拟烟气中SO2和NOx的净化过程符合“吸附—生物膜”理论,根据模拟烟气中SO2和NOx的进气浓度,可以通过计算得出生物膜填料塔对模拟烟气中SO2和NOx的去除量、出气口浓度和去除率。本实验在最后探讨了生物膜填料塔脱除模拟烟气中SO2和NOx的反应机理研究,分析了循环液中主要物质的变化情况,论述了微生物同时脱硫脱氮的反应机理,为以后的研究提供了大致方向和思路。