生物間接氧化法脫除硫化氫的研究.pdf

1、天然氣、沼氣和惡臭氣體中含有的H2S具有惡臭氣味、劇毒性和強(qiáng)腐蝕性，是世界各國(guó)氣體污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中需要控制的主要成分之一。相較于傳統(tǒng)的化學(xué)脫硫法，生物脫硫法具有成本低、無(wú)廢料排出、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為最具發(fā)展前景的生物脫硫方法之一。
　　 目前利用嗜酸氧化亞鐵硫桿菌脫除H2S的最常見(jiàn)的方法是使用嗜酸氧化亞鐵硫桿菌氧化再生的Fe3+溶液作為吸收液進(jìn)行H2S氣體的脫除，此方法不僅能實(shí)現(xiàn)鐵離子的循環(huán)，而且能有效去除較高濃度的H

2、2S氣體。本文構(gòu)建了一套生物間接氧化法脫除H2S的系統(tǒng)，由生物氧化塔和化學(xué)吸收塔共同組成，本文研究了嗜酸氧化亞鐵硫桿菌固定化細(xì)胞對(duì)Fe2+氧化速率的影響因素，對(duì)生物氧化塔和化學(xué)吸收塔運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，具體結(jié)論如下所述:
　　 (1)本文采用聚氨酯海綿作為細(xì)胞固定化的載體，成功的將嗜酸氧化亞鐵硫桿菌固定化在此載體上，并顯著提高了固定化細(xì)胞對(duì)Fe2+的平均氧化速率，固定化細(xì)胞對(duì)Fe2+平均氧

3、化速率可達(dá)到0.34gL-1h-1，是游離細(xì)胞對(duì)Fe2+平均氧化速率的1.9倍。固定化載體表面沉淀物質(zhì)經(jīng)XRD鑒定為黃銨鐵釩[NH4Fe3(SO4)2(OH)6]和黃鉀鐵礬[KFe3(SO4)2(OH)6]，嗜酸氧化亞鐵硫桿菌經(jīng)固定化后，對(duì)于培養(yǎng)基環(huán)境改變的適應(yīng)能力有一定程度的提高。
　　 (2)考察了固定化細(xì)胞在不同的初始pH值、Fe2+濃度、Fe3+濃度和含硫的培養(yǎng)基中對(duì)Fe2+氧化速率的影響，結(jié)果表明固定化細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)基

4、最適pH值為2.0;初始Fe2+濃度范圍應(yīng)控制在6.7g/L～8.93g/L;初始Fe3+濃度低于0.7g/L對(duì)Fe2+氧化速率影響較小;硫單質(zhì)的存在對(duì)固定化細(xì)胞活性具有一定的抑制作用。
　　 (3)通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)分別優(yōu)化了生物氧化塔和化學(xué)吸收塔的運(yùn)行參數(shù)，確定:在生物氧化塔曝氣量為150L/h，停留時(shí)間為11h，吸收液中Fe3+濃度為0.121～0.143mol/L，吸收液流量為0.3L/h，H2S進(jìn)氣量為100L/h條件下，

5、系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行至200min時(shí)趨于相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，對(duì)進(jìn)氣濃度為2.28、9.11mg/L的H2S氣體其脫除率可分別達(dá)到95％和91％，H2S的脫除效果顯著。
　　 (4)對(duì)化學(xué)吸收塔出口的Fe2+還原液成分分析確定了各離子的損失量，為了循環(huán)再利用鐵離子溶液需對(duì)其調(diào)節(jié)pH并適量補(bǔ)加減少的N、P、K等無(wú)機(jī)鹽成分，使其成分與新鮮的9K培養(yǎng)基成分基本一致，才能確保嗜酸氧化亞鐵硫桿菌適合的生長(zhǎng)環(huán)境和所需的營(yíng)養(yǎng)成分。同時(shí)，補(bǔ)加