生物脱硫的原理

近年来，沼气的利用越来越普遍。将含有有机质的废水、固体垃圾等经过厌氧处理后，不仅可以将垃圾减量化，而且能产生大量沼气。在这个厌氧发酵的过程中，硫酸盐还原细菌的作用下，也产生大量硫化氢。由于硫化氢有毒、腐蚀性强，如何有效且经济地处理这些沼气中的硫化氢，是衡量一个沼气利用项目成功的重要因素。随着科技的发展、技术的更替，沼气脱硫技术已发展到以生物脱硫为代表的第三代沼气脱硫技术。其中生物脱硫又大体分为一体式生物脱硫和分离式生物脱硫两大类。

一体式生物脱硫是指：将一定量的空气导入含有硫化氢的沼气中，混合气体通过生物滤池、生物滴滤池以去除硫化氢，脱硫副产物一般为硫酸或者硫酸盐，由于运行成本低，被广泛应用于沼气脱硫发电项目中。

分离式生物脱硫工艺是指：含硫化氢的沼气气体首*入生物洗涤塔，在塔内与混合液中碱反应，先从沼气中脱除硫化氢，然后生物洗涤液进入生物反应器。将反应器中的硫化物转化为单质硫，同时碱液得到再生，重复使用。随着嗜盐脱硫菌的发现，分离式脱硫工艺得到长足发展。解决了一体式生物脱硫容易出现的硫填料易堵塞的问题。在沼气提纯CNG的工艺中、以及高浓度硫化氢的沼气处理工艺中，分离式脱硫工艺占有优势。

沼气生物脱硫过程可以用双膜理论来解释，大致可以分为溶解吸收---吸附---转化三个过程。

溶解吸收：沼气中的硫化氢气体在气液界面上，由气相转移到液相。

H₂S + OH^-—— H₂O + HS^-

吸附：溶液中硫氢根离子被脱硫微生物吸附，从水中转移至微生物体内。

HS^-——[细胞膜+HS^-]

转化：在脱硫微生物体内，硫氢根被转化成单质硫或硫酸根，作为吸收剂的碱液被再生，重新吸收硫化氢。

[细胞膜+HS^-]——S₀+ HO^-或 [细胞膜+HS]——SO₄^2-+ HO

在此过程中，有效控制一定的氧含量是脱硫细菌繁殖生存的必要条件，所以在这个生物脱硫工艺过程，对硫化氢（H2S）和氧气（O2）的连续监控是*的要求。

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