专利名称：一种将含硫化合物转化为单质硫的生物脱硫技术的制作方法
技术领域：
一种将含硫化合物转化为单质硫的生物脱硫技术，本发明可用于 烟气、废水中含硫化合物的脱除。
背景技术：
硫酸盐在厌氧环境下会产生H2S，严重腐蚀处理设施和排水管 道，且气味恶臭，严重污染大气，人吸入后会引起不良反应，严重者 会有生命危险。另外硫酸盐废水排入水体会使受纳水体酸化，pH降 低，危害水生生物；排入农田会破坏土壤结构，使土壤板结，减少农 作物产量及降低农产品品质。目前，我国很多城市的地下水已经受到 不同程度的硫酸盐污染，寻求行之有效的硫酸盐废水处理工艺早已成 为环境工程界普遍关注的问题。硫酸盐废水来源广泛，许多工业废水， 比如食品(糖蜜、海产品、食用油等)加工、制药、造纸和制浆废水 等，都含有高浓度的硫酸盐。
在大气环境中，人类制造排放的二氧化硫已成为首要污染物，在 我国尤为严重。我国最主要的一次性能源是煤炭，约占我国能源消耗 量的70%。煤炭中通常含有0.25% 7%的硫，在燃烧过程中生成的 S02随烟道气排入大气，造成酸雨。据统计，2005年全国二氧化硫排 放总量为2549万吨，超过总量控制目标(1800万吨)749万吨，其 中工业二氧化硫的总排放量为2168万吨。目前我国S02的年排放量 已经超过欧洲和美国居世界首位，其中S02污染范围已达国土面积的 40%。因此研究和开发防治S02污染的脱硫技术已经迫在眉睫。
H2S是在冶金、石油化工、化学制品生产过程中常产生的工业废 气之一，而且在有氧和湿热条件下，H2S会腐蚀管道及燃烧设备。
目前脱硫技术尚存在以下瓶颈亟待突破 一是脱硫原料成本高或
来源受限制，如氨法脱硫中的氨水，氧化镁法氧化镁，钠碱法中碳酸 钠或氢氧化钠的消耗，石膏法中石灰石等的价格一路走高；二是不同 程度的存在着二次污染问题，由于脱硫剂大部分为石灰，脱硫产物一 般为亚硫酸钙，因而有再次释放S02的危险。
微生物烟气脱硫则是指利用自然界已存在的各种脱硫菌，通过高 效生物反应器以及一体化自动控制装置达到单质硫回收和吸收液循 环利用，从而有效解决so2的污染，实现废物资源化，并最终达到环 境效益和经济效益的统一。
发明内容
本发明的目的是提供一种可将烟气、废水中含硫化合物脱除并转 化为单质硫的生物技术。通过高效生物反应达到单质硫回收，从而有
效解决S02的污染，实现废物资源化，并最终达到环境效益和经济效
益的统一。
本发明技术的脱硫原理(图1):烟气中的S02通过水膜除尘器 或吸收塔溶解于水生成亚硫酸盐、硫酸盐；在厌氧环境及有外加碳源 的条件下，硫酸盐还原菌(SRB)将亚硫酸盐、硫酸盐还原成硫化物； 然后再在好氧条件下通过脱硫微生物(无色硫杆菌)的作用将硫化物 转化为单质硫，再经过沉淀、分离，从而将硫元素从系统中去除。烟 气生物脱硫过程可以划分为两个阶段，即S02的吸收过程和含硫吸收 液的生物脱硫过程。
S02气体吸收的原理利用微小水滴的巨大表面积完成对烟气的 吸收，从而使S02从气相转入液相，并且主要以亚硫酸根、硫酸根的 形式存在。吸收效果与吸收液的比表面积、pH、碱度、温度等有关， 但主要取决于吸收液的比表面积。该过程的主要反应如下
so2 (气)<~~>so2 (液)
S02 (液)+H20<~~^HS(V+tfHS03<~~^S032- + ET S032- +02—2S042-
含硫吸收液生物脱硫的原理在厌氧环境下，富含亚硫酸盐、硫
酸盐的水在硫酸盐还原菌(SRB)的作用下，其中的亚硫酸盐和硫酸
盐被还原成硫化物。主要反应如下(此处以甲醇作为电子供体)
HS(V +CH3OH — HS陽+ C02 +2H20
3SO/ + 4CH3OH—3HS- + 3HC03- + C02 + 5H20
在好氧条件下利用脱硫菌将厌氧形成的硫化氢氧化成单质硫，并
将单质硫颗粒予以回收。发生反应如下
2HS- + 02 — 2S0 + 20H-
脱硫菌富集培养基Na2S2035H20 10.0 g、 KH2P04 4.0 g、 K2HP04 4.0 g、 MgSO47H20 0.8 g、 NH4C1 0.4 g、微量元素溶液10ml、蒸馏水 1000 ml。微量元素溶液配方EDTA 二钠盐50g、 ZnS04 '7H20 22.0g、 CaCl2 5.54g 、 MnCl2 -4H20 5.06g 、 FeS04.7H20 4.99g 、 (NH4) 6M07024 '4H20 1.10g、 CuS04 5H20 1.57g、 CoCl2'6H20 1.61g、蒸馏水 1000ml o
本微生物脱硫技术具有运行成本低、能耗少、可回收资源等优点。
图1微生物脱硫技术简图
具体实施例方式
实施例1:烟气生物脱硫
锅炉燃煤烟气，在S02吸收塔用碱液吸收；吸收液在厌氧反应 器中经硫酸盐还原菌作用还原为H2S，产生的H2S用NaOH溶液吸收， 吸收液在好氧条件下利用脱硫菌将硫化氢氧化成单质硫。
权利要求
1.一种生物脱硫技术，其特征在于能将废水，废气中的含硫化合物转化为单质硫。
2. 根据权利要求1所述的生物脱硫技术，其特征在于由硫酸盐还原菌 (SRB)将亚硫酸盐、硫酸盐还原成硫化物；然后再在好氧条件下通过脱硫微生物(无色硫杆菌)的作用将硫化物转化为单质硫，再经过沉淀、分 离，将硫元素去除。
3. 根据权利要求1所述的生物脱硫技术，其特征在于脱硫过程包括硫 酸盐还原为硫化物，硫化物氧化为单质硫两个步骤。
4. 根据权利要求2所述的硫酸盐还原为硫化物过程，其特征在于由厌 氧微生物一一硫酸盐还原菌作用完成。
5. 根据权利要求2所述的硫化物氧化为单质硫过程，其特征在于由脱 硫微生物——无色硫杆菌作用完成。
全文摘要
一种将含硫化合物转化为单质硫的生物脱硫技术，可用于烟气、废水中含硫化合物的脱除。烟气中的SO<sub>2</sub>通过溶解于水生成亚硫酸盐、硫酸盐；在厌氧环境及有外加碳源的条件下，硫酸盐还原菌(SRB)将亚硫酸盐、硫酸盐还原成硫化物；然后再在好氧条件下通过脱硫微生物(无色硫杆菌)的作用将硫化物转化为单质硫，再经过沉淀、分离，从而将硫元素从系统中去除。本发明通过高效生物反应达到单质硫回收，从而有效解决SO<sub>2</sub>的污染，实现废物资源化，并最终达到环境效益和经济效益的统一。
文档编号C02F3/00GK101104132SQ200710098869
公开日2008年1月16日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者群 严, 华 邹, 阮文权, 建 顾 申请人:阮文权;顾 建;邹 华