沼气脱硫方法
淮安沼气生物脱硫方案
![淮安沼气生物脱硫方案](https://img.taocdn.com/s3/m/04fce2ae80c758f5f61fb7360b4c2e3f5727253f.png)
淮安沼气生物脱硫方案1. 简介淮安地区是沼气资源十分丰富的地区,然而,由于淮安地区沼气中硫化氢(H2S)的含量较高,对环境造成了较大污染。
为了解决这一问题,本文提出了一种淮安沼气生物脱硫方案,通过利用生物技术对沼气中的H2S进行有效去除。
2. 脱硫原理淮安沼气中的H2S主要来自于沼气原料中的有机硫化物的降解产物。
通常情况下,丰度较高的H2S会对环境和设备造成严重的腐蚀,因此需要对其进行去除。
淮安沼气生物脱硫方案采用了硫醇酸化-硫氧化-硫还原的生物转化过程来实现脱硫。
具体步骤如下:•第一步:将沼气通过酸性处理,使硫化氢转化为硫代硫酸盐。
•第二步:将硫代硫酸盐溶液中的硫离子还原为硫化氢,同时产生二氧化硫。
•第三步:将产生的二氧化硫通过吸收剂(如氧化钙溶液)进行捕集,得到稳定的硫。
3. 生物脱硫系统构建淮安沼气生物脱硫方案主要包括脱硫系统和控制系统两个部分。
3.1 脱硫系统脱硫系统主要包括酸性处理单元、还原处理单元和吸收剂处理单元。
•酸性处理单元:通过加入适量的酸性物质(如硫酸)将沼气中的硫化氢转化为硫代硫酸盐。
•还原处理单元:通过添加适量的还原剂(如有机物)将硫代硫酸盐中的硫离子还原为硫化氢,并同时产生二氧化硫。
•吸收剂处理单元:将产生的二氧化硫通过吸收剂进行捕集,得到稳定的硫。
在脱硫系统中,需要合理控制各处理单元的温度、压力和pH等参数,以保证脱硫效果和系统稳定性。
3.2 控制系统控制系统包括监测和调控两个环节。
•监测:通过传感器对脱硫系统的温度、压力、pH和流量等参数进行实时监测,以确保系统运行正常。
•调控:根据监测数据,通过反馈控制算法对脱硫系统中的各处理单元进行调控,以保证系统运行在最佳工况下。
4. 优势和前景4.1 优势淮安沼气生物脱硫方案相比传统的化学脱硫方法具有以下优势:•生物脱硫过程无需使用有害化学品,对环境友好。
•生物脱硫过程具有较低的能耗,经济效益较高。
•生物脱硫过程产生的硫可作为农业肥料等资源得到利用,具有较好的经济价值。
沼气脱硫工艺技术
![沼气脱硫工艺技术](https://img.taocdn.com/s3/m/4cf663ad5ff7ba0d4a7302768e9951e79b8969f6.png)
沼气脱硫工艺技术沼气脱硫工艺技术是指通过不同的方式和方法将沼气中的硫化氢(H2S)去除,使得沼气达到环保标准,可以安全使用或贮存。
脱硫工艺技术主要包括化学吸收法、物理吸附法、生物脱硫法等。
化学吸收法是一种常用的去除沼气中硫化氢的方法。
该方法利用溶剂与沼气中的硫化氢发生化学反应,将其吸收为溶解态硫化物,进而实现脱硫。
常用的溶剂有氨水、铁盐溶液、碱性氧化物溶液等。
化学吸收法具有脱硫效果好、适用范围广等优点,但操作复杂、能耗较大,同时产生的废液处理也是一个问题。
物理吸附法是利用吸附剂吸附沼气中的硫化氢,实现脱硫的方法。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
物理吸附法具有操作简单、设备投资低等优点,但吸附剂的再生和废弃物处理也是一个需要解决的问题。
生物脱硫法是利用特定的微生物群体中的硫酸盐还原细菌,通过将硫化氢氧化成硫酸盐,从而实现脱硫的方法。
常用的微生物包括硫酸盐还原细菌Desulfovibrio sp、Methanobacterium sp 等。
生物脱硫法具有脱硫效率高、无二次污染等优点,但需要维持适宜的生物环境和微生物培养,对工艺条件要求较高。
根据实际的需求和条件,可以选择合适的脱硫工艺技术。
在实际的应用中,常采用多工艺结合的方式,以提高脱硫效果。
例如可以先采用化学吸收法将大部分的硫化氢去除,再采用物理吸附法或生物脱硫法进一步去除残余的硫化氢。
此外,在沼气脱硫工艺技术的运行中,还需要注意一些操作和控制方面的问题。
例如,溶剂浓度的控制、溶解气体的分布均匀性、吸附剂的再生等问题都需要重点关注。
通过合理的工艺设计和科学的运行管理,可以达到良好的脱硫效果,并使沼气达到环保标准。
综上所述,沼气脱硫工艺技术通过化学吸收法、物理吸附法、生物脱硫法等方式,将沼气中的硫化氢去除,实现沼气的环保利用。
不同的工艺技术有各自的优点和适用范围,可以根据实际情况选择合适的工艺。
通过合理的工艺设计和运行管理,可以保证脱硫效果,并使沼气达到环保标准。
苏州沼气湿法脱硫方案
![苏州沼气湿法脱硫方案](https://img.taocdn.com/s3/m/4b962959fbd6195f312b3169a45177232f60e4f7.png)
苏州沼气湿法脱硫方案1. 引言随着环保意识的增强,沼气行业逐渐发展壮大。
然而,在沼气生产过程中,不可避免地会产生含硫化氢等有害气体,对环境造成污染。
因此,为了有效减少沼气生产过程中的硫化物排放,需要采取相应的脱硫措施。
本文将介绍苏州沼气湿法脱硫方案,以提供一种可行的脱硫解决方案。
本方案将包括脱硫原理、处理工艺、设备选择和操作注意事项等内容。
2. 脱硫原理湿法脱硫是一种基于化学吸收原理的脱硫技术,主要通过将含硫气体与脱硫剂接触,利用吸收作用将硫化物吸附到脱硫剂上,从而达到脱硫的效果。
在苏州沼气湿法脱硫方案中,常用的脱硫剂主要有碱液和氧化剂。
3. 处理工艺苏州沼气湿法脱硫方案的处理工艺包括以下几个步骤:3.1 气体预处理沼气进入脱硫系统之前,需要经过预处理,主要包括除尘和除湿。
这一步骤旨在去除沼气中的颗粒物和水分,以保证后续处理的效果。
3.2 脱硫处理在脱硫处理过程中,将脱硫剂(碱液或氧化剂)与含硫气体进行接触,使硫化物被吸附到脱硫剂上。
这一步骤通常使用脱硫塔进行处理,沼气从下部进入塔底,与脱硫剂进行接触后,从上部排出。
3.3 脱硫剂再生脱硫剂在吸附了硫化物后需要进行再生,以保证其长期的脱硫效果。
在苏州沼气湿法脱硫方案中,脱硫剂再生一般采用碱液再生和氧化剂再生两种方式。
3.4 排放处理经过脱硫处理后的沼气,含硫量明显下降,可以达到排放标准。
然而,为了进一步净化沼气,降低对环境的影响,可以进行进一步处理,例如进一步除湿和除氧等。
4. 设备选择在苏州沼气湿法脱硫方案中,设备的选择和设计直接影响脱硫效果和运行效率。
常见的设备选择包括脱硫塔、循环泵、再生设备和控制系统等。
脱硫塔的选择应考虑沼气排放量、硫化物浓度和处理率等因素,以确保脱硫过程的稳定性和效果。
循环泵在脱硫系统中的作用是将脱硫剂循环送回吸收器,保证脱硫剂与含硫气体充分接触。
再生设备主要用于脱硫剂的再生过程,可以根据具体要求选择碱液再生设备或氧化剂再生设备。
沼气脱硫方法
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沼气脱硫方法
以下是 7 条关于沼气脱硫方法的内容:
1. 哎呀呀,啥是化学吸收法呀?就好比你想要去掉水里的杂质,用特定的化学物质把它抓住一样!比如可以用氢氧化钠溶液来吸收沼气中的硫化氢呢。
咱就说这办法是不是挺巧妙?
2. 物理吸附法你可别小瞧呀!这就好像是用海绵去吸水分一样,用一些特殊的吸附剂把硫化氢给吸住。
像活性炭,那效果可真是杠杠的!你能想象到有多厉害不?
3. 生物脱硫法呀,那简直就是大自然的魔法!就好像让微生物来当小卫士,它们专门对付硫化氢,把它转化掉。
这多神奇呀,是不是感觉很不可思议?
4. 膜分离法呢,就像是给沼气过一道特别的筛子,把好的留下,不好的硫化氢给分离出去。
这就像是在挑选好果子一样,精细得很呢!
5. 氧化法呀,就如同让氧气当勇士,去和硫化氢大战一场,把它打败变成无害的东西。
是不是超级酷呀?
6. 湿式氧化法呢,就好像给沼气来一场特别的洗礼,通过一系列反应把硫化氢清理掉。
这过程可有意思了,你不想了解一下吗?
7. 低温结晶法呀,好比在寒冷的天气里让有害物质自己凝结出来。
这么独特的方法,你还不好奇吗?
我的观点结论是:这些沼气脱硫方法都各有特点和优势,我们可以根据实际情况选择最适合的那一种,让沼气变得更清洁、更环保!。
沼气脱硫技术概述
![沼气脱硫技术概述](https://img.taocdn.com/s3/m/e0339b2b49d7c1c708a1284ac850ad02de8007f5.png)
沼气脱硫技术概述沼气脱硫是一种用于去除沼气中硫化氢(H2S)的技术,以防止H2S的排放对环境和人体健康造成危害。
沼气脱硫技术可以分为化学法、生物法和物理法三种主要类型。
化学法是最常用的沼气脱硫技术之一、它通过在沼气中引入吸收剂,如氨(NH3)或氧化亚氮(NO2)来与H2S发生反应,产生硫酸铵(NH4HSO4)或硫酸氢(H2SO4)。
这种方法需要一个脱硫塔来容纳吸收剂和沼气,沼气在脱硫塔中上升并与吸收剂接触。
硫化氢会在吸收剂中被吸收,从而达到脱硫的目的。
接下来,吸收剂中的H2S可以通过其他方法进行再生,以提高脱硫塔的效率。
生物法是另一种常用的沼气脱硫技术。
它利用生物反应器中的微生物来降解沼气中的H2S,将其转化为硫酸盐。
这种方法的工作原理是将微生物暴露在含有H2S的沼气中,微生物中的细菌会利用H2S作为能量源,并将其转化为硫酸盐。
这种方法需要一定的反应时间和适宜的温度和pH条件来实现较高的脱硫效率。
物理法是利用吸附剂或膜来去除沼气中的H2S。
吸附剂是一种可以吸附H2S的物质,常用的有活性炭、氧化铁和氧化锌等。
沼气通过吸附剂时,H2S会被物理吸附在吸附剂表面,从而达到脱硫的效果。
膜分离技术则是利用H2S分子与膜的简单扩散和吸附来实现脱硫。
这种方法具有结构简单、操作方便等特点,适用于小规模的沼气处理。
除了上述的主要脱硫技术,还有一些辅助技术可以与之结合使用,以提高脱硫效率。
例如,氧化剂可以与脱硫过程一起使用,以增加H2S与吸收剂的反应速率。
此外,也可以利用催化剂来提高脱硫反应的速率和效率。
综上所述,沼气脱硫技术主要包括化学法、生物法和物理法。
不同的脱硫技术适用于不同的应用场景,根据沼气的特点和需求选择适合的脱硫技术是至关重要的。
未来,随着环保意识的增强和技术的发展,沼气脱硫技术将不断改进和创新,以更好地实现沼气的清洁利用。
几种沼气脱硫方式的介绍
![几种沼气脱硫方式的介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/8e68f076eefdc8d376ee3295.png)
几种沼气脱硫方式介绍沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛,在我国环保标准中严格规定,利用沼气能源时,沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3。
无论在工业或民用气体中,都必须尽可能的除去H2S。
沼气从厌氧发酵装置产出时,特别是在中温或高温发酵时,携带有大量的H2S。
由于沼气中还有大量的水蒸汽存在,水与沼气中的H2S共同作用,加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。
另外,H2S 燃烧后生成的SO2,与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸,使设备的金属表面产生腐蚀,并且还会造成对大气环境的污染,影响人体健康。
因此,在使用沼气之前,必须脱除其中的H2S。
业内常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。
一、总述沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛,在我国环保标准中严格规定,利用沼气能源时,沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3。
无论在工业或民用气体中,都必须尽可能的除去H2S。
沼气从厌氧发酵装置产出时,特别是在中温或高温发酵时,携带有大量的H2S。
由于沼气中还有大量的水蒸汽存在,水与沼气中的H2S共同作用,加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。
另外,H2S 燃烧后生成的SO2,与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸,使设备的金属表面产生腐蚀,并且还会造成对大气环境的污染,影响人体健康。
因此,在使用沼气之前,必须脱除其中的H2S。
业内常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。
二、脱硫原理1.干法脱硫干发脱硫是一种简易、高效、相对低成本的脱硫方式,一般适合用于沼气量小,硫化氢浓度低的沼气脱硫。
干法脱除沼气气体中硫化氢(H2S)的设备基本原理是以O2使H2S氧化成硫或硫氧化物的一种方法,也可称为干式氧化法。
干法设备的构成是,在一个容器内放入填料,填料层有活性炭、氧化铁等。
气体以低流速从一端经过容器内填料层,硫化氢(H2S)氧化成硫或硫氧化物后,余留在填料层中,净化后气体从容器另一端排出。
沼气湿法脱硫原理
![沼气湿法脱硫原理](https://img.taocdn.com/s3/m/2f505107e418964bcf84b9d528ea81c758f52ead.png)
沼气湿法脱硫原理
沼气湿法脱硫是一种常用的净化沼气中硫化氢(H2S)的方法。
该方法通过在沼气中加入一定数量的液体吸收剂,将其中的
H2S气体吸收进液体中,从而使沼气中的H2S含量得以降低。
沼气湿法脱硫的原理基于吸收剂与H2S之间的化学反应。
常
用的吸收剂包括碱性溶液(如氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液等)和铁盐溶液(如硫酸亚铁溶液、硫酸铁溶液等)。
这些吸收剂能够与H2S发生反应生成相应的化合物,从而将H2S从气相
中转移到液相中。
具体而言,当沼气通过脱硫装置时,它会与吸收剂进行接触。
吸收剂中的氢氧化物或铁盐会与沼气中的H2S气体发生反应,生成相应的水溶性盐或沉淀。
通过这种反应,H2S会从气相中被吸收剂吸收,并转移到液相中。
经过一段时间的接触和反应,沼气中的H2S含量会显著降低,从而达到脱硫的目的。
为了提高脱硫效果,沼气湿法脱硫通常需要在吸收剂中加入催化剂或促进剂,以加速H2S与吸收剂的反应速率。
此外,湿
法脱硫还需要定期更换脱硫剂或对脱硫装置进行清洗,以去除吸收剂中的反应产物和沉淀物,保证脱硫效果持续有效。
总之,沼气湿法脱硫利用吸收剂与H2S之间的化学反应将
H2S从沼气中去除。
通过这种方法,可以有效净化沼气,降低其中的硫化氢含量,提高沼气的利用价值。
河北沼气湿法脱硫工作原理
![河北沼气湿法脱硫工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/4b31d19777eeaeaad1f34693daef5ef7bb0d1241.png)
河北沼气湿法脱硫工作原理
河北沼气湿法脱硫是一种常见的脱硫方法,其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 水洗:首先将含有硫化氢(H2S)的沼气通过喷淋装置喷入悬
挂有水滴的洗涤塔中。
水滴与沼气接触后,硫化氢会在水滴表面吸附,形成硫化物(HS-)。
2. 氧化:洗涤塔中通入氧气或空气,使水滴中的硫化物氧化为硫酸根离子(SO42-)。
氧化反应通常需要一定的时间和反应温度。
3. 中和:在洗涤塔中注入碱性溶液,如氢氧化钠(NaOH)或碳
酸钠(Na2CO3),使硫酸根离子与碱中的钠离子结合生成硫酸
钠(Na2SO4)。
这一步是为了降低反应液的酸碱度,以防止酸
性溶液对设备的腐蚀。
4. 分离:经过中和反应后的反应液中含有硫酸钠和未反应的氯化物等杂质。
通过沉淀、过滤或其他分离方法将硫酸钠和杂质分离开。
5. 脱水:将分离得到的硫酸钠溶液通过蒸发、结晶等方法进行脱水处理,将其浓缩成高浓度的硫酸钠固体。
整个工艺过程中,原沼气中的硫化氢经过氧化和中和反应最终转化为硫酸钠固体,达到了脱硫的目的。
该方法具有处理效果好、成本低、操作简便等优点,因此在沼气处理中被广泛应用。
沼气工程脱硫系统方案
![沼气工程脱硫系统方案](https://img.taocdn.com/s3/m/6e861f647275a417866fb84ae45c3b3567ecddab.png)
沼气工程脱硫系统方案脱硫系统是沼气工程中的重要组成部分,通过适当的脱硫系统设计和设备配置,可以有效地去除沼气中的硫化氢,降低硫化氢含量,保证沼气的安全和环保。
本文将从脱硫系统的原理和设计要点、技术路线和系统方案等方面展开阐述,以期为沼气工程的脱硫系统提供一些有益的参考。
一、脱硫系统的原理和设计要点1.脱硫原理脱硫技术主要包括化学脱硫、物理脱硫和生物脱硫等方法。
化学脱硫通过化学反应将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物,从而去除硫化氢。
物理脱硫是利用吸附剂或活性炭等材料吸附硫化氢,从而实现脱硫的目的。
生物脱硫则是通过微生物在适宜的环境条件下,将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物,实现脱硫作用。
2.设计要点(1)适应性:脱硫系统应根据沼气的硫化氢含量、气体流量和成分特点等情况,选择合适的脱硫工艺和设备,以确保脱硫效率和稳定性。
(2)安全性:脱硫系统应具有安全可靠的性能,防止硫化氢泄漏和造成人员伤害、环境污染或设备损坏等事故。
(3)经济性:脱硫系统应具有合理的投资和运行成本,并且能够实现能源资源的利用和经济效益。
(4)环保性:脱硫系统应考虑废水处理、固废处理和废气处理等环保问题,减少对环境的污染。
二、脱硫技术路线在沼气工程中,常用的脱硫技术路线包括生物脱硫、化学脱硫和物理脱硫等方法。
这里将分别对这三种脱硫技术路线进行介绍。
1.生物脱硫生物脱硫是利用硫酸还原菌、亚硫酸盐还原菌等微生物,利用它们的新陈代谢过程将硫化氢转化为硫酸盐或硫含化物,从而实现脱硫的目的。
生物脱硫技术具有脱硫效率高、操作简单、投资少等优点,但对环境条件、微生物的适应性等要求较高,需要较长的时间来达到稳定脱硫效果。
2.化学脱硫化学脱硫是利用化学反应将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物,从而去除硫化氢。
常用的脱硫剂有氧化铁、氧化铜、氧化锰、氢氧化钠、氢氧化钙等。
通过适当的反应条件和控制,可以实现高效率的脱硫效果。
但是,化学脱硫需要配套设备和耗材的投入,维护、操作和运行成本较高。
沼气脱硫
![沼气脱硫](https://img.taocdn.com/s3/m/f36491cc4028915f804dc269.png)
沼气脱硫一、总述沼气脱硫是沼气直接燃烧或沼气发电所必须的前期处理工艺。
无论哪种方式,利用前都必须对沼气进行必要的脱硫、脱水、除陈等处理。
二、脱硫原理1.干法脱硫干法脱除沼气气体中硫化氢(H2S)的设备基本原理是以O2使H2S 氧化成硫或硫氧化物的一种方法,也可称为干式氧化法。
干法设备的构成是,在一个容器内放入填料,填料层有活性炭、氧化铁等。
气体以低流速从一端经过容器内填料层,硫化氢(H2S)氧化成硫或硫氧化物后,余留在填料层中,净化后气体从容器另一端排出。
2.湿法脱硫湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。
物理和化学方法存在硫化氢再处理问题,氧化法是以碱性溶液为吸收剂,并加入载氧体为催化剂,吸收H2S,并将其氧化成单质硫,湿法氧化法是把脱硫剂溶解在水中,液体进入设备,与沼气混合,沼气中的硫化氢(H2S)与液体产生氧化反应,生成单质硫吸收硫化氢的液体有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。
成熟的氧化脱硫法,脱硫效率可达99.5%以上。
在大型的脱硫工程中,一般采用先用湿法进行粗脱硫,之后再通过干法进行精脱硫。
3.生物脱硫生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法,三种系统均属开放系统,其微生物种群随环境改变而变化。
在生物脱硫过程中,氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S然后再经生物氧化过程生成单质硫,才能去除。
在大多数生物反应器中,微生物种类以细菌为主,真菌为次,极少有酵母菌。
常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌,脱氮硫杆菌及排硫杆菌。
最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌,其生长的最佳pH值为2.0~2.2。
目前国内生物脱硫技术还未形成一定规模的工业应用。
预计优化脱硫工艺,更有效地控制溶解氧,提高单位硫的产率,并与目前已得到广泛应用的湿法脱硫技术相结合,是今后生物烟气脱硫技术发展的方向。
三、干法脱硫、湿法脱硫特、生物脱硫的比较1.干法脱硫的特点①结构简单,使用方便。
沼气脱硫方式
![沼气脱硫方式](https://img.taocdn.com/s3/m/45a74145c850ad02de804110.png)
沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛,在我国环保标准中严格规定,利用沼气能源时,沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3 。
无论在工业或民用气体中,都必须尽可能的除去H2S。
沼气从厌氧发酵装置产出时,特别是在中温或高温发酵时,携带有大量的H2S 。
由于沼气中还有大量的水蒸汽存在,水与沼气中的H2S 共同作用,加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。
另外,H2S 燃烧后生成的SO2 ,与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸,使设备的金属表面产生腐蚀,并且还会造成对大气环境的污染,影响人体健康。
因此,在使用沼气之前,必须脱除其中的H2S 。
业内常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。
一、总述沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛,在我国环保标准中严格规定,利用沼气能源时,沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3 。
无论在工业或民用气体中,都必须尽可能的除去H2S。
沼气从厌氧发酵装置产出时,特别是在中温或高温发酵时,携带有大量的H2S 。
由于沼气中还有大量的水蒸汽存在,水与沼气中的H2S 共同作用,加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。
另外,H2S 燃烧后生成的SO2 ,与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸,使设备的金属表面产生腐蚀,并且还会造成对大气环境的污染,影响人体健康。
因此,在使用沼气之前,必须脱除其中的H2S 。
业内常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。
二、脱硫原理1.干法脱硫干发脱硫是一种简易、高效、相对低成本的脱硫方式,一般适合用于沼气量小,硫化氢浓度低的沼气脱硫。
干法脱除沼气气体中硫化氢(H2S)的设备基本原理是以O2使H2S 氧化成硫或硫氧化物的一种方法,也可称为干式氧化法。
干法设备的构成是,在一个容器内放入填料,填料层有活性炭、氧化铁等。
气体以低流速从一端经过容器内填料层,硫化氢(H2S)氧化成硫或硫氧化物后,余留在填料层中,净化后气体从容器另一端排出。
沼气脱硫方案范文
![沼气脱硫方案范文](https://img.taocdn.com/s3/m/9db57345854769eae009581b6bd97f192279bfe1.png)
沼气脱硫方案范文常用的沼气脱硫方案包括物理吸收法、化学吸收法和生物脱硫法。
物理吸收法:物理吸收法是指通过物理吸收剂吸收沼气中的硫化氢。
常用的物理吸收剂包括活性炭、聚丙烯腈纤维等。
该方法操作简单,脱硫效果较好,但吸收剂会受到硫化氢的浓度和压力的影响,需要定期更换吸收剂。
化学吸收法:化学吸收法是指将硫化氢溶解在一种溶液中,通过溶解反应将硫化氢从沼气中移除。
常用的溶液包括碱性溶液(如氢氧化钠溶液)和碱性盐溶液(如NaOH、KOH溶液)。
该方法能够实现高效的脱硫效果,但需要考虑后期溶液的处理和再生,因为产生的废液中含有大量的硫化物。
生物脱硫法:生物脱硫法是指利用硫氧化菌或硫还原菌将沼气中的硫化氢通过氧化还原反应转化为硫酸盐或硫粉沉淀的过程。
此方法操作简单,无化学物品投加,对环境友好。
生物脱硫法分为常温生物脱硫和高温生物脱硫两种,常温生物脱硫主要应用于低硫化氢含量的沼气,而高温生物脱硫适用于高硫化氢含量的沼气。
然而,该方法脱硫效率相对较低,并且对反应条件比较敏感。
除了上述的主要脱硫方法,还有一些辅助脱硫技术可以提高脱硫效率。
例如,采用脉冲喷淋技术可以增加气液接触面积,提高物理吸收法和化学吸收法的脱硫效率。
此外,还可以使用活性炭吸附法去除沼气中的硫化氢,以进一步提高脱硫效果。
在实际应用中,根据沼气的硫化氢含量、处理的规模和要求,可以结合以上不同的脱硫方法进行组合使用,以达到更好的脱硫效果。
总之,沼气脱硫是一项重要的环保工作,采用合适的脱硫方案可以减少硫化氢对环境的污染,提高沼气的利用价值。
不同的脱硫方法各有优劣,需要根据具体情况选择适合的方案,并结合其他辅助技术进行脱硫处理。
沼气湿法脱硫原理及内部结构
![沼气湿法脱硫原理及内部结构](https://img.taocdn.com/s3/m/1b7e4712b5daa58da0116c175f0e7cd1842518cb.png)
沼气湿法脱硫原理及内部结构一、沼气湿法脱硫原理沼气湿法脱硫是目前最为常用的脱硫方法之一,其主要原理是利用酸性溶液与烟气中的二氧化硫反应,产生硫酸和水,以达到脱除烟气中二氧化硫的目的。
该方法主要有以下两个步骤:1.吸收过程:将烟气引入吸收器中,通过喷淋酸性吸收液将二氧化硫吸收下来,反应方程式为:SO2(g) + H2O(l) + 1/2O2(g) → H2SO4(aq)。
其中,H2SO4即为硫酸,SO2为二氧化硫,H2O为水,O2为氧气。
酸性吸收液通常为石灰石浆液、氧化钙浆液或者碱性氧化钙浆液等。
2.再生过程:通过加热或者空气氧化等方式对吸收后的酸性吸收液进行还原或者中和处理,将其中的硫酸分离出来,同时除去其中的杂质,使其回收再利用。
一般情况下,还原还原反应方程式为:H2SO4(aq) + 2H2O(l) → 3H2(g) + 2SO2(g) + O2(g);而中和反应方程式则为:H2SO4(aq) + CaO(s) → CaSO4(s) + H2O(l)。
二、沼气湿法脱硫内部结构沼气湿法脱硫内部结构主要由以下五部分组成:1.进气风机:用于将烟气从炉膛中引入吸收器中。
2.酸性吸收液喷淋器:通过喷淋的方式将酸性吸收液喷入吸收器中,与烟气中的二氧化硫反应,将其吸收下来。
3.烟气进气管道:负责将烟气从进气风机引入吸收器中,并与酸性吸收液相接触。
4.酸性吸收液采样系统:用于采集酸性吸收液的样品,分析其含有的成分。
5.再生系统:包括还原、中和等步骤,将含有硫酸的酸性吸收液进行回收,再利用。
此外,在沼气湿法脱硫系统中,还需要考虑以下几个因素:1.酸性吸收液的配制:不同的酸性吸收液配方对于不同的烟气污染物具有不同的吸收能力,需要根据实际情况进行配制。
2.酸性吸收液的循环:为了提高沼气湿法脱硫的效率,需要将酸性吸收液进行循环使用。
3.酸性吸收液的补充:在运行过程中,需要定期对酸性吸收液进行补充,保障其吸收效能。
4.废液处理:在脱硫过程中产生的含有硫酸和其他杂质的废液需要进行处理,避免对环境造成污染。
沼气脱硫技术
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沼气脱硫技术报告一、沼气成分介绍沼气是一种混合气体,一般含CH4为 60%-70%,CO2为30%-40%,部分 H2S、水汽、NH3以及少量的SO2、H2、N2、CO、卤代烃等杂质,其中H2S的危害较大,影响了沼气的回收利用。
沼气用途不同,对H2S含量的要求也不同。
相关国家及行业标准规定:若利用沼气发电,则H2S的浓度需小于等于200-300 mg/m3;若将沼气作为车用燃料或并入燃气管网,则H2S浓度需小于等于15 mg/m3。
沼气中H2S的质量浓度一般为1-12 g/m3,远远超过标准中的规定,若不进行预处理,H2S会腐蚀金属管道、仪器仪表,而且产生的SO2等有害气体会污染环境。
因此,沼气在综合利用之前必须进行H2S脱除。
二、沼气脱硫工艺介绍沼气脱硫一般可分为干法、湿法和生物法。
干法和湿法属于传统的化学方法,是目前沼气脱硫的主要手段;生物脱硫是利用微生物的代谢作用将沼气中的H2S转化为单质硫或硫酸盐,可实现环保和低成本脱硫。
1、干法脱硫干法脱硫是用粉状或颗粒脱硫剂来脱除H2S,其反应在完全干燥的状态下进行。
干法脱硫常用于低含硫气体的处理。
一定程度上,该法比较适用于H2S含量较低的沼气净化。
常用的干法脱硫方法为氧化铁气体净化法。
1.1反应原理常压氧化铁法选用经过氧化处理的铸铁屑作脱硫剂,用木屑作为疏松剂,放在脱硫箱中,厚约0.3-0.8m。
气体以0.4-0.6m/min的速度通过。
当沼气中硫化氢含量较低时,气速可适当提高,接触时间一般为2-3min。
硫化氢被铁屑吸收,沼气得以净化,其反应式如下:Fe2O3·3H2O+3H2S→Fe2S3+6H2OFe2O3·3H2O+3H2S2→FeS+S+6H20脱硫剂可以循环使用。
脱硫剂再生的原理是使硫化铁与O2接触,经反应生成单体S和Fe2O3,再生的Fe2O3可继续使用,反应式如下:2Fe2S3+3O2→2Fe2O3+6S4FeS+3O2→2Fe2O3+4S将含有硫化铁的脱硫剂取出,洒上水,接触空气使其氧化,即可再生利用。
西藏沼气湿法脱硫工作原理
![西藏沼气湿法脱硫工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/af69f36b4a73f242336c1eb91a37f111f1850d09.png)
西藏沼气湿法脱硫工作原理
西藏沼气湿法脱硫是一种常用于沼气净化的脱硫工艺,其工作原理如下:
1. 湿法脱硫原理:湿法脱硫是利用水溶液中的化学物质与气体中的有害成分发生反应,使其转化为不溶于水的物质,从而达到净化气体的目的。
2. 气体处理过程:首先,经过除尘设备除去气体中的颗粒物和粉尘。
然后,将含有SO2(二氧化硫)等有害成分的沼气引
入到脱硫吸收塔中。
在吸收塔中,使用脱硫剂(通常是碱性溶液)喷淋于气体中,使脱硫剂与SO2发生反应,并将SO2转
化为硫酸盐(通常是亚硫酸盐和硫酸盐)。
3. 反应过程:脱硫剂与SO2反应生成亚硫酸盐或硫酸盐的反
应方程式为:
SO2 + H2O + 1/2 O2 → H2SO4
其中,SO2是沼气中的二氧化硫,H2O是脱硫剂中的水,O2
是氧气,H2SO4是生成的硫酸。
4. 吸收塔结构:吸收塔通常由塔体、填料层和喷淋系统组成。
喷淋系统通过向塔体内喷淋脱硫液,使沼气与脱硫液充分接触,提高脱硫效果。
填料层则增加了接触面积,使气液反应更充分。
5. 脱硫产物处理:脱硫液中生成的硫酸盐会与沼气一同流出吸收塔,需要对其进行后续处理。
一种常见的处理方式是将流出的脱硫液与沼渣(沼气提纯过程中产生的废弃物)一同进行处
理,通过沉淀、过滤等步骤将废弃物与硫酸盐分离,并净化水体。
通过上述工艺,西藏沼气湿法脱硫可以有效地去除沼气中的二氧化硫等有害物质,保证沼气的净化和利用效果。
沼气脱硫预处理方案
![沼气脱硫预处理方案](https://img.taocdn.com/s3/m/dfe0eba218e8b8f67c1cfad6195f312b3169ebe1.png)
沼气脱硫预处理方案沼气是一种高效的可再生能源,也是一种混合气体,其中主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)。
然而,沼气中含有硫化氢(H2S)等有毒气体,通过脱硫预处理工艺可以有效去除硫化氢,提高沼气的质量。
物理吸附法是利用适宜的吸附剂吸附硫化氢,常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
沼气通过吸附器时,硫化氢会被吸附剂表面的微孔、介孔或毛细管道中的活性位点吸附,从而实现脱硫效果。
物理吸附法具有操作简单、不需要添加化学药剂等优点,但吸附剂的再生和拆卸成本较高。
化学吸收法是利用吸收剂与硫化氢发生化学反应,将其转化为其他物质并溶解于溶液中。
常用的吸收剂有氨水、碱液等。
沼气通过吸收器时,硫化氢会与吸收剂反应生成硫酸盐等溶解物质,实现脱硫效果。
化学吸收法具有脱硫效率高、脱硫彻底等优点,但吸收剂的再生成本较高,且吸收剂的选择和操作维护要求较高。
生物脱硫法是利用特定微生物对硫化氢进行降解和氧化,将其转化为硫酸盐等形式。
生物脱硫法主要包括硫酸还原菌脱硫法、反硫酸盐还原菌脱硫法等。
沼气通过生物脱硫系统时,硫化氢会在生物反应器中被微生物耗氧降解和氧化,从而实现脱硫效果。
生物脱硫法具有脱硫效率高、脱硫产物可利用等优点,但对控制操作条件、微生物的选育和培养等要求较高。
根据实际情况,可以综合考虑上述脱硫预处理方案,采用多种方法相结合的方式辅助进行沼气脱硫。
例如,可以先采用物理吸附法去除大部分硫化氢,然后再利用生物脱硫法或化学吸收法进一步降低硫化氢浓度。
总之,沼气脱硫预处理方案应根据资源的实际情况和需求选择合适的方法,综合考虑各种方案的经济性、操作简便性以及处理效果,以确保沼气的质量和利用效率。
沼气脱硫方法
![沼气脱硫方法](https://img.taocdn.com/s3/m/78783425bfd5b9f3f90f76c66137ee06eff94ed6.png)
沼气脱硫方法沼气脱硫沼气作为长期提供农户炊用的一种气体燃料,应有一定的质量指标。
硫化氢是一种带有臭鸡蛋味的无色有毒气体,也是沼气中主要的有害成分。
它不仅危害人体健康,对厨房金属器具、沼气用具和管道阀门都有较强的腐蚀作用。
因此对于农户炊用的沼气一定要安装脱硫器,确保硫化氢的含量净化到0.02g/m3以下。
沼气脱硫的方法有湿法和干法两种。
干法脱硫具有工艺简单、成熟可靠和造价低廉等优点。
目前家用沼气脱硫基本上采用这种方法。
目前市场上有多种户用干式脱硫器商品,内装质量不等的颗粒状氧化铁脱硫剂。
氧化铁脱硫剂一般可反复使用3~4次,但不同质量的使用寿命相差近10倍。
尽管农村条件有限,而自制脱硫器和脱硫剂对于农村沼气用户也是十分必要的。
所示为一种简易的农户沼气脱硫器。
用两个去掉底盖的类似500mL的饮料瓶、内装一块钻有许多ф1~1.5mm小孔的塑料圆片,并盖有2~3层塑料窗纱叠成的圆垫,再对接、用塑料管胶带黏合而成圆柱壳体;两端瓶盖分别开孔,黏接上塑料管嘴作为沼气进、出口接头,打开上端出气口的瓶盖即可装卸粉状或颗粒状的脱硫剂了。
需要说明的是,其使用时要竖立安装、塑料圆片在底部,沼气有下而上通过。
1、沼气脱硫剂的配制干法脱硫剂有活性炭、分子筛和氧化铁等。
从使用寿命、运行成本、材料易得和使用简易便等综合考虑,目前采用最多的脱硫剂是氧化铁。
其中常用的配方有如下两种。
天然沼铁矿。
天然沼铁矿俗称“黄土”,一般含0.5%~1%。
使用前映均匀喷洒清水,使含水率达到30%~40%。
这种沼铁矿在我国黑龙江省的伊春、天津市的蓟县及北京市的怀柔县等地均有生产。
人工氧化铁。
将粒度为0.6~2.4mm的铸铁屑(或铁屑)和木屑按质量比为1:1掺混,洒水后充分翻晒进行人工氧化;在使用前再掺混0.5%的熟石灰,以调节脱硫剂的pH值达到8~9,并均匀喷洒清水,使含水率达到30%~40%。
对于一般的农村沼气而言,采用人工氧化铁法是最方便和最经济的。
干式沼气脱硫罐脱硫方法
![干式沼气脱硫罐脱硫方法](https://img.taocdn.com/s3/m/db8e0dd080c758f5f61fb7360b4c2e3f572725c4.png)
干式沼气脱硫罐脱硫方法一、背景介绍沼气是一种很紧要的能源资源,但是在沼气的利用过程中,硫化氢等有害气体的问题需要解决,否则会对环境和人类健康造成很大威逼。
目前,脱硫方法中干式沼气脱硫罐是一种较为常见的脱硫设备,本文紧要介绍其脱硫方法及原理。
二、干式沼气脱硫罐的脱硫方法干式沼气脱硫罐是一种常见的沼气脱硫设备,其紧要原理是通过在催化剂作用下将沼气中的硫化氢气体与氧气氧化生成硫酸氢盐。
其脱硫过程如下:1.沼气进入脱硫罐:沼气经过初级过滤后进入脱硫罐中,进入罐后沼气流速减慢,让催化剂与沼气充分接触。
2.催化剂催化:催化剂是脱硫罐中的关键,催化剂的种类和质量会影响脱硫效果,一般使用活性炭或氧化钒作为催化剂。
催化剂的紧要作用是促进沼气中的硫化氢和氧气反应生成硫酸氢盐。
3.氧气通入:在催化剂的促进下,加入适量的氧气,使硫化氢与氧气相互作用,氧化后生成硫酸氢盐。
4.排气和排水:排出处理后的沼气和排水。
排出的沼气中少量二氧化硫是无害的,但需要对排放二氧化硫的限制加强。
排出的废水需要进行中性化处理,避开对环境造成负面影响。
三、干式沼气脱硫罐的优点相比传统的湿式脱硫技术,干式沼气脱硫罐具有以下优点:1.安全:干式沼气脱硫罐中不含液体,避开爆炸和漏电等不安全。
2.维护简单:由于脱硫过程中不需要加入液体,因此不需要常常清洗和维护,减轻了维护的难度和成本。
3.技术成熟:干式沼气脱硫罐是一种成熟的技术,广泛应用于沼气脱硫领域,取得了显著的脱硫效果。
四、干式沼气脱硫罐的不足虽然干式沼气脱硫罐具有很多优点,但是其还有一些不足之处:1.需要氧气:对于需要脱硫的气体,需要加入氧气才能进行脱硫处理,因此需要保障氧气的供应。
2.对催化剂要求高:脱硫效果与催化剂的种类和质量紧密相关,不同的催化剂脱硫效果存在确定差异,这就需要针对不同的脱硫需要使用不同的催化剂。
3.投资和运营成本高:相比湿式脱硫技术,干式沼气脱硫罐需要投资的设备更加多而杂,同时也需要更多的运营成本。
宁夏沼气湿法脱硫工作原理
![宁夏沼气湿法脱硫工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/c08eac5ffbd6195f312b3169a45177232f60e4ed.png)
宁夏沼气湿法脱硫工作原理
宁夏沼气湿法脱硫是一种常用的脱硫方法,其工作原理如下:
1. 湿法脱硫剂注入:在沼气处理设备中,先将适量的湿法脱硫剂(一般为碱性溶液,如氢氧化钠或石灰浆)注入脱硫设备中。
湿法脱硫剂溶液的注入量应根据沼气中二氧化硫(SO2)的含
量来确定。
2. 反应塔内气液接触:沼气在进入反应塔后,与湿法脱硫剂溶液进行充分接触。
在接触的过程中,气体中的SO2会被溶液
中的碱性物质吸收并转化成硫酸盐。
3. 产生硫酸盐:SO2与湿法脱硫剂中的碱性物质反应生成硫酸盐。
反应的过程主要包括气液吸收、溶解、氧化和中和等环节,从而将SO2从沼气中脱除。
4. 液体循环再利用:反应塔底部的溶液中生成的硫酸盐会通过循环泵送回顶部,重新进入反应塔与沼气接触,以实现连续的脱硫过程。
这样可以降低脱硫剂的消耗量,提高脱硫效率。
5. 除尘:脱硫后的沼气中可能还含有一些固体颗粒或液滴,需要通过除尘器进行处理,以确保排放的沼气达到环保标准。
总的来说,宁夏沼气湿法脱硫工艺通过将湿法脱硫剂溶液与沼气进行接触,将沼气中的SO2转化为硫酸盐,从而实现了对SO2的脱除,减少了对环境的污染。
此外,这种方法还具有操作简单、成本低廉等优点,因此在沼气处理中得到广泛应用。
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沼气脱硫方法
0引言
沼气是一种可再生能源,在目前能源短缺的情况下日益受到人们的重视。
通常沼气的气体的组成为甲烷(60%~70%)和二氧化碳(30%~40%),另外还含有少量的硫化氢等气体。
硫化氢是一种剧毒的有害气体,对管道、燃烧器和仪器仪表等有强烈的腐蚀作用;燃烧后硫化氢生成二氧化硫,污染环境,并影响人的身体健康。
我国环保标准严格规定:利用沼气能源时,沼气气体中硫化氢含量不得超过20mg/m3。
沼气中的硫化氢质量浓度一般为1~12g/m3,远远高于我国环保标准的规定。
所以,硫化氢的脱除成为沼气使用过程中必不可少的一个环节。
1传统的脱硫方法
1.1湿法脱硫
湿法脱硫是利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的硫化氢,溶剂通过再生后重新进行吸收。
根据吸收机理的不同,又分为化学吸收法、物理吸收法、物理化学吸收法以及湿式氧化法。
湿法脱硫流程复杂,投资大,适合于气体处理量大和硫化氢含量高的场合。
其中,常用于沼气脱硫的方法有萘醌吸收法和氨水法等。
1.1.1萘醌吸收法
吸收液呈碱性,能吸收酸性气体,而且由于弱酸性的缓冲作用,在吸收酸性气体时,pH 值不会很快发生变化,保证了系统操作的稳定性。
此外,碳酸钠溶液吸收H2S比吸收CO2快。
由于在沼气中这两种酸性气体同时存在,所以可以部分地选择吸收H2S。
该法已成功地用于从气体中脱除大量CO2,也可用来脱除含CO2和硫化氢的天然气及沼气中的酸性气体。
此溶液对H2S吸收的化学反应方程式为
Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS
许宁和朱延美[1]等针对沼气的组成,对萘醌吸收液进行了改进研究,确定了用于沼气中硫化氢吸收液的适宜配方,使脱硫率达到了99%~99.5%。
该方法的主要优点是设备简单且经济;主要缺点是一部分碳酸钠变成了重碳酸钠而导致吸收效率降低,一部分变成硫酸盐而被消耗。
1.1.2氨水法
硫化氢是酸性气体,当用碱性的氨水吸收硫化氢时,便发生中和反应,即
H2S+NH4OH=NH4HS+H2O
第1步是物理溶解过程,气体中硫化氢溶解于氨水;第2步是化学吸收过程,溶解的硫化氢和氢氧化铵起中和反应。
再生方法是往含硫氢化铵的溶液中吹入空气,以产生吸收反应的逆过程,使硫化氢气体解析出来。
解析后的氢氧化铵溶液经补充新鲜氨水后,继续用于吸收;再生时产生的硫化氢必须进行二次加工,避免造成环境污染。
如采用氨水液相催化脱硫,借助溶液对苯二酚的氧化作用,使硫化氢氧化成元素硫而被分离,同时溶液获得再生。
生成的硫颗粒由于比较细,不易过滤回收,对填料和器壁附着力强,塔内易形成硫堵,影响生产。
氨法采用氨水作吸收剂,对设备腐蚀较大,且污染环境,但在处理焦炉煤气时因可以利用焦化厂自产的碱源而具有经济上的优势。
农业部成都沼气科学研究所研究利用氨水脱除沼气中CO2和H2S的技术[2],H2S平均脱除率达到了99.9%。
1.2干法脱硫
干法脱硫常用于低含硫气体的处理,常用的方法有膜分离法、分子筛法、变压吸附(PSA)法、不可再生的固定床吸附法和低温分离法。
沼气脱硫常用不可再生的固定床吸附法,不可再生的固定床吸附法有很多,从物系上大致可分为铁系、锌系、活性炭、活性氧化铝和硅胶等,常用于低含硫气体的精脱过程。
氧化铁是一种古老的脱硫剂,通常称其为海绵铁,其脱硫机理是先与H2S反应生成硫化铁,再将硫化铁氧化成氧化铁。
它可脱除气体中10-6级的H2S,已经有多种改良方法获得了工业应用。
干法存在操作不连续、更换脱硫剂劳动强度大以及装置占地面积大等缺点。
为此,牛克胜和孙严声[3]在脱硫的同时通过自动控制系统连续定量地投加空气,实现了脱硫剂的连续还原再生[1]。
目前,国内脱硫技术已比较成熟,脱硫方法及脱硫工艺众多,但是都存在着以下缺点:干法脱硫效率不高,脱硫剂再生困难,硫容相对较低,主要适用于精细脱硫;湿法脱硫处理量大,脱硫效率高,可连续操作,但投资运行费用也高,沼气利用一般用户难以承受。
随着环保法规的日趋严格,开发高效、低投入、资源化和无二次污染的技术已成为脱硫技术发展的主流。
一些新的脱硫方法(如微生物分解法、臭氧氧化法、二氧化硫法、电化学法和微波法)正日益引起人们的重视,其中生物脱硫具有少污染、低能耗和高效率等特点,成为研究的热点。
2生物脱硫
生物脱硫是利用微生物的代谢作用将沼气中的硫化物转化为单质硫或硫酸盐。
其过程可分为3个阶段:一是H2S气体的溶解过程,即由气相转移到液相;二是溶解后的H2S被微生物吸收,转移至微生物的体内;三是进人微生物细胞内的H2S作为营养被微生物分解、转化和利用,从而达到去除H2S的目的。
根据微生物的活动类型,能够转化硫化物的微生物有3种,即光合细菌、反硝化细菌和无色硫细菌。
其中,反硝化细菌在氧化硫化物的过程中需要硝酸盐,因此该技术应用受到一定的限制。
2.1光合细菌
光合细菌也称有氧化硫细菌,为光能营养细菌,能够利用光能而生长,广泛分布于自然环境中。
它们在自然界碳、氮、硫等元素的循环中起着重要的作用,可以从光中获得能量。
光合细菌利用细菌叶绿素固定光能,以分子氢、还原性硫化物或有机物为外源电子供体,而不是以水分子为外源电子供体。
因此,细菌的光合作用与植物和藻类不同,是一个厌氧过程,不产生氧气。
在光合作用过程中,不同的光合细菌以不同的硫化合物(如硫化物、硫单质、亚硫酸盐及硫代硫化物)作为电子供体同化CO2。
某些光合细菌还可利用硫醇类物质。
光合细菌利用硫化物时,首先将硫化物氧化为单质硫,沉积于细胞内(如紫色硫细菌)或细胞外(如紫色外硫细菌、绿色硫细菌及紫色非硫菌的某些种),当硫化物消耗殆尽时,光合细菌将沉积于细胞内外的单质硫进一步氧化成硫酸盐。
光合细菌的种类繁多,但只有紫色硫细菌和绿色硫细菌等一些菌种能代谢硫化物。
紫色非硫细菌只有极少数能忍受并利用较高浓度的硫化物。
在厌氧光照条件下,光合细菌以H2S为供氢体,还原CO2合成菌体细胞,而H2S被氧化成S0或进一步氧化成硫酸。
光合细菌的脱硫反应可表示为
在绿色硫和紫色硫科的细菌中,硫化物首先氧化成S0,其氧化反应S2-→S0,是非酶反应,极易进行。
紫色硫细菌在进行H2S→S0反应的同时,也进行S0→SO42-的反应。
后者反应很慢,在反应过程中生成的硫粒蓄积在细胞内,而绿色硫细菌在H2S存在的情况下,只能进行H2S→S0反应。
生成的硫粒附着在细胞外,使废水变浑浊,降低了水的透光率,从而影响脱硫效率。
另外,光合细菌处理负荷偏低,水力停留时间长,要求光照与厌氧等苛刻条件,研究进展不大,仍处于分批试验或实验室小试的探索阶段。
今后主要的工作应是光合脱硫反应器的研制、提高光合脱硫的效率、控制光照强度以及解决单质硫的分离等问题。
2.2无色硫细菌
无色硫细菌包括严格化能自养菌及化能异养菌,也有一些过渡类型。
该类细菌仅是一个生理学上的泛称,而非分类学上的术语,包括贝氏硫菌和硫杆菌属等。
它们能够氧化硫化氢、元素硫、硫代硫酸盐和四硫酸盐等,形成硫酸,并从此过程中获得能量。
我国对无色硫细菌研究较多,如方士[4]等人进行了生物塔外曝气法去除沼气中H2S的研究,得出的最高脱硫率为98.6%。
王爱杰[5]等利用脱氮硫杆菌对废水中的氮和硫进行同步脱除,指出硫氮比和硫化物浓度是同步脱氮脱硫技术的主要因素,两者分别控制在5∶3和低于300mg/L的水平可以获得较好的脱硫和反硝化效果,单质硫转化率最高可达94%;李亚新[6]等利用无色硫细菌进行了硫化氢的脱除试验,并且对脱硫后生成的单质硫进行了回收,表明反应器内的溶解氧值与进水硫化物的容积负荷呈线性关系,出水pH值和出水pH值的升高值与硫的回收率呈线性关系。
在无色硫细菌的微生物类群中,并非所有的硫细菌都能够用于硫化物氧化。
由于有些硫细菌将产生的硫积累于细胞内部,此外杂菌生长还会造成反应器中的污泥膨胀,给单质硫的分离带来麻烦。
如果不能及时得到分离,就会存在进一步氧化的问题,从而影响脱硫效率,所以在脱硫单元运行的过程中,还必须严格控制反应条件,以控制这类微生物的优势生长。
3结论与展望
传统方法脱硫沼气有其不足,而微生物脱硫条件温和、能耗低、投资少且废物排放少,特别适合处理中低含硫沼气,因此逐渐成为脱硫领域研究的新热点。
从脱硫设备及工艺来看,目前生物脱硫多停留在实验室研究阶段,要想获得大规模应用,还需要在脱硫菌种、生物反应器及脱硫工艺方面进行努力。
对现今已发现的硫化物氧化菌进行详细的生理生化研究,筛选可用于H2S生物脱除的高效菌种;利用现代生物技术工具分离与鉴定硫氧化的相关基因或功能基因,构建新型高效菌种;结合生物技术与化学工程技术开发高效、连续流与脱硫效果稳定的生物反应器,并优化工艺过程,为进一步工业化提供技术支撑。