氧化亚铁硫杆菌的烟气脱硫技术
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【 摘要 】 氧化亚铁硫杆菌 （ｈ ｂｃｌｓｅ ｏ ｉ ｎ ， Ｔｉ ａｉｕ ｆｒ ｘ ａｓ简称 Ｔｆ ） 工业 和环保领域具有重要 的经济和丰会意义 。本文介 ｏ ｌ ｒｏ ｄ ．菌 在 十
绍 了 Ｔ ｆ 的生 理 特 性 以 及它 在 烟气 脱 硫 中的 麻 用 。 ．菌
【 关键词 】 氧化 亚铁硫杆 菌； 烟气脱硫 ； Ｆ Ｄ ＢＧ 【 中图分类号 】 ￥ ５ ． １＋ ８２６ ８ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 １０ ３ ６ （０ ０ １ ０ ７ Ｏ ０ ３— ４ ７ ２ １ ）０— ０ １一 １
为 Ｈ Ｓ 另一方 面在 Ｔ ｆ Ｏ ， ． 菌的作用 下促 使反应①加快 。吸
收液 中 的 Ｔ ｆ 使 Ｆ 和 Ｆ 相 互 转 化 ， 反 应 ② 迅 速 发 生 ．菌 ｅ ｅ 使 ２ Ｏ ＋ Ｏ ＋ Ｈ Ｏ Ｆ 离 子 ，． 菌 ２ ２Ｏ ； Ｆ ２ Ｓ ４ ３ Ｓ２ ２ ２ ｅ Ｔｆ Ｈ Ｓ ４① ｅ（ Ｏ ） ＋ ２ ２ ＋ Ｓ ２Ｔ ｆ ：Ｆ Ｓ ４ ２ ２Ｏ ② ＨＯ ０ ；． 菌 ２ ｅＯ ＋ Ｈ Ｓ ４
２ Ｔ ｆ 氧 化 Ｆ “ 的机 理 ．菌 ｅ
Ｔ ｆ 对 亚 铁 的氧 化 机 理 包 括 两 个 分 离 的 过 程 ， ｐ ．菌 即 Ｈ ２的 细 胞 膜 外 的 对 铁 的 氧 化 以 及 在 ｐ Ｈ一６ ５的 细 胞 内 的 分 ． 子 氧 的 还 原 ， 下 两 个 方 程 所 示 ： 一 步 ：ｅ 一 Ｆ “ ＋ ｅ 第 如 第 Ｆ“ ｅ ； 二 步 ：ｅ ＋ Ｏ ＋ ４ ＋一 Ｈ Ｏ。Ｔ ｆ 氧 化 Ｆ 模 型 见 图 ４ ， Ｈ ， ．菌 ｅ
河 南 化 工
２１ ０ ０年 ５月 第 ２ ７卷
第 ５期 （ ） 下
ＨＥ ＮＡＮ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｉ ＮＤＵＳ ＲＹ Ｔ
・７１ ・
氧 化 亚 铁 硫 杆 菌 的 烟 气 脱 硫 技 术
贾果 ， 玉玲
（ 南 大 学 资源 环 境 学 院 ， 庆 ， 碚 ，０ ７ ５ 西 重 北 ４０１）
１
图 ２ Ｔ．茵 烟 气 脱 硫 工 艺 流 程 图 ｆ
Ｆ 是较强 的氧 化剂 ， ｅ 当其 浓度较 高时 ， 可加 快脱 硫过 程。反应产生的 Ｆ “又可作为 营养源被微 生物利用转 变为 ｅ
Ｆｅ ”
，
再 次 加 快 Ｓ ，的 吸收 ， Ｔ ｆ 具 备 氧 化 能 力 时 ， 硫 Ｏ 当 ．菌 其
１２ 生存 条件 ．
一 般 认 为 ， Ｎ Ｏ 、 Ｃ 、 Ｐ Ｍｇ （ Ｈ ）Ｓ Ｋ ＩＫ Ｈ Ｏ 、 —
Ｓ ・ Ｈ Ｏ、ａ Ｎ ， Ｔ ｆ 牛 长 过 程 中 所 必 需 的 ， 们 Ｏ ７ Ｃ （ Ｏ ） 是 ．菌 它 以不 同 的 量 结 合 形 成 不 同 的 营 养 基 ， ９ 如 Ｋ培 养 基 、 藤 培 养 里 基 、 克斯 曼 培 养 基 等 。 瓦
为 合成 Ａ Ｉ的 ～ 种 酶 Ｔ
于 实验 室 和半 工 业 试 验 水 平 ， 能 实 现 规 模 化 应 用 ， 中 很 未 其 重 要 的 原 因 是原 始 驯化 菌 嗜酸 ， 易对 钢 铁 和 混 凝 管 道造 成 腐 蚀 ； 嗜 中温 菌 ， 过 ４ ￣ 不 能 生 长 ； 生 长 周 期 长 ， 都 属 超 ５Ｃ就 且 这
术 ，０ ５ （ ） ６— ． ２０ ，５ ： ９
胞膜外侧 ， 电子传递给细胞膜 中的细胞 色素 ａ ，１把 电子 把 １ａ
冉传递到细胞 内分子态的 Ｏ 产生 Ｈ Ｏ。 目前 已经发现 了多 ，
种 参 与 Ｔ ｆ 电子 传 递 链 的 功 能 成 分 ， 中有 些 已经 被 分 离 ．菌 其
大 大 限 制 了 它在 工业 和环 保 领 域 的应 用 。 因 此 ， 须 在 不 同 必
图 １ Ｔ． 菌 氧化 亚铁 机 理 的 模 型 图 ｆ
图 １ 明 电子 传 递 链 涉 及 到 ３种 电 子 载 体 ， 体 来 说 ， 表 具 胞 外 电子 通 过 一 种 含 铜 蛋 白质 传 递 给 细 胞 色 素 ｃ， 蛋 白 质 该 在 酸 性 条 件 下 特 别 稳 定 ， 原 态 的细 胞 色素 ｃ然 后 转 移 到 细 还
纯 化 ， 提 出 了 多种 铁 氧 化 呼 吸 链 模 式 ． 般 认 为 从 Ｆ “ 到 并 一 ｅ
Ｏ 的 电 子 传 递链 主 要 包 括 ： 铁 氧 化 还 原 酶 一 铁 质 兰 素 一 ， 亚
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
布 。在 显 微 镜 下 观 察 ， 个 细 菌 呈 短 杆 状 ， 端 钝 圆 ， 鞭 单 两 有
毛 ， 活 泼 运 动 。研 究 发 现 ， 菌 在 ９ 能 该 Ｋ同 体 培 养 基 上 培 养 牛 成 红棕 色菌 落 ， 径 约 ０ ５ ｍ， 在 硫 代 硫 酸 盐 培 养 基 上 培 直 ．ｃ 而 养 则 呈 中央 黄 色 、 周 白色 的 菌落 ， 菌 落 相 对 较 小 ， 径 约 外 且 直
氧 化 速 率 比单 独 的 硫 氧 化 菌 快 １ ６倍 。 脱 硫 设 备 运 行 初 期 ， ．
吸收液 中加入的物质发生化学反应使 Ｆ 浓度 较高而 Ｆ” ｅ ｅ
浓 度 较 低 ，． 菌 处 于 生 长 缓 慢 期 ； 后 进 入 对 数 增 长 期 ， Ｔｆ 之 细
菌活性增强 ，ｅ 浓度 逐渐减 少 ，ｅ 浓度逐 渐增加 ， 硫速 Ｆ Ｆ 脱
１ Ｔ ｆ 的生 物 学 特 征 ．菌
至 少 一种 细胞 色素 ｃ ａ 细 胞 色 素 氧 化 酶 等 Ｊ — １型 。亚 铁 的
１１ 形态特征 ．
Ｔ ｆ 通常 以单 个 、 个 或几个 呈链 状分 ．菌 双
氧化 与 Ａ Ｐ的合成偶联 过程可 以用 化学渗 透偶联假说 来描 Ｔ
述。
为 ０ １ ０ ３ ｍ。Ｔ ｆ 细 胞 的形 状 及 菌 落 颜 色 、 小 与 营 养 ． ～ ．ｃ ．菌 大 条 件 有 关 ， 在 不 同 的 营养 条 件 下具 有 不 同 的形 态特 征 … 。 即
３ Ｔ． 菌烟 气 脱 硫 技 术 应 用 ｆ
娴气 中 的 Ｓ 一 方 面 以 物理 吸 附 、 学 反 应 的形 式 转 变 Ｏ 化
度加快 ， 脱除烟气 中 ９％以上的硫 ， 能维持较长时间。 可 ０ 且 ４ 应 用 前 景 及 研 究 趋 势 目前 ， 国对 于 氧 化 亚 铁 硫 杆 菌 的 应 用 研 究 ， 部 分 处 我 大
（ －） ｆｔ为一种稳定的奢锅蛋白 ． 《 ①
‘ 甥鲍 色素 相
好剐为细照色素
的 应用 领域 培 养 驯 化 适 应 不 同 环 境 的 特 效 菌 种 ， 采 用 快 并 速 、 效 、 的 育种 方 法 对 现 有 菌 株 进 行 改 良， 高 新 以期 获 得 具 有 繁殖速率快 ， 氧化 能力 强 ， 应 性 强 的 菌 株 。 适 参 考 文 献
［ ］ 邓恩 建 ， 朝 晖 ． 化 亚铁 硫 杆 菌 的 研 究 概 况 ［ ］ 黄 金 科 学 技 １ 杨 氧 Ｊ，
绍 了 Ｔ ｆ 的生 理 特 性 以 及它 在 烟气 脱 硫 中的 麻 用 。 ．菌
【 关键词 】 氧化 亚铁硫杆 菌； 烟气脱硫 ； Ｆ Ｄ ＢＧ 【 中图分类号 】 ￥ ５ ． １＋ ８２６ ８ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 １０ ３ ６ （０ ０ １ ０ ７ Ｏ ０ ３— ４ ７ ２ １ ）０— ０ １一 １
为 Ｈ Ｓ 另一方 面在 Ｔ ｆ Ｏ ， ． 菌的作用 下促 使反应①加快 。吸
收液 中 的 Ｔ ｆ 使 Ｆ 和 Ｆ 相 互 转 化 ， 反 应 ② 迅 速 发 生 ．菌 ｅ ｅ 使 ２ Ｏ ＋ Ｏ ＋ Ｈ Ｏ Ｆ 离 子 ，． 菌 ２ ２Ｏ ； Ｆ ２ Ｓ ４ ３ Ｓ２ ２ ２ ｅ Ｔｆ Ｈ Ｓ ４① ｅ（ Ｏ ） ＋ ２ ２ ＋ Ｓ ２Ｔ ｆ ：Ｆ Ｓ ４ ２ ２Ｏ ② ＨＯ ０ ；． 菌 ２ ｅＯ ＋ Ｈ Ｓ ４
２ Ｔ ｆ 氧 化 Ｆ “ 的机 理 ．菌 ｅ
Ｔ ｆ 对 亚 铁 的氧 化 机 理 包 括 两 个 分 离 的 过 程 ， ｐ ．菌 即 Ｈ ２的 细 胞 膜 外 的 对 铁 的 氧 化 以 及 在 ｐ Ｈ一６ ５的 细 胞 内 的 分 ． 子 氧 的 还 原 ， 下 两 个 方 程 所 示 ： 一 步 ：ｅ 一 Ｆ “ ＋ ｅ 第 如 第 Ｆ“ ｅ ； 二 步 ：ｅ ＋ Ｏ ＋ ４ ＋一 Ｈ Ｏ。Ｔ ｆ 氧 化 Ｆ 模 型 见 图 ４ ， Ｈ ， ．菌 ｅ
河 南 化 工
２１ ０ ０年 ５月 第 ２ ７卷
第 ５期 （ ） 下
ＨＥ ＮＡＮ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｉ ＮＤＵＳ ＲＹ Ｔ
・７１ ・
氧 化 亚 铁 硫 杆 菌 的 烟 气 脱 硫 技 术
贾果 ， 玉玲
（ 南 大 学 资源 环 境 学 院 ， 庆 ， 碚 ，０ ７ ５ 西 重 北 ４０１）
１
图 ２ Ｔ．茵 烟 气 脱 硫 工 艺 流 程 图 ｆ
Ｆ 是较强 的氧 化剂 ， ｅ 当其 浓度较 高时 ， 可加 快脱 硫过 程。反应产生的 Ｆ “又可作为 营养源被微 生物利用转 变为 ｅ
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，
再 次 加 快 Ｓ ，的 吸收 ， Ｔ ｆ 具 备 氧 化 能 力 时 ， 硫 Ｏ 当 ．菌 其
１２ 生存 条件 ．
一 般 认 为 ， Ｎ Ｏ 、 Ｃ 、 Ｐ Ｍｇ （ Ｈ ）Ｓ Ｋ ＩＫ Ｈ Ｏ 、 —
Ｓ ・ Ｈ Ｏ、ａ Ｎ ， Ｔ ｆ 牛 长 过 程 中 所 必 需 的 ， 们 Ｏ ７ Ｃ （ Ｏ ） 是 ．菌 它 以不 同 的 量 结 合 形 成 不 同 的 营 养 基 ， ９ 如 Ｋ培 养 基 、 藤 培 养 里 基 、 克斯 曼 培 养 基 等 。 瓦
为 合成 Ａ Ｉ的 ～ 种 酶 Ｔ
于 实验 室 和半 工 业 试 验 水 平 ， 能 实 现 规 模 化 应 用 ， 中 很 未 其 重 要 的 原 因 是原 始 驯化 菌 嗜酸 ， 易对 钢 铁 和 混 凝 管 道造 成 腐 蚀 ； 嗜 中温 菌 ， 过 ４ ￣ 不 能 生 长 ； 生 长 周 期 长 ， 都 属 超 ５Ｃ就 且 这
术 ，０ ５ （ ） ６— ． ２０ ，５ ： ９
胞膜外侧 ， 电子传递给细胞膜 中的细胞 色素 ａ ，１把 电子 把 １ａ
冉传递到细胞 内分子态的 Ｏ 产生 Ｈ Ｏ。 目前 已经发现 了多 ，
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大 大 限 制 了 它在 工业 和环 保 领 域 的应 用 。 因 此 ， 须 在 不 同 必
图 １ Ｔ． 菌 氧化 亚铁 机 理 的 模 型 图 ｆ
图 １ 明 电子 传 递 链 涉 及 到 ３种 电 子 载 体 ， 体 来 说 ， 表 具 胞 外 电子 通 过 一 种 含 铜 蛋 白质 传 递 给 细 胞 色 素 ｃ， 蛋 白 质 该 在 酸 性 条 件 下 特 别 稳 定 ， 原 态 的细 胞 色素 ｃ然 后 转 移 到 细 还
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Ｏ 的 电 子 传 递链 主 要 包 括 ： 铁 氧 化 还 原 酶 一 铁 质 兰 素 一 ， 亚
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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氧 化 速 率 比单 独 的 硫 氧 化 菌 快 １ ６倍 。 脱 硫 设 备 运 行 初 期 ， ．
吸收液 中加入的物质发生化学反应使 Ｆ 浓度 较高而 Ｆ” ｅ ｅ
浓 度 较 低 ，． 菌 处 于 生 长 缓 慢 期 ； 后 进 入 对 数 增 长 期 ， Ｔｆ 之 细
菌活性增强 ，ｅ 浓度 逐渐减 少 ，ｅ 浓度逐 渐增加 ， 硫速 Ｆ Ｆ 脱
１ Ｔ ｆ 的生 物 学 特 征 ．菌
至 少 一种 细胞 色素 ｃ ａ 细 胞 色 素 氧 化 酶 等 Ｊ — １型 。亚 铁 的
１１ 形态特征 ．
Ｔ ｆ 通常 以单 个 、 个 或几个 呈链 状分 ．菌 双
氧化 与 Ａ Ｐ的合成偶联 过程可 以用 化学渗 透偶联假说 来描 Ｔ
述。
为 ０ １ ０ ３ ｍ。Ｔ ｆ 细 胞 的形 状 及 菌 落 颜 色 、 小 与 营 养 ． ～ ．ｃ ．菌 大 条 件 有 关 ， 在 不 同 的 营养 条 件 下具 有 不 同 的形 态特 征 … 。 即
３ Ｔ． 菌烟 气 脱 硫 技 术 应 用 ｆ
娴气 中 的 Ｓ 一 方 面 以 物理 吸 附 、 学 反 应 的形 式 转 变 Ｏ 化
度加快 ， 脱除烟气 中 ９％以上的硫 ， 能维持较长时间。 可 ０ 且 ４ 应 用 前 景 及 研 究 趋 势 目前 ， 国对 于 氧 化 亚 铁 硫 杆 菌 的 应 用 研 究 ， 部 分 处 我 大
（ －） ｆｔ为一种稳定的奢锅蛋白 ． 《 ①
‘ 甥鲍 色素 相
好剐为细照色素
的 应用 领域 培 养 驯 化 适 应 不 同 环 境 的 特 效 菌 种 ， 采 用 快 并 速 、 效 、 的 育种 方 法 对 现 有 菌 株 进 行 改 良， 高 新 以期 获 得 具 有 繁殖速率快 ， 氧化 能力 强 ， 应 性 强 的 菌 株 。 适 参 考 文 献
［ ］ 邓恩 建 ， 朝 晖 ． 化 亚铁 硫 杆 菌 的 研 究 概 况 ［ ］ 黄 金 科 学 技 １ 杨 氧 Ｊ，