煙氣氫氧化鈉循環(huán)吸收—微生物還原回收單質硫的研究.pdf

1、微生物法煙氣脫硫技術具有條件溫和、運行成本低、無二次污染和可實現(xiàn)單質硫回收等優(yōu)點，有望解決傳統(tǒng)煙氣脫硫技術應用中存在的運行費用高和脫硫產物處置困難等問題，因此成為近年來煙氣脫硫領域的研究熱點。
　　 由于微生物對硫代謝途徑的控制作用復雜，影響因素很多，因此微生物法煙氣脫硫技術目前仍處于實驗室研究階段，僅有個別示范工程投入運行。本文以微生物法煙氣脫硫技術為背景，在實驗室小試研究的基礎上，設計了中試生物反應器，通過實驗研究和理論優(yōu)化

2、相結合的方法，開展了“煙氣氫氧化鈉循環(huán)吸收-微生物還原回收單質硫”工藝的實驗研究。
　　 首先采用小試實驗裝置開展了“氫氧化鈉溶液吸收SO2-硫酸鹽還原菌厭氧還原-無色硫細菌好氧氧化”的連續(xù)實驗研究，確定了“煙氣氫氧化鈉循環(huán)吸收-微生物還原回收單質硫”的工藝路線。實驗結果表明:厭氧瓶中96％以上的亞硫酸鹽和幾乎全部硫酸鹽被硫酸鹽還原菌還原，其中大部分轉化為硫化物，同時有少量H2S生成;好氧瓶內硫化物的去除效率在95％以上;硫化物

3、氧化主要生成單質硫和少量硫酸鹽;好氧瓶中出水pH值介于8.50-8.93之間，產生的堿可以循環(huán)利用。
　　 然后根據(jù)硫酸鹽還原菌和產甲烷菌對底物的競爭機制，確定了同時保持硫酸鹽還原菌競爭優(yōu)勢和抑制產甲烷菌活性的臨界點pH值，并在臨界點條件下成功啟動厭氧反應器，獲得了成熟的厭氧顆粒污泥;應用串聯(lián)生物反應器裝置實驗模擬了負荷沖擊和應急停運等非穩(wěn)態(tài)工況，得到了保證反應器正常運行的動態(tài)工作范圍;以獲得最高單質硫產率為目標，研究了厭氧反應

4、器水力停留時間、進入系統(tǒng)的硫酸鹽濃度和通入好氧反應器的曝氣量3個因素對單質硫產率的影響，通過Box-Behnken Design方法設計了3因素3水平實驗，并利用Design expert8.0軟件對實驗結果分析、建模，得到了最優(yōu)操作條件:停留時間為16.18h，硫酸鹽濃度為1288.87mg·L-1，曝氣量為165.11L·h-1;進一步在優(yōu)化條件下運行串聯(lián)生物反應器，結果表明:單質硫產率實驗值(65.19％)和理論預測值(66.84

5、％)誤差不超過3％。
　　 最后針對目前脫硫產物性質和應用研究中存在的問題，采用四氯乙烯高溫萃取-降溫結晶的方法從好氧生物硫泥中回收單質硫，并采用高效液相色譜和離子色譜等多種現(xiàn)代分析手段，確定了回收產品主要成分是單質硫(79.20％)，還含有少量蛋白質(2.85％)、SO42-(7.50％)、Cl-(4.47％)、SO32-(0.48％)、S2-(0.03％)和Na+(5.47％)等水溶性物質。
　　 本文通過對“煙氣氫