生物脫硫設(shè)備,又稱生物催化脫硫(簡(jiǎn)稱BDS),生物脫硫(BDS)是利用微生物或它所含的酶催化含硫化合物(H2S、有機(jī)硫)、將其所含的硫積放出來(lái)(轉(zhuǎn)化為S0或單質(zhì)S)的過(guò)程。
生物法凈化惡臭氣體的雙膜—生物膜理論,此為生物法凈化氣體可分為三個(gè)步驟:
溶解
廢氣與水或固體表面的水膜接觸污染物溶于水中或?yàn)橐合嘀械姆肿踊螂x子,即惡臭物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移到液相,此步為物理過(guò)程亨利定律。
吸附吸收
水溶液中惡臭成分被微生物吸附、吸收。從水中轉(zhuǎn)移至微生物體內(nèi),作為吸收劑的水被復(fù)原,再去溶解新的惡臭成分。進(jìn)入微生物細(xì)胞的惡臭成分作為微生物生命活動(dòng)的能源或養(yǎng)分被分解和利用,使污染物得以去除。
進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)酶作用下氧化分解,同時(shí)進(jìn)行合成代謝產(chǎn)生新的微生物細(xì)胞。
用雙膜—生物膜理論解釋生物法處理含硫廢氣時(shí)也有與以上相似的三個(gè)步驟:
含硫氣體與水或固體表面的水膜接觸,氣體中的硫溶于水成為液相中的分子或離子,硫從氣相轉(zhuǎn)移到液相,該過(guò)程為物理過(guò)程,遵循亨利定律。
水溶液中的硫在濃度差的推動(dòng)下擴(kuò)散到生物膜內(nèi)被微生物吸附、吸收,硫從水中轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi),作為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能源被分解利用。
生物脫硫技術(shù)包括生物過(guò)濾法、生物吸附法和生物滴濾法,三種系統(tǒng)均屬開放系統(tǒng),其微生物種群隨環(huán)境改變而變化。在生物脫硫過(guò)程中,氧化態(tài)的含硫污染物先經(jīng)生物還原作用生成硫化物或H2S然后再經(jīng)生物氧化過(guò)程生成單質(zhì)硫,才能去除。在大多數(shù)生物反應(yīng)器中,微生物種類以細(xì)菌為主,真菌為次,極少有酵母菌。常用的細(xì)菌是硫桿菌屬的氧化亞鐵硫桿菌,脫氮硫桿菌及排硫桿菌。較成功的代表是氧化亞鐵硫桿菌,其生長(zhǎng)的pH值為2.0~2.2。
生物脫硫技術(shù)是80年代發(fā)展起來(lái)的常規(guī)脫硫替代新工藝,具有許多優(yōu)點(diǎn):不需催化劑和氧化劑(空氣除外),不需處理化學(xué)污泥,產(chǎn)生很少生物污染,低能耗,回收硫,效率高,無(wú)臭味。缺點(diǎn)是過(guò)程不易控制,條件要求苛刻等。日本已建成工業(yè)化裝置,利用氧化亞鐵硫桿菌處理煉油廠胺洗裝置和克勞斯裝置的排出氣,硫化氫脫除率達(dá)99。我國(guó)鄭士尼等在實(shí)驗(yàn)室條件下,用該菌對(duì)煉油廠催化干氣和工業(yè)沼氣進(jìn)行脫硫,硫化氫去除率分別達(dá)71和46。王瑋等成功地分離出一株具有脫硫能力的菌株。但國(guó)內(nèi)生物脫硫技術(shù)還未形成規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。預(yù)計(jì)優(yōu)化脫硫工藝,更有效地控制溶解氧,提高單位硫的產(chǎn)率,并與已得到廣泛應(yīng)用的濕法脫硫技術(shù)相結(jié)合,是今后生物煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的方向。