微生物填料塔净化H2S的实验与实践

微生物填料塔净了匕H2S的实验与实践李建锁，刘建秋，张现林，马保振，任爱玲2(1．河~Ls--业职业技术学院，河北石家庄050091；2．河北科技大学，河北石家庄050021)摘要：通过生物滤塔去除恶臭气体Hs的研究，探讨了脱硫细菌的培养、驯化和净化的过程，研究了系统运行的条件和主要影响因素。研究表明，采用生物滤塔脱除硫化氢是一种有效的方法，实验确定的最佳进气浓度600rag／nl，最佳容积负荷为2400gHS／md，操作温度为20—30℃，空速为100～300h～，液气比为1：135～1：300，pH为2～3．5时，H，S的去除效率大于98％。实际运行进气浓度可以达到lO00mg／m，甚至更高，负荷可以达到3600gH2S／md，净化达到排放要求。关键词：硫化氢脱除；生物膜滤塔；影响因素；运行参数1概述中图分类号：TQ113．26文献标识码：A文章编号：1006-6772(2005)01-0064-051．1微生物法脱硫的基本概况伴随着社会经济发展，环境问题越来越突出，其中以硫化氢为代表的恶臭已经成为影响人们生活质量的大敌。恶臭属于感觉公害，它不仅给人的感觉器官以刺激，而且大部分恶臭气体通过神经系统影响人体的新陈代谢过程，直接危害人体的健康，严重时使人中毒昏迷，危及生命安全，所以恶臭硫化氢气体的净化刻不容缓⋯。硫化氢(Hs)气体的来源极其广泛，主要来源于城市煤气、石油加工、化工企业、污水处理厂、天然气加工和使用等许多过程。目前，治理硫化氢常用的方法归纳起来有吸收法、吸附法、燃烧氧化法、化学氧化法、冷凝法和生物脱除法等。上述常规的物理、化学方法，技术较为成熟，但存在动力消耗大，投资运行费用高，控制条件苛刻，产生二次污染等缺陷。因此，处理设备简单，运行费用低廉，符合生态要求，处理效果好，无二次污染的生物脱臭法受到青睐。1．2国内外生物脱臭法的研究概况1957年，美国“利用土壤微生物去除硫化氢废气”的研究成果，开拓了生物脱臭的新领域。随后，各国开始在这一领域开展广泛研究，到80年代，已有多套生物脱硫装置在日本、德国等国家使用，应用于冶金、石油、化工、屠宰、污水处理产生的恶臭处理中。利用生物脱臭，常见的工艺有土壤脱臭装置、生物吸收装置、生物过滤装置等。其中生物过滤装置以其更大的优越性得到普遍重视。生物滤塔如图1所示，其基本原理是首先在装有填料的塔内通人能除臭的污泥，并在填料表面形成生物膜，循环流动的喷淋液从塔顶自上而下喷到填料上部，给微生物提供生存和繁殖必需的营养物质，恶臭气体自下而上通过填料床层，与液体逆流接触，液膜吸附气体中恶臭物质，并通过微生物进行转化，液体再把微生物分解的产物带走，促使生物膜不断更新，保持良好的活性，净化后的气体从塔顶排出。收稿日期：2004—12—24作者简介：李建锁(1966一)，男，1989年毕业于唐山工程技术学院化工系煤化工专业，工学学士。现任河北工业职业技术学院讲师，从事煤化工工程、清洁生产的教学研究工作。64洁净煤技术2005年第1I卷第1期维普资讯http://www.cqvip.com恶臭出口图1填充塔方式的脱臭装置2微生物法脱除H：S的原理循环2．1用于脱除H：S的微生物在微生物氧化HS过程中，用于生物降解的微生物叫脱硫菌。分解硫及硫化物的细菌有多种，主要有硫杆菌属L4j(Thiobacillus)、丝状硫磺细菌、发硫菌属(Thithrix)等。本试验脱除HS的过程中，因不断输送O，所以菌种以好氧硫杆菌属为主，并且在反应中不断产生HSO。如果HS含量不足时，新型硫杆菌和中间型硫杆菌占多数；而当填料中积累硫粒过多时，硫磺细菌将氧化硫粒为HsO，从而使硫磺细菌数量增加。2．2无机硫的氧化及其途径目前关于硫化物的氧化途径有2种说法：(1)硫的氧化过程首先是通过产生一系列的多硫酸盐中间体，造成四硫酸盐的积累，然后再转变成硫酸盐，其反应如下：4ss2O一一s4O：一一sOj一+S3O：一一4so；一一4so：一(2)在硫的氧化过程中，氧化的第一个产物是亚硫酸盐，然后是亚硫酸盐再被氧化为硫酸盐。反应如下：s—sO；一一sOj一3实验过程和操作3．1生物法脱除气体H：S的工艺流程本实验的工艺流程如图2所示，主要由HS发生器和生物滤塔组成。Hs气体发生器是用内径为100mm的有机玻璃柱制成的，总高度为1000mm。生物滤池是生物处理的关键问题，它是由内径为110mm的有机玻璃柱制成的，生物滤塔总高度为600mm，其中填料层高度350mm。微生物填料塔净化Hs的实验与实践图2生物滤池处理HS实验系统流程l——Na2s贮液槽；2——H2s04贮液槽；3——恒流泵；4——瓷环填料；5——空压机；6——废液槽；7——进气采样点；8——气体流量计；9——填料；1O——循环水槽；1l——蠕动泵；12——喷淋头；l3——