煙氣氫氧化鈉循環(huán)吸收—微生物還原回收單質(zhì)硫的研究.pdf

1、微生物法煙氣脫硫技術(shù)具有條件溫和、運(yùn)行成本低、無二次污染和可實(shí)現(xiàn)單質(zhì)硫回收等優(yōu)點(diǎn)，有望解決傳統(tǒng)煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用中存在的運(yùn)行費(fèi)用高和脫硫產(chǎn)物處置困難等問題，因此成為近年來煙氣脫硫領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 由于微生物對硫代謝途徑的控制作用復(fù)雜，影響因素很多，因此微生物法煙氣脫硫技術(shù)目前仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，僅有個(gè)別示范工程投入運(yùn)行。本文以微生物法煙氣脫硫技術(shù)為背景，在實(shí)驗(yàn)室小試研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了中試生物反應(yīng)器，通過實(shí)驗(yàn)研究和理論優(yōu)化

2、相結(jié)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(zhì)硫”工藝的實(shí)驗(yàn)研究。
　　 首先采用小試實(shí)驗(yàn)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(xì)菌好氧氧化”的連續(xù)實(shí)驗(yàn)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(zhì)硫”的工藝路線。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(zhuǎn)化為硫化物，同時(shí)有少量H2S生成;好氧瓶內(nèi)硫化物的去除效率在95％以上;硫化物

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

4、器水力停留時(shí)間、進(jìn)入系統(tǒng)的硫酸鹽濃度和通入好氧反應(yīng)器的曝氣量3個(gè)因素對單質(zhì)硫產(chǎn)率的影響，通過Box-Behnken Design方法設(shè)計(jì)了3因素3水平實(shí)驗(yàn)，并利用Design expert8.0軟件對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、建模，得到了最優(yōu)操作條件:停留時(shí)間為16.18h，硫酸鹽濃度為1288.87mg·L-1，曝氣量為165.11L·h-1;進(jìn)一步在優(yōu)化條件下運(yùn)行串聯(lián)生物反應(yīng)器，結(jié)果表明:單質(zhì)硫產(chǎn)率實(shí)驗(yàn)值(65.19％)和理論預(yù)測值(66.84

5、％)誤差不超過3％。
　　 最后針對目前脫硫產(chǎn)物性質(zhì)和應(yīng)用研究中存在的問題，采用四氯乙烯高溫萃取-降溫結(jié)晶的方法從好氧生物硫泥中回收單質(zhì)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(chǎn)品主要成分是單質(zhì)硫(79.20％)，還含有少量蛋白質(zhì)(2.85％)、SO42-(7.50％)、Cl-(4.47％)、SO32-(0.48％)、S2-(0.03％)和Na+(5.47％)等水溶性物質(zhì)。
　　 本文通過對“煙氣氫