淺析生物技術脫硫處理低濃度SO₂煙氣

摘 要：現階段有多種技術可以運用于煙氣脫硫，按照物理以及化學基本原理可將其分為吸收法、吸附法以及催化法三種。這些方法都有利有弊，在實際選擇過程當中必須結合需求進行選擇。硫從本質上來說是一種元素，在構成微生物有機體過程中占據重要位置，利用微生物進行煙氣脫硫時主要是利用微生物參與硫循環這一原理。不需要高溫、高壓、催化劑等外加條件是煙氣脫硫的明顯優勢與特征，同時不會存在二次污染，有較強的實用性，其發展前景與空間相當廣闊。

關鍵詞：生物技術；脫硫處理；低濃度SO2煙氣

中圖分類號：TQ111.1 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0288-01

1 微生物脫硫原理

（1）化能自養微生物在面對二氧化硫時會發生代謝，微生物煙氣脫硫技術就是在科學應用化能自養微生物的基礎上實現對煙道氣中硫氧化物的有效脫除。二氧化硫硫酸鹽、亞硫酸鹽以及硫代硫酸鹽是氧化碳污染物的幾種主要形式，也就是說微生物在進行脫硫過程當中，主要是針對上述幾種物質進行。在微生物的還原作用下，可實現對單質硫的有效去除。

（2）同化型硫酸鹽還原作用以及異型硫酸鹽還原作用是現階段微生物對無機硫化物還原作用所呈現出的兩種主要形式，第一種是利用微生物實現對硫酸鹽還原原態硫化物的轉變，然后在蛋白質中進行固定。第二種的硫化氫過程主要是在厭氧條件下進行，硫酸鹽會逐步實現向硫化氫的轉變。脫硫弧菌、紫色硫細菌、綠色硫細菌以及氧化亞鐵硫桿菌是典型的細菌，注意脫硫細菌、排硫硫桿菌等也在上述范圍涵蓋之內。

2 微生物脫硫工藝原理

現階段社會各界逐步提高對微生物與過渡金屬催化硫結合的重視程度，微生物脫硫機理以及過渡金屬離子的催化氧化機理，是微生物脫硫工藝原理所涉及到的兩個主要方面。微生物脫硫機理與微生物參與硫元素循環各個過程之間存在著不可分割的密切聯系，在此過程中無機還原態硫會逐步實現向硫酸的氧化，然后完成過渡金屬離子由低價態向高價態的轉化。過渡金屬離子催化氧化機理主要是將溶液中的電子進行轉移，其中主要涉及到過渡金屬高價金屬離子的強氧化性。在此過程當中亞硫酸逐步完成向硫酸的轉化。二者之間呈現出一種相輔相成的關系，最終順利完成脫硫的目標。

3 脫硫微生物

（1）二氧化碳在脫硫微生物的耗氧化能自養菌當中均作為碳源存在。其中能源會涉及到多種類型，一般會是不同的硫化物以及Fe2+，注意單質硫也會在該過程當中作為能源存在。微生物氧化硫化氫是無機硫在脫硫為生物中所起到的主要作用。在元素硫以及無機物充分融合的基礎上可實現對硫酸的獲取。異養細菌、真菌、硫化細菌以及光合硫細菌是能氧化無機硫化物微生物的幾種主要類型，在氧化過程當中還可能會使用到貝氏硫細菌以及放線菌等。

通過相關調查與分析可以發現，在脫除有機硫過程當中有機硫所起到的作用至關重要，其中主要涉及到假單胞菌屬、埃希菌屬、紅球菌屬等內容，中性偏堿性的環境是該種有機物生存的主要環境。其他菌屬則在脫除無機硫的涵蓋范圍之內。無機硫以及有機硫是煤炭的重要組成部分，在燃燒后其均會實現向氣態二氧化硫的轉變。但是在吸收液對其進行吸收后會逐步轉化為H2SO4，酸度在整體上呈現出一種不斷下降的狀態。

（2）氣液傳質需要在高溫咽氣與吸收液接觸后才可以實現。一般情況下，水溫會在短時間內升高，最高可達到44℃。因此在吸收液中對各種菌屬進行培養時會出現生長速度較慢以及繁殖能力較差的問題。假單胞菌屬、紅球菌屬以及埃希菌屬等代謝活力整體上較弱，脫硫率長期得不到有效提升。酸度較低是硫化葉菌屬以及排流球菌屬在生長繁殖過程當中所必須滿足的條件，吸收液可從根本上實現對上述菌屬提出需求的滿足。所以在30～44℃的環境中，利用不斷培養以及馴化的方式可實現微生物有效生長的目標，最終在BFGD中科學使用。

（3）在脫硫以及脫碳過程當中，脫氮硫桿菌起到相當重要的作用。但是在兼性厭氧脫初中并不能取得預期效果。通過不斷實踐與研究可以發現，部分異養菌在厭氧條件下脫硫能力依舊沒有被破壞。單細胞菌屬、硫化葉菌屬雖然可實現對二苯噻吩對有效脫除，但是需要從多個方面對其進行綜合考慮，主要涉及到能源、酸度以及溫度等。但是還會有一定的不足存在其中，需要我們對其進行不斷的深化與研究。

4 生物煙氣脫硫技術研發狀況

應用微生物脫硫的研究是伴隨著利用微生物選礦的研究開始。1947年，Colmer和Hinkle證實化能自養細苗能促進氧化并溶解煤炭中存在的黃鐵礦，這被認為是生物濕法冶金研究的開始。微生物煤炭脫硫研究較早，而微生物煙氣脫硫則起步較晚。日本NKK公司、愛達荷國家工程實驗室（INEH）電相繼開發類似工藝，處理煙氣中的S02或H2S都得了較好的效果。同年，美國能源部開始構建同時具有脫除無機硫和有機硫的基因工程菌研究中心，期待在短期內有所突破。

5 結 語

在不斷生產與發展的過程當中，工業廢氣從數量以及種類上來說都呈現出逐年增加的趨勢，這是導致環境污染以及資源浪費現象出現的主要原因。在控制環境污染以及減少資源浪費方面，有價值的硫資源綜合回收起著不可替代的重要作用，這不僅可促使企業實現對自身生產經濟效益的有效提升，同時也可在不斷降低綜合消耗的同時，落實國家節能減排這一戰略。

參考文獻

[1]黃麗美.氧化鋅脫硫技術在鉛鋅冶煉廠處理低濃度SO2煙氣新工藝[C].中國硫與硫酸技術年會，2015.

[2]陳懷洲.可再生煙氣脫硫技術處理低濃度二氧化硫探討[C].“雙盾環境杯”全國煙氣脫硫脫硝及除塵除汞技術年會，2016.

收稿日期：2018-11-2