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氧化亞鐵硫桿菌煙氣脫硫實驗研究

文檔作者：童小雙文檔來源：中國水電顧問集團成都勘測設計研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月05日
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氧化亞鐵硫桿菌煙氣脫硫實驗研究
童小雙
(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院四川成都610072)
摘要研究利用氧化亞鐵硫桿菌和Fe離子協(xié)同脫除煙氣中的S02，考察了液氣比、反應溫度、初始Fe“濃度等因素對脫硫
率的影響。研究表明氧化亞鐵硫桿菌和Fe*體系對S02具有循環(huán)催化氧化吸收的作用，并且提高初始Fe“濃度，保持適宜的溫
度(30～40℃)，有利于維持此循環(huán)效果而得到持久高效的脫硫率。
關鍵詞氧化亞鐵硫桿茵煙氣脫硫實驗研究
中圖分類號：×701．3 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2012)01一060一02
酸性條件下，F(xiàn)e“離子催化氧化SO：的效果十分明顯，該
反應是一個Fe*離子濃度遞減．Fe舢離子濃度遞增的過程【l-2】，
隨著反應的進行．SOz的催化氧化和吸收速度會受到Fe“離
子的減少所抑制。因此恢復Fe“離子的活性，實現(xiàn)催化劑的
再生循環(huán)。對保持該體系對S0：的持續(xù)催化氧化是十分必要
的。而自然界中存在的氧化亞鐵硫桿菌(仆iobacilllu ferr00xid
鋤s．簡稱T．F茵)是一種依靠氧化基質中Fe“為Fe“而獲得
能量的好氧化能自養(yǎng)菌[”】。因此進行T．F菌和鐵離子體系協(xié)
同催化氧化SO：的研究工作，弄清T．F菌催化氧化吸收S02
的機理。對提高脫硫效率有著重要意義。
l反應機理分析
加拿大學者P．G蚰幽等認為T．F菌脫除煙氣S0：主要
存在以下2種途徑【6】：
途徑1：T．F菌間接催化氧化SO，。T．F菌在酸性條件下將
Fe2+氧化為Fe“，S0：在Fe3+催化氧化作用下轉化成H§O。，同
時Fe“還原為Fen。反應過程可表示為：
l T F
2Fes04+H2s04+÷02二jFe2(s04)3+H20 (1)
‘
S02+Fb2(S04)3+2H20————+2FeS04+2H2S04 (2)
途徑2：T．F菌直接氧化SO：。T．F菌直接將S0：氧化為
SO，，然后SO，和H20結合轉化成H2S0．，反應過程可表示為：
2實驗部分
2．1 爨葭犀棱養(yǎng)2H，o與H，so。(3)
氧化亞鐵硫桿菌是從四川境內(nèi)某礦山水和溫泉水中分
離所得。取液體培養(yǎng)基(9K培養(yǎng)基)90mL置于己滅菌的錐形
瓶中．接入約lOmL菌液．置于30℃、130轉，min搖床上振蕩
培養(yǎng)約48h，連續(xù)接種2—3代后．細菌濃度可達到108個，mL，
于4℃冷藏保存?zhèn)溆谩?
2．2實驗流程
實驗流程見圖l，反應氣由鋼瓶中的SOhN：和空壓機產(chǎn)
生的空氣配制而成。生物反應器采用玻璃鼓泡反應器(高
15cm，內(nèi)徑4．5cm，有效容積200mL)，并置于恒溫水浴槽中，
使其內(nèi)溶液溫度分別達到實驗要求。反應過程中，取稀釋10
倍后的菌液loomL于其中．氣體經(jīng)過緩沖瓶后進入生物反
應器。通過分析反應器前后SO：濃度的變化情況，確定其凈
化效果。根據(jù)實驗經(jīng)驗，在溫度較高(50℃以上)時，菌液很容
易被氣流帶出，為此，在液面上方放置了一只半徑約為4cm，
60目紗網(wǎng)。另外在出氣管口包裹有2層醫(yī)用紗布，以減少氣
流對細菌的沖擊。
2．3分析方法
SO，濃度采用碘
量法滴定測定。SOf一
濃度采用滴定快速測
定法f7]。鐵離子濃度
采用鄰菲I羅琳分光光
度法測定分析。pH值
采用上海雷磁科學儀
器廠生產(chǎn)的pHBJ一
260型便攜式酸度計
測定。
3 結果分析
3．1氣體流量的影響
圈l實驗裝置圖
1．空壓機2．S0：鋼瓶3．N：鋼瓶4．緩沖瓶
5．流量計6．鼓泡反應器7．恒溫水浴槽
A氣體采樣點
氣體流量對脫硫效果的影響如圖2所示。從圖2可以看
出，總體來說，脫硫率隨著氣速的升高而降低，在0．5m弧時，
脫硫率最低。因為．增
大氣速．縮短了氣體
在反應器中的停留時
間．從而與T．F菌接
觸時間短．使得反應
不充分，脫硫率低；當
然．另一方面，氣速的
提高會促進氣體向液
相的傳質．有提高脫
圈2脫硫搴在不同氣建下麓時間的變化
t-30℃。Q產(chǎn)2000ppm．G盧21％
硫率的趨勢。但是對T．F菌體系．前者起主要影響因素。
3．2反應溫度的影響
反應溫度的影響如圖3所示。結果表明反應溫度對脫硫
作者簡介：童小最(1980k)．安徽巢湖人，男，工程烽，主要從事環(huán)保設計。
2012．No．1． o
萬方數(shù)據(jù)
率的影響很大．T．F菌
的生長最佳溫度為
28，35℃【81．超過或低
于最適溫度．都會不同
程度的延長遲緩期?．
抑制T．F菌的活性．從
而降低脫硫率。同時．
圈3脫硫率在不同溫度下隨時問的變化我們發(fā)現(xiàn)．溫度升高
c“廬2000ppm，c廬2l％··【體澆-=o·4m柏時．一方面反應速度加
快．促進脫硫率的提高；另一方面SO：的溶解度會降低。使脫
硫率降低。高于40℃時。系統(tǒng)主要受后一方面的影響：低于
40℃時．系統(tǒng)主要受前一方面的影響。40℃是這兩方面影響
的臨界狀態(tài)．具有最佳的脫硫率，而30℃的脫硫率最為穩(wěn)
定．循環(huán)效果明顯。所以，反應溫度介于30℃．40℃之間?？梢?
得到持久而高效的脫硫效果。
3．3初始Fe-濃度的影響
脫硫率在不同初始Fe“濃度下隨時間的變化如圖4所
示，對比于不改變初始Feh濃度的情況。反應一開始脫硫率
降低十分迅速，但之后會出現(xiàn)波浪狀回升．T．F菌和Feh協(xié)同
循環(huán)催化氧化SO：的效果非常明顯。由于初始Fe“濃度非常
了T．F菌和Fea+體系
對SO：的循環(huán)催化氧
化效果。
4結論
(1)氧化亞鐵硫
桿菌只有在最佳適應
溫度(30℃．40℃)和
pH值條件下，脫硫效圈5脫硫搴在不同F(xiàn)e2．濃度下隨時問的變化
果才比較理想。因此‘-30℃·c手2000ppm·cdl2l％-氣體流量=o·4m‰
篩選和馴化出適應性和穩(wěn)定性更強的氧化亞鐵硫桿菌．非常
有必要．
(2)細菌菌液脫硫是氧化亞鐵硫桿菌和Fe3+共同催化氧
化吸收SO：的結果，具體的機理有待于進一步證明。
(3)添加一定的初始Fe“濃度，有利于維持氧化亞鐵硫
桿菌和Feh對S02的循環(huán)催化氧化效果。從而得到持久高效
的脫硫率。
參考文獻
l 娥小紅．陸永琪，郝吉明，等．酸性條件下Fe“氧化S02的脫硫機理
反應．環(huán)境科學．1998．19(5)
高．一方面發(fā)揮其強大2 B舢dt christi¨，Eldik Rudi V?。?(i眥tics¨d Mechnim of tlIe Imn
的脫硫能力．另一方面(Ⅲ)一catalyzed Aut“idati∞ofsu‰r(Ⅳ)0】【id∞in AqII一倒蝎so．
降低了T．F菌對Fe2+ luti on．111e iIIfluewe 0f pH，medium肌d agi“g·7rI徹siti∞Me“
的氧化能力。隨著Fe如ch。“i8try·1998·23(6)
2012．No．1， o

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