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沼气生物净化脱硫技术研究进展

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淮安沼气生物脱硫方案

淮安沼气生物脱硫方案

淮安沼气生物脱硫方案1. 简介淮安地区是沼气资源十分丰富的地区，然而，由于淮安地区沼气中硫化氢（H2S）的含量较高，对环境造成了较大污染。

为了解决这一问题，本文提出了一种淮安沼气生物脱硫方案，通过利用生物技术对沼气中的H2S进行有效去除。

2. 脱硫原理淮安沼气中的H2S主要来自于沼气原料中的有机硫化物的降解产物。

通常情况下，丰度较高的H2S会对环境和设备造成严重的腐蚀，因此需要对其进行去除。

淮安沼气生物脱硫方案采用了硫醇酸化-硫氧化-硫还原的生物转化过程来实现脱硫。

具体步骤如下：•第一步：将沼气通过酸性处理，使硫化氢转化为硫代硫酸盐。

•第二步：将硫代硫酸盐溶液中的硫离子还原为硫化氢，同时产生二氧化硫。

•第三步：将产生的二氧化硫通过吸收剂（如氧化钙溶液）进行捕集，得到稳定的硫。

3. 生物脱硫系统构建淮安沼气生物脱硫方案主要包括脱硫系统和控制系统两个部分。

3.1 脱硫系统脱硫系统主要包括酸性处理单元、还原处理单元和吸收剂处理单元。

•酸性处理单元：通过加入适量的酸性物质（如硫酸）将沼气中的硫化氢转化为硫代硫酸盐。

•还原处理单元：通过添加适量的还原剂（如有机物）将硫代硫酸盐中的硫离子还原为硫化氢，并同时产生二氧化硫。

•吸收剂处理单元：将产生的二氧化硫通过吸收剂进行捕集，得到稳定的硫。

在脱硫系统中，需要合理控制各处理单元的温度、压力和pH等参数，以保证脱硫效果和系统稳定性。

3.2 控制系统控制系统包括监测和调控两个环节。

•监测：通过传感器对脱硫系统的温度、压力、pH和流量等参数进行实时监测，以确保系统运行正常。

•调控：根据监测数据，通过反馈控制算法对脱硫系统中的各处理单元进行调控，以保证系统运行在最佳工况下。

4. 优势和前景4.1 优势淮安沼气生物脱硫方案相比传统的化学脱硫方法具有以下优势：•生物脱硫过程无需使用有害化学品，对环境友好。

•生物脱硫过程具有较低的能耗，经济效益较高。

•生物脱硫过程产生的硫可作为农业肥料等资源得到利用，具有较好的经济价值。

脱硫技术在沼气净化中的应用

脱硫技术在沼气净化中的应用

实闲技术清洗世界Cleaning World 第37卷第1期2021年1月文章编号：1671-8909 (2021 ) 1-0017-002脱硫技术在沼气净化中的应用孟现辉，周金国(唐山惠川环保科技有限公司河北唐山063020)摘要：随着我国对可再生能源的开发利用深入发展，大中型沼气工程建设不断增加，对沼气质量要求不断提高。

沼气发电利用是主流趋势，我国大多数大中型沼气工程净化技术仅参考农户小型沼气池，对沼气净化技术研究非常重要。

沼气脱硫是能源高效利用的重要部分，沼气清洁开发利用成为主要研究方向，目前干湿法脱硫在工业上应用较多，具有良好的发展前景。

本文从脱硫方法原理出发，论述各类脱硫技术应用场合，指出各主要脱硫技术的特点。

关键词：脱硫技术；沼气净化；环保工艺中图分类号：S216.4 文献标识码：A〇引言近年来，随着国内外石油化工等工业发展，有机废 水厌氧消化技术迅速发展。

随着国内外对新能源利用的 迫切要求，生物质能源开发技术受到人们的关注。

沼气 是混合气体，含有少量的N2、H2S,H2S是剧毒气体，沼气生物质能源具有制备简单，污染小等诸多优点。

发 酵工艺生产沼气是以甲烷为主要成分的混合气体，杂质 中硫化氢浓度为200~2 000 mg/L,对金属管道及内燃机 等产生腐蚀作用，燃烧后造成环境污染。

脱硫是沼气净 化的重要环节。

常见的脱硫法分为干法脱硫与湿法脱硫。

环保标准规定沼气中H2S质量浓度不超过20 mg/L，研 宄沼气净化脱硫工艺非常重要。

1沼气特性研究沼气是有机物质发酵，通过微生物作用分解生成产 物，可作为内燃机燃料。

生产沼气原料广泛，城市居民 中化粪池、有机污水、制药厂等下脚料等，可在密封池 发酵生成沼气。

树叶等经腐败密封发酵可生产沼气。

密 封发酵分为自然与加温发酵，前者发酵需30〜60天产 生燃用沼气。

后者对发酵池加温到29~39°C温度加速发 酵，有机物生物转化过程复杂，要满足微生物生活条件 才能制取沼气。

沼气生物脱硫关键技术研究及工程示范

沼气生物脱硫关键技术研究及工程示范

浙江省科技计划项目可行性研究报告及经费概算沼气生物脱硫关键技术研究及工程示范二OO九年九月二十日目录第一部分：项目可行性研究报告一、项目的背景和意义 (1)1.1 项目背景 (1)1.2 项目意义 (4)二、国内外研究现状和发展趋势 (5)2.1高效脱硫微生物及菌群研究 (5)2.2生物脱硫过程控制技术研究 (8)2.3生物脱硫工程化应用研究 (9)三、项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点 (12)3.1 主要研究开发内容 (12)3.2 关键技术 (15)3.3 主要创新点 (15)四、项目预期目标 (15)4.1 主要技术指标 (15)4.2 主要经济指标 (15)4.3 社会效益 (16)4.4 项目技术应用和产业化前景 (16)五、项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解 (17)5.1项目实施方案 (17)5.2 技术路线 (17)5.3 组织方式 (18)5.4 课题分解 (18)六、计划进度安排 (18)七、现有工作基础和条件 (21)第二部分：经费概算一、经费概算列表 (23)二、经费概算说明 (24)2.1 承担单位和相关部门承诺的支撑条件说明： (24)2.2 资金支出的主要用途： (25)2.3 对其他来源经费进行说明 (27)附表1：拟新购置设备清单 (28)第一部分：项目可行性研究报告一、项目的背景和意义1.1 项目背景随着我国经济的快速发展和工业化、城镇化进程的加快，能源需求不断增长，而传统的化石能源储量有限，时刻面临着枯竭的风险，因此加快新能源的开发和利用，构建多元的能源供应体系，已成为保障我国社会经济发展的迫切需要。

近年来，生物质能作为一种可再生能源受到了世界各国的广泛关注。

预计到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。

我国拥有丰富的生物质能资源，其理论产量达650亿吨/年左右，折合理论资源为33亿标准煤，相当于我国目前年总能耗的3倍以上。

我国现阶段可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤，主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。

厌氧制沼气过程反应器内外生物脱硫实验研究(摘要)

厌氧制沼气过程反应器内外生物脱硫实验研究(摘要)
选 择性 。通 过 对吸 附 工 艺 的 优化 设 计 ， 以得 到 很 可
摘 要 ： 石能 源 燃 烧 过 程 中所 排 出 的大 量 Ｃ 化 Ｏ
好 的 Ｃ 分 离 性 能 。 由三 塔八 步 的 ＶＳ 工 艺 ， Ｏ Ａ 从
４ ． ６ ０Ｎｍ ｈ的燃煤 电厂 烟道 气 中捕 集 得到 了 ８ ％ ／ ５ 的 Ｃ 纯度 和 ７ 的 Ｃ 回收 率 ， Ｏ Ｏ ９ Ｏ Ｃ 。捕 集 的 能
能， 总结 工艺 特 点及发 展前 景 。
究 。通过 实 验和模 拟 考 察 了不 同进 料 流速 、 Ｏ。进 Ｃ
料浓 度 、 附 压 力 以及 真 空 压 力 对 ＶＳ 过 程 性 能 吸 Ａ
的影 响 。建 立 了多 塔 ＶＳ 的 工 艺 模 型 ， 通 过 模 Ａ 并
引 发 的环境 变化 问题 已成 为全 球关 注 的焦点 。除 了 提 高能量 利 用效 率 、 发 可再 生 能 源等 达 到 Ｃ 减 开 Ｏ 排 的 目的 以外 ， ０ 的捕 获 与封 存 技 术 （ Ｃ ） 有 ｃ Ｃ Ｓ具
耗 为 ２ ３ ／ ｇＣ ． ７ＭＪ ｋ Ｏ 。随 着 吸 附工 艺 的进 一 步 优 化 以及 吸 附剂 吸附 性 能 的 提 高 ， 附 法有 望 成 为 一 吸 种 很有 前景 的大 规模 捕集 烟道 气 中 Ｃ 的技 术 。 Ｏ。
Ｓ Ａ捕 集 烟 道 气 中 Ｃ ０。的 可行 性 。其 中 ， 过两 级 通
ＶＳ 工 艺 ， 以将 原 浓 度 由 １ ％浓缩 到 ９ ， 时 Ａ 可 ５ ６ 同 具 有 ９ ． 的 回收率 。而 采用 ＶＴ Ａ 工 艺 ， 以得 １９ Ｓ 可
到 ９ ． 的 Ｃ 产 品气体 ， ３４ Ｏ。 回收率 为 ９ ． ％。 ５４ （ ） 煤 电厂烟 道气 中 Ｃ 的吸 附捕 集 。在 上 ２燃 Ｏ 海 申能 星火 热 电厂 搭 建 了 三塔 八 步 的 ＶＳ 实 验 装 Ａ 置， 该装 置所 填 充 ５ 分子 筛 的质量 为 ２ ２ｋ ， 过 Ａ ８ ｇ 通 实验 和模 拟 研 究 了实 际 电 厂 烟道 气 环 境 中 Ｃ 。吸 Ｏ 附捕 集工 艺 的 经 济 可行 性 。通 过 实 验 结 果 对 多 塔 ＶＳ 捕 集烟 道 气 中 Ｃ Ａ Ｏ。的 模 型 进 行 了 验 证 ， 明 表 数 学模 型 可 以用 于 进一 步 的优化 设计 。在 燃煤 电 厂

沼气生物净化脱硫技术进展分析

沼气生物净化脱硫技术进展分析

159CASE区域治理沼气生物净化脱硫技术进展分析青岛天人环境股份有限公司 修晓丽，段振红，李通摘要：H 2S是影响沼气安全高效利用的重要因素，沼气脱硫方法的研究成为人们日益关切的对象和科学研究的热点。

文章重点展开了沼气生物脱硫技术的介绍和优缺点分析，希望能为有关人员提供一定的参考和帮助。

关键词：沼气；硫化氢；硫；生物脱硫中图分类号：S216.4 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）52-0159-0001沼气脱硫是能源高效利用重要的组成部分，当前已被广泛应用在工业上，物理吸附法和化学法是较传统的沼气脱硫方法，二者具有工艺简单、脱硫效果好的优点，但因药剂的使用寿命短、再生时间长，因此运行过程中需要消耗大量的药剂和能源，引起二次污染；生物法是通过微生物把硫化氢或含硫化合物转化成单质硫或硫酸盐，从而达到脱硫目的，其能耗低且不会对环境造成二次污染，有良好的发展前景。

一、生物脱硫技术生物脱硫技术主要包括生物滤池、生物滴滤池、生物洗涤塔和膜生物反应器[1]。

该技术自20世纪90年代发展起来，在国外已经得到了广泛研究和应用，且形成了目前较为成熟的沼气生物脱硫集成技术—1993年荷兰帕克公司开发的谢尔-帕克工艺（shell-PAQ 工艺）[2]。

（一）生物滤池生物滤池法主要由加湿器和生物质填料组成。

在加湿器中增湿后水份饱和的气体进入生物质填料单元，填料上有一层生物膜，处理气体中的硫化合物传递到生物膜上进行降解从而达到去除的效果。

吴丹[3]等的研究结果表明，生物滤池处理高负荷H 2S 的去除性能较好。

（二）生物滴滤池与生物滤池相比，生物滴滤池把加湿器和生物质填料两个单元的功能组合在一个单元中完成。

该技术微生物所需的营养物质由循环液提供。

周洪宇等[4]研究了生物滴滤池对沼气中H 2S 的去除效果，并得出了最佳运行条件。

（三）生物洗涤塔生物洗涤塔由吸收塔和好氧/厌氧生物反应器组成，吸收塔中的液相将气相中的H 2S 或含硫化合物吸收后进入好氧/厌氧生物反应器，反应器内的微生物进行硫化合物的降解，生物反应器的出水循环至吸收塔以并流或逆流的流动方式吸收沼气中的H 2S 或含硫化合物。

生物脱硫技术研究进展

生物脱硫技术研究进展

第46卷第1期2021年2月天然气化工一C1化学与化工NATURAL G AS CHEMICAL INDUSTRYVol.46No.1Feb.2021•综述与专论•生物脱硫技术研究进展伍亚琴】，雷军陀，王先厚2(1.江汉大学湖北省化学研究院，湖北武汉430074；2.华烁科技股份有限公司，湖北武汉430074)摘要：沼气、天然气、石油中含有的硫化氢、噻吩等硫化物对工业设备、自然环境以及人体健康都有较大危害。

目前可通过加氢脱硫、萃取脱硫、氧化脱硫、生物脱硫来减少硫化物的排放，其中生物脱硫技术因有着显著的经济、环保效益而受到广泛关注。

本文综述了生物脱硫技术的基本原理和途径、主要脱硫菌种及一些利用微生物脱硫的研究成果。

而要实现大规模的工业应用,未来的研究工作主要是培育出环境适应能力强、寿命长的菌株,并开发出相应的反应器，以解决水/有机相的分离等问题，同时要注意与其他脱硫工艺的结合与补充。

关键词：生物脱硫；工艺原理;脱硫菌种中图分类号：TQ033文献标志码：A文章编号：1001-9219(2021)01-06-05Research progress of biological desulfurization technologyWU Ya-qin1，LEI Jun1,2，WANG Xian-hou2(1.Hubei Institute of Chemistry,Jianghan University,Wuhan430074,Hubei,China;2.Haiso Technology Co.,Ltd.,Wuhan430074,Hubei,China)Abstract：Sulfides such as hydrogen sulfide and thiophene in biogas,natural gas and petroleum are harmful to industrial equipment,natural environment and human health.Currently,sulfide emission can be reduced by hydrodesulfurization,extraction desulfurization,oxidative desulfurization and biological desulfurization.Among them,biological desulfurization technology has been widely concerned because of its significant economic and environmental benefits.This paper reviews the basic principles and approaches of biological desulfurization technology,the main desulfurization strains and some research results about microbial desulfurization.To achieve large-scale industrial applications,the future research is mainly to cultivate strains with strong environmental adaptability and long life,develop the corresponding reactor to solve the problems of water and organic phase separation,and pay attention to the combination and supplement with other desulfurization processes.Keywords:biological desulfurization;process principle;desulfurization strain硫普遍存在于石油、天然气等化石燃料中，而这些化石燃料的直接燃烧会产生SO x等物质叫SO2是细颗粒物(Particulate matter，PM2.5)的主要前体，排放到空气中会严重污染环境比腐蚀建筑;在工业应用中，硫化物还会使催化剂中毒，影响设备器材的使用寿命，带来不可忽视的直接或间接经济损失。

沼气脱硫方法的研究

沼气脱硫方法的研究李金洋,敖永华,刘庆玉(沈阳农业大学工程学院,沈阳　110161)摘　要:沼气是一种混合气体,其中含有的硫化氢是一种有害气体,使用前必须进行脱除。

工业上脱硫的技术已经比较成熟,主要可分为湿法脱硫和干法脱硫。

目前,这些方法在沼气脱硫中应用较多,但是还存在着许多缺点。

生物脱硫通过微生物的作用,将硫化物转化成单质硫予以脱除,具有运行成本低和无二次污染的特点,有着极好的发展前景。

关键词:沼气;硫化氢;生物脱硫;再生能源中图分类号:S216.4 文献标识码:A文章编号:1003-188X(2008)08-0228-030　引言沼气是一种可再生能源,在目前能源短缺的情况下日益受到人们的重视。

通常沼气的气体的组成为甲烷(60%～70%)和二氧化碳(30%～40%),另外还含有少量的硫化氢等气体。

硫化氢是一种剧毒的有害气体,对管道、燃烧器和仪器仪表等有强烈的腐蚀作用;燃烧后硫化氢生成二氧化硫,污染环境,并影响人的身体健康。

我国环保标准严格规定:利用沼气能源时,沼气气体中硫化氢含量不得超过20mg/m3。

沼气中的硫化氢质量浓度一般为1～12g/m3,远远高于我国环保标准的规定。

所以,硫化氢的脱除成为沼气使用过程中必不可少的一个环节。

1　传统的脱硫方法1.1　湿法脱硫湿法脱硫是利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的硫化氢,溶剂通过再生后重新进行吸收。

根据吸收机理的不同,又分为化学吸收法、物理吸收法、物理化学吸收法以及湿式氧化法。

湿法脱硫流程复杂,投资大,适合于气体处理量大和硫化氢含量高的场合。

其中,常用于沼气脱硫的方法有萘醌吸收法和氨水法等。

1.1.1　萘醌吸收法吸收液呈碱性,能吸收酸性气体,而且由于弱酸性的缓冲作用,在吸收酸性气体时,pH值不会很快发生收稿日期:2007-10-18基金项目:沈阳农业大学青年教师科研基金资助项目(2005047)作者简介:李金洋(1976-),男,河北吴桥人,讲师,硕士,(E-mail) liyang@。

沼气湿法脱硫技术研究进展

第２ ８卷 第 １期 ２ ０ １ ４年 ２月
能 源 环 境 保 护
Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｏ １ ． ２ ８． Ｎｏ． １ Ｆｅ ｂ ． 。 ２ ０ １ ４
沼气湿法脱硫技术研究进展
张云 飞 ， 范 晶俊 ｚ ， 钱 燕君 ｚ ， 李 翔 ，蓝俊 斌 ， 封 锐
（ １ ． 杭 州创 享环境技 术 有 限公 司 ， 浙 江杭 州 ３ １ １ ２ ０ ０ ；
２ ． 龙 游县 环境监 测 站 ， 浙江衢 州 ３ ２ ４ ０ ０ ０ ）
摘要： 沼 气湿 法脱硫 是 重要 的 沼 气脱硫 工 艺 ， 本 文介 绍 了沼 气湿 法脱硫 工艺 的 最新发 展 ，
随着 工农 业废 弃物 厌氧 生物 处 理技 术 的广 泛
生 生物 质能 源 的广泛 使用 ，沼 气脱 硫技 术 一直 是 很 多 国家环 境保 护 以及能 源科 技 工作 者 的研究 对 象， 处理 方 法主要 分 为干 法脱 硫 、 湿法 脱硫 和生 物
脱 硫 三大类 ，其 中湿 法脱 硫 技术 研究 已有 １ ０ ０年
Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄ： ｂｉ ｏ ｇ ａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｗｅ ｔ ｄ ｅ ｓ ｕｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｅ ｈｅ ｍｉ ｓ ｔ ｙ ；ｓ ｕｌ ｐ ｈ ｕ ｒ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ
ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｅ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｗｉ ｌ ｌ ｂ ｅ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｏ ｆ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ．

沼气工程中生物脱硫技术分析及流程

沼气生物脱硫工艺1.生物脱硫工艺原理简介生物脱硫（BDS）是利用微生物或它所含的酶催化含硫化合物（H2S、有机硫），将其所含硫有机物转化为单质硫S0和微量SO42-的过程。

生物脱硫工艺采用新型脱硫菌种，其脱硫效率可高于99.5%，高于一般的生物脱硫技术。

生物脱硫工艺属于分离式生物脱硫工艺，不引进空气、氧气等外源性气体，沼气的热值保持不变，可以用于生活垃圾、餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气、天然气、工业废气中H2S的清除。

脱硫产物为高纯度的单质硫，可用于制造硫酸、化肥等。

生物脱硫工艺可分为三个单元：①洗涤塔②洗涤液生物再生反应器③单质硫分离器。

在下面的流程图中；碱性的生物洗涤液从洗涤塔顶部喷出，与从洗涤塔底部进入的含硫化合物（主要H2S）气源逆流接触，高效吸收H2S。

含有硫化物的富液从洗涤塔底部流入生物再生反应器，通过脱硫微生物的生物处理，完成碱性的生物洗涤液再生。

单质硫从单质硫分离器中以颗粒沉淀的方式分离出生物脱硫系统。

生物脱硫工艺法示意图在洗涤塔中，H2S被生物洗涤液吸收，主要化学反应如下：H2S的吸收：H2S+OH- HS-+H2O；H2S+CO32- HS-+HCO-CO2的吸收：CO2+OH- HCO3 –生物再生反应器内主要化学反应如下：单质硫的生成：HS-+1/2O2脱硫微生物S0+OH-生物洗涤液的再生：HCO3-+OH- CO32-+H2O2 .生物脱硫工艺主要特点脱硫效率高H2S去除率最高达到99.5％（以上），并可去除其它有机硫化物，如COS。

脱硫成本低生物脱硫工艺只需一定比例的压缩空气以及补充少量营养液、软化水水、碱液，无须添加昂贵化学试剂。

与其它脱硫技术相比，运行成本最低，是传统湿法脱硫（碱液洗涤）、干法（化学氧化）1/10，乃至几十分之一。

脱硫终产品为高纯度单质硫，无二次污染，无须再处理，可直接销售。

沼气热值保持不变洗涤塔与洗涤液生物再生反应器通过物理的方式隔离，不会向沼气中引入空气或氧气，不会降低沼气的热值。

沼气提纯净化工艺技术研究

沼气提纯净化工艺技术研究沼气是指在无氧条件下，由有机物经过微生物发酵而产生的混合气体，主要由甲烷、二氧化碳以及一定的氢气、氮气、氢硫等组成。

由于沼气具有丰富的资源，可以作为可再生能源用于烧炉、发电等方面，因此成为了近年来备受关注的能源形式。

然而，在沼气的利用过程中，沼气中的杂质成分会影响到设备的使用寿命和效率，因此需要对沼气进行提纯净化处理。

沼气提纯净化工艺技术涉及到物理、化学和生物等学科领域，是一个综合性的课题。

一、沼气的提纯技术沼气通常含有大量的二氧化碳、氮气等杂质，因此需要通过提纯技术去除这些杂质，提高甲烷的含量，为沼气的利用打下基础。

1、吸附法提纯吸附法是一种通过将废气中的目标组分吸附到固定吸附剂表面的技术。

常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。

当沼气通过吸附剂床层时，二氧化碳、氮气等杂质被吸附，而甲烷则通过。

吸附剂饱和后，经过再生，即可重复使用。

吸附法提纯的优点是处理效果好，可大幅降低二氧化碳、氮气等杂质的含量，而且可以进行连续工作。

但是，该技术的投资成本较高。

2、膜分离法提纯膜分离法是利用半透膜对气体进行分离的技术。

在膜分离器中，沼气经过特制的半透膜，二氧化碳、氮气等杂质被隔离，而甲烷则通过膜透过。

该技术适用于小规模沼气利用，操作简单，维护方便，但是其膜分离器系统耐久度较低，需要经常更换。

3、低温脱硫法提纯低温脱硫法提纯是针对沼气中硫化氢（H2S）含量较高的情况设计的，通过低温冷却降低沼气中硫化氢的溶解度，并利用特殊的催化剂将其转化为低毒性的硫。

这种方法对于低浓度的硫化氢处理效果较好。

除了提纯处理，沼气中还可能存在杂质，如颗粒物、油脂、水分、硫化氢等，需要经过净化技术进行处理。

1、干式洗涤技术干式洗涤技术是一种通过旋转干燥器、震动筛等设备进行洗涤的方法。

沼气通过洗涤器后，颗粒物、油脂等杂质被吸附，然后通过过滤器进一步去除细小颗粒物，最后得到清洁的沼气。

干式洗涤技术适用于处理颗粒物、油脂含量较高的沼气，具有处理效果好、连续工作等优点，但由于设备的摩擦造成送入氧气，需要加入防爆设施。

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1 脱硫方法
根据脱硫原理的不同， 沼气脱硫可以分为直接
收 稿 日 期 ：2012-03-14 作者简介：吴 丹（1988-），女，山东菏泽人，在读硕士研究生，专业方
向为环境科学与工程.
脱硫和间接脱硫。 直接脱硫是将沼气中的 H2S 气体 直接分离去除， 而间接脱硫是采用某些处理方法从 而减少或抑制 H2S 气体的产生。 其中，直接脱硫包括 化学法和生物法。 目前沼气脱硫所使用的湿法和干 法均属于化学方法； 生物法主要是利用脱硫细菌的 代谢作用将沼气中的 H2S 转化成单质硫或硫酸盐， 进而实现硫的资源化利用， 这种方法成本低廉、环 保，受到国内外的广泛关注。
第 25 卷 第 3 期 2012 年 6 月
环境科技 Environmental Science and Technology
Vol．25 No．3 Jun．2012
沼气生物净化脱硫技术研究进展
吴 丹 1， 任立人 2， 相凤欣 1， 宋 鑫 1， 孙春宝 1
（1.北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083； 2.华北制药集团环境保护研究所，河北 石家庄 050015）
干法具有操作简单、投资少、吸附性能好、可再 生等特点，但也存在操作不连续需定期换料、单质硫 不易于回收的缺点， 目前国外许多厂家已实现了通 过自动控制系统来连续定量投加空气， 从而使脱硫 剂得到连续还原再生。 2.2 湿法脱硫
湿法脱硫是利用特定的溶剂与沼气逆流接触将 H2S 脱除，溶剂经过再生后重新再利用。 湿法脱硫反 应如下：
的发展前景。 另外对现有的单质硫回收方法也进行了硫； 生物脱硫
中图分类号: X7
文献标识码: B
文章编号: 1674-4829(2012)03-0063-05
Research Progress on Biogas Bio-desulfurization Technology
Abstract： Biogas desulfurization is an important part of the effective fuel utilization. Based on the comparatively mature desulfurization technology contained dry and wet desulfurization in industry application, the research and development status of biological desulfurization was emphatically introduced in this paper. With biological desulfurization, sulfide was transformed into sulfur by microorganisms and removed. This technology would have excellent prospects for development with low energy consumption and no secondary pollution. In addition, the existing recovery technology of element sulfur was briefly summarized. Key words： Biogas; Hydrogen sulfide; Sulfur; Biological desulfurization
近年来随着国内外石油化工、造纸、冶金、纺织、 煤气、制药等工业的发展，有机废弃物、高浓度有机 废水的厌氧消化技术得到了迅速发展和提升， 衍生 的沼气清洁开发与利用也成为主要研究方向。 沼气 是一种混合气体， 主要含 CH4，CO2， 还含有少量的 N2，H2，O2 与 H2S。 H2S 是一种无色有臭鸡蛋气味的剧 毒气体，在有氧和湿热条件下对管道、仪器、金属设 备等都有很强的腐蚀性；燃烧 H2S 生成的 SO2 也对环 境造成一定污染[1]。 一般而言，沼气中 H2S 的质量浓 度在 1 ～ 12 g/m3 之间[2]。 而我国环保标准规定利用沼 气能源时，沼气中 H2S 质量浓度不得超过 20 mg/m3。 因此，沼气净化脱硫工艺的研究就显得尤为重要。
WU Dan1, REN Li-ren2, XIANG Feng-xin1, SONG Xin1, SUN Chun-bao1
(1. Civil and Environmental Engineering Institute, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. Institute of Environmental Protection, Pharmaceutical Group in North China, Shijiazhuang 050015, China)
64
环境科技
2012 年 6 月
速从一端经过容器内填料层， 脱硫剂中的 Fe2O3 与 H2S 发生反应生成硫、 硫化亚铁或硫化铁后余留在 填料层中， 从而去除 H2S。 当脱硫装置出口沼气中 H2S 的质量浓度超过 20 mg/m3 时需对脱硫剂进行再 生处理。 再生原理是向脱硫装置内通 O2 或将脱硫剂 与空气 接 触 ，经 反 应 生 成 单 质 硫 和 Fe2O3，从 而 完 成 脱硫剂的再生[4]。 脱硫剂的再生反应可进行多次，直 到脱硫剂微孔大部分被硫堵塞失去活性为止。
第 25 卷 第 3 期
吴 丹等 沼气生物净化脱硫技术研究进展
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和液相都是不流动的，运行和启动较容易，但填料需 定期更换，滤料也易堵塞影响处理效果，见图 1。
处理后气体
空气
废气
泵 循环液 （营养液+水）
图 1 生物滤池 目前对于生物滤池的研究成果较多。 马艳玲等[12] 以海藻酸钙包埋脱氮硫杆菌制成的固定化微生物颗
化能自养型脱硫细菌中以脱氮硫杆菌的使用最 为广泛。 王爱杰等[9]利用脱氮硫杆菌对废水中的硫氮 进行同步脱除， 指出了得到最佳脱除效果的运行条 件，即硫氮比为 5 ∶ 3、硫化物质量浓度低于 300 mg/L 时单质硫转化率可达到 94%。 李亚新等[10]研究了利 用无色硫细菌将水中硫化物转化成单质硫的可行性 及条件，他指出在低负荷硫化物条件下采用顺流式、 高负荷时采用逆流式时可取得最大回收率， 反应器 内 的 最 佳 DO 值 与 进 水 硫 化 物 容 积 负 荷 呈 线 性 关 系，出水 pH 值和出水 pH 升高值与硫的回收率呈线 性关系。 3.2 生物处理反应器
2NaOH + H2S → Na2S + 2H2O NaOH + H2S → NaHS + H2O 湿法脱硫适用于气体处理量大且 H2S 含量较高 的情况。目前国内最常用的是湿式氧化法。成熟的氧 化脱硫法，脱硫效率可达 99.5%以上，既可在常温下 操作又可在加压下操作。 但此法用于沼气脱硫时，由 于 CO2 含量较高可能会影响 H2S 吸收的传质速率。 此 外 沼 气 去 除 H2S 的 方 法 还 包 括 萘 醌 氧 化 脱 硫 技 术、 络合铁脱硫技术等等。 萘醌氧化脱硫是采用 Na2SO4 作 为 吸 收 液 ，1,4- 萘 醌-2- 磺 酸 钠 作 为 催 化 剂， 在吸收沼气中的 CO2 的同时可选择性的吸收部 分 H2S。 许宁等[5]针对沼气的组成对萘醌法吸收液进 行改进研究， 确定用于沼气中 H2S 吸收液的适宜配 方、液相 pH 值和吸收操作的液气比，使脱硫率达到 99% ～ 99.5%。 络合铁脱硫技术采用铁为催化剂，与 H2S 发 生 氧 化 还 原 反 应 。 H2S 与 碱 发 生 反 应 生 成 HS-， Fe3+还原成 Fe2+，HS-转化成硫磺。 杨建平等[6]采 用由络合剂、稳定剂、硫磺改性剂、缓蚀剂以及铁盐 组成的溶剂， 运用喷射吸收组合工艺进行了络合铁 法脱除酸气中硫化物的试验研究， 取得了满意的处 理效果。 湿法脱硫效率高但投资运行费用大， 人们开始 努力寻找低能耗、高效率、经济而先进的处理方法， 而生物脱硫技术则为这一领域的研究和应用开辟了 新的方向。
粒填充生物固定床用以净化低浓度 H2S 废气。 实验 表明当进气口的质量浓度低于 6 × 10-5 mg/L， 温度 为 25 ～ 40 ℃，pH 值在 6.0 ～ 7.5 范围时， 生物固定 床对废气中 H2S 的脱除率可达 90%以上； 当进气口 H2S 质量浓度为 3 × 10-5 mg/L 且流速在 35 L/h 时 ， 脱除率高达 95%以上。 殷峻等[13]研究了泥炭生物滤 塔处理含低浓度 H2S 恶臭气体的技术， 结果表明当 停留时间为 25 ～ 30 s 时， 进气质量浓度为 3 ～ 70 mg/m3，去除率达到 99%以上，且具有较强的抗冲击 负荷。 PAIK J 等[14]在生物滤池中利用轮胎衍生的橡 胶颗粒作为滤料来研究 H2S 的去除效果。 当空塔停 留时间为 20 ～ 67 s、H2S 质 量 负 荷 为 19.6 ～ 28.5 g/ (m3·h)、 进口 H2S 质量浓度为 20 ～ 90 mg/L 时，H2S 的去除能力可超过 94%。 试验证明了利用橡胶颗粒 作为滤料是可行的且试验效果明显。 3.2.2 生物滴滤池
2 沼气脱硫化学方法
2.1 干法脱硫 干法脱硫又称干式氧化法，即用 O2 将 H2S 氧化
成硫或硫氧化物。 常用于低含硫气体的处理。 常用方 法有膜分离法、分子筛法、不可再生的固定床吸附法 和低温分离法[3]。
化学脱硫技术中常见的是常温氧化铁干式脱硫 法，它是将 Fe2O3 粉和木屑混合制成脱硫剂，以湿态 （含水率 40%左右）填充于脱硫装置内。 沼气以低流
化能自养型微生物以 CO2 为碳源， 同时在氧化 硫化物的过程中获得能量。 化能自养型微生物将硫 化物转化为单质硫既可以在有氧条件下进行， 也可 在无氧条件下进行。 在有氧条件下， 氧作为电子受 体； 无氧条件下利用硝酸盐作为电子受体发生氧化 还原反应。 在氧为生化反应的限制因素时，单质硫为 主要产物；当 S2-为生化反应的限制因素时，SO42-为主 要 产 物 [8]。