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1、前言

 

硫化物的排放是环境中的一项重要污染源。在厌氧处理过程中，硫酸盐被硫酸盐还原菌用作电子受体，硫化物是其末端产物。硫化物对环境的污染主要表现在以下方面：（1）毒性：据busiman研究，h2s毒性的临界值为10mg/kg，短期暴露于h2s时临界值为15mg/kg。在高浓度下（500～1000mg/kg），h2s可以通过呼吸系统麻痹而使人昏迷甚至死亡。较低一些浓度时（50～500 mg/kg），h2s刺激呼吸道。（2）腐蚀性：沼气中存在h2s时能引起锅炉或发电机的腐蚀。当出水中存在h2s时能引起反应器的水泥壁面、下水道系统及管道管件腐蚀。（3）臭味：空气中含有0.2mg./kg的h2s时即可察觉到臭鸡蛋的气味。（4）高的需氧量：1mol硫化物完全氧化为硫酸盐需要2mol氧气。正因为如此，对硫化物的去处显得非常重要。

 

2、硫化物的主要去除方法

 

目前通常采用的方法是直接的气提、化学沉淀和氧化等物理化学的方法。但这些方法的能耗较高、需要较多的化学药品及沉淀物处理，因而成本较高。直接气提产生大量含h2s的空气，这些被污染的空气也应当再处理。化学沉淀产生的污泥也必须处理。用于除硫化物的氧化工艺包括曝气（有催化剂或没有催化剂）、氯化、臭氧、高锰酸钾或过氧化氢处理。在所有这些氧化处理中可能产生硫、连二硫酸盐和硫酸盐等末端产物。近年来，利用微生物除硫的技术正在积极发展，生物除硫技术被看成是一项很有前途的技术。

 

3、生物去除硫化物的原理

 

硫化物在微生物的作用下硫化物被氧化成单质硫，单质硫经沉淀分离从而达到去除硫的目的。能够氧化硫化物的微生物主要为：丝状硫细菌、光合硫细菌和无色硫细菌，其中大部分属于化能自养型。

 

3.1 丝状硫细菌

 

丝状硫细菌主要包括两个属，即贝氏硫菌属（beggiatoa）和发硫菌属（thiothrix）。生活在含硫化物的水中，能在有氧环境中把水中h2s氧化为单质硫，并从中获得生长和活动所需的能量，生成的单质硫则以硫粒的形式沉积在细胞体内，单质硫还可以被进一步氧化为硫酸盐。贝氏硫菌是一种可滑行的丝状细菌，发硫菌则固着生长。由于这类细菌将产生的单质硫贮存在细胞体内，给分离和提纯带来困难，在实际生产中应用较少。

3.2 光合硫细菌

 

光合硫细菌是一类光能营养细菌，它以硫化物或硫代硫酸盐作为电子供体，从光源中获得能量，依靠体内特殊光合色素，同化co2进行光合作用。其反应式如下：

 

co2 + 2h2s [ch2o]+ h2o + 2s

 

光合硫细菌主要分为两大类：（1）严格光能自养型，主要包括着色菌科（chromatiaceae）的着色菌属和绿菌科（chlorobiaceae）的绿菌属；（2）兼性光能自养型，它们能以有机物（简单的有机酸类或醇类）作为电子供体和碳源，主要包括红螺菌科（rhodopirillaceae）的红螺菌属、红假单胞菌属、红微菌属以及绿菌科（chloroflexacae）。表1列出了几种典型光合硫细菌的生理特性，可以看出大多数光合硫细菌是体外排硫的。

 

尽管如此，目前光合硫细菌应用生物脱硫工艺的例子却不多，其主要原因如下：（1）光合硫细菌生长和活动需要光照，给反应器设计带来困难，并增加了运行费；（2）有些菌种也在体内贮硫；（3）光合硫细菌氧化硫化物的过程与co2的还原（即固定）和细胞物质的生长相耦联，其氧化速率和能力受到细菌细胞物质的生长速率和总量的限制。此外，研究表明，光合硫细菌每产生1g细胞物质仅可将1～2g硫化物氧化生成单质硫，这个数值越低，去除同样多硫化物，产生的生物污泥就越多。

 

3.3 无色硫细菌

 

“无色硫细菌”（colourless sulfur bacteria）只是一个生理学惯用词，而不是分类学名词。实际上，有些无色硫细菌的纯培养菌苔呈粉红或棕色，说明其体内含有细胞色