細菌脫硫

細菌脫硫（Bacterial desulfurization）又稱生物浸硫法，即利用嗜硫桿菌能夠加速黃鐵礦氧化而達到脫硫的過程。脫硫速度與供氧量、水量、水質、溫度和酸鹼度有關，與黃鐵礦的粒度、晶體亦有關。

基本介紹

• 中文名：細菌脫硫
• 外文名：Bacterial desulfurization
• 別稱：生物浸硫法
• 目的：脫硫
• 優點：成本低，脫硫淨度高等
• 影響因素：供氧量、水量、水質等

背景簡介

早在20世紀40年代末、50年代初人們就已從酸性煤礦廢水中分離得到了氧化亞鐵硫桿菌，並發現煤中二硫化鐵的氧化與嗜酸的鐵、硫氧化細菌有關；20世紀五六十年代實驗室的研究顯示，天然煤礦廢水中的細菌或人工培養的氧化亞鐵硫桿菌都可加速煤中二硫化鐵的氧化；20世紀70年代後，環境污染的日益嚴重和由此產生的環境保護政策進一步刺激了對細菌煤脫硫技術的研究。Capes等人報導了較大規模的細菌脫硫，將原煤的硫含量從6.1%降至2.1%。Dugan和Apel對這方面的研究進展作了評論。他們用氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫桿菌共同處理，取得了4-5 d內脫除97%無機硫的效果，並發現煤顆粒越小，脫硫效果越好。Detz和Brinchak比較全面地論述了細菌煤脫硫的理論、方法和可行性，認為這是一種工業上、經濟上可行，有實用意義的方法。該工藝不僅成本低，脫硫淨度高，而且還可以回收硫化物作為生產別的硫化物產品的原料，深受歡迎。

化學原理

嗜硫桿菌生長在酸性環境中，最適宜的生長條件為溫度308 K，pH值2～3。通常認為，黃鐵礦氧化過程的第一步是純化學性的，即細菌沒有參與作用，其反應式為：

2FeS₂+2H₂O+7O₂=2FeSO₄+2H₂SO₄

由上述反應獲得的硫酸亞鐵和硫酸，被亞鐵氧化硫代桿菌所利用，它們將亞鐵離子氧化成三價鐵離子，即

4FeSO₄+O₂+2H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

三價硫酸鐵可與黃鐵礦再起作用，使黃鐵礦的氧化作用繼續進行下去。硫代氧化硫代桿菌在黃鐵礦氧化過程中的作用是氧化元素硫，使其成為硫酸，即：

2S+3O₂+2H₂O=4H+2SO₄

這種硫酸可以在亞鐵氧化硫代桿菌作用下使亞鐵離子很快氧化成三價鐵離子。影響細菌脫硫速度的因素有供氧 量、水量、水質、溫度和pH值，此外還與 黃鐵礦的粒度和晶體結構有關。

細菌脫硫流程

日處理8 000 t煤的細菌脫硫流程圖如圖所示。具體步驟如下：

細菌脫硫流程圖

（1）粉碎。

（2）FeS₂氧化反應。將接種後的煤漿注入帶有攪拌和通氣的反應器，深20 m的反應器一般由數個串聯而成，其數目取決於脫硫的周期。反應周期氧化亞鐵硫桿菌需15-20 d，高溫硫化葉菌需4-6 d。

（3）過濾。把處理過的煤漿真空過濾除去水分。

（4）中和沉澱。濾液加入石灰或石灰石以中和沉澱硫酸等，中和後含菌體和無機鹽的液體送回再使用，此液的pH可以用石灰石加量來調節。

（5）水洗濾下的煤漿，最後根據煤礦產品或發電廠的不同要求做進一步處理。