[發明專利]一種喜溫嗜酸硫桿菌去除沼氣中硫化氫的方法

有效

• 申請號: 201611010804.5
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106635210B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 賈紅華;韓周;雍曉雨;周俊;陳非兒;周華;姜岷;韋萍
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;B01D53/84;B01D53/52;C02F3/28;C12N1/20;C12R1/01;C02F103/32
• 代理公司: 南京匯恒知識產權代理事務所(普通合伙) 32282
• 代理人: 王月霞

本發明公開了一種喜溫嗜酸硫桿菌去除沼氣中硫化氫的方法，將待處理的沼氣通入喜溫嗜酸硫桿菌的發酵液中，通過喜溫嗜酸硫桿菌的發酵去除沼氣中的硫化氫，發酵溫度為40~45℃。所述喜溫嗜酸硫桿菌為中國微生物菌種保藏中心保藏的菌種編號為1.7296的菌株。喜溫嗜酸硫桿菌的發酵液中菌體活細胞數為2.0×10⁶個/mL~10.0×10⁶個/mL。本方法具有操作方便，工藝流程簡單，提高資源利用價值，節省費用、提高脫硫效率等優點，可以穩定高效地脫除沼氣中的硫化氫，將有助于提高沼氣利用水平，突破沼氣脫硫難題。

技術領域

本發明屬于生物能源技術領域，具體涉及一種喜溫嗜酸硫桿菌去除沼氣中硫化氫的方法。

背景技術

隨著經濟的高速發展，世界各地能源需求量日益上升。在能源結構中，以石油、煤炭等為主的化石能源依舊占據著主體地位，人類若過分依賴這些傳統化石能源，其不可再生性必將引起能源危機。沼氣作為一種新興的綠色能源逐漸引起人們的重視。沼氣是一種混合氣體，一般含CH₄為60%~70%，CO₂為30%~40%，少量的H₂S、水汽、NH₃等。其中硫化氫對人身安全、環境以及設備都有較大的危害。對于人身安全，硫化氫對粘膜有較強的刺激作用，是強烈的神經毒物。對于環境而言，硫化氫對水體和空氣都有污染，燃燒產生的二氧化硫導致酸雨的產生。對于設備，在原油開采，儲備運輸和加工過程中具有腐蝕危害，嚴重會造成重大安全事故。沼氣用途不同，對H₂S含量的要求也不同，相應國家及行業標準規定：若利用沼氣發電，則H₂S的濃度需小于等于200~300mg/m³；若將沼氣作為車用燃料或并入燃氣管網，則H₂S的濃度需小于等于15 mg/m³。沼氣中H₂S的質量濃度一般為1~12g/m³，遠遠超過標準中的規定，若不進行預處理，沼氣中含有的 H₂S會腐蝕金屬管道、儀器儀表等。因此，沼氣在綜合利用前必須進行H₂S脫除。

無論是國內還是國外，硫化氫脫除方法都有不少，簡單的可以分為濕法脫硫、干法脫硫和生物脫硫。濕法脫硫是通過氫氧化鈉、氨水等特定的溶劑，與硫化氫反應來脫除硫化氫的一種方法，通過氧氣對溶劑的作用達到溶劑的循環利用。由于氫氧化鈉的流速和流量的影響，硫化氫并不能完全溶解在起其中，并在溶解過程中會產生硫代硫酸鹽，這些都將影響脫硫效果，而且還有投資多、運行管理復雜、脫硫成本高和吸收液需更換等問題。干法脫硫是一種利用氧氣，以氧化鐵作為氧化劑將硫化氫氧化為單質硫或者硫化物的一種脫硫方式。單質硫在吸收過程中起到了一個催化的作用。但干法脫硫技術有裝置占地面積大、操作不連續、脫硫劑不易再生、不易更換和脫硫效率低等問題。生物脫硫技術是通過微生物代謝途徑將H₂S轉化為硫酸鹽或者單質硫的一種脫除技術。但其脫硫的穩定性容易受到環境溫度的影響。

硫化物氧化菌主要分為三類：絲狀硫細菌、光合硫細菌和無色硫細菌，大部分屬于化能自養型。其中硫桿菌屬是土壤和自然水體中最常見的一種無色硫細菌，一般為無芽孢的短桿菌，革蘭氏陰性，端生鞭毛，能將硫化物氧化成單質硫或硫酸鹽，或將硫代硫酸鹽氧化為硫酸鹽。迄今為止，人們已經證實硫桿菌屬有8種：氧化硫硫桿菌，排硫硫桿菌，脫氮硫桿菌，氧化亞鐵硫桿菌，那不勒斯硫桿菌，新型硫桿菌，中間硫桿菌和代謝不全硫桿菌。其中前4種在硫酸鹽廢水處理研究中應用最為廣泛。

喜溫嗜酸硫桿菌(Acidithiobacillus caldus)是嗜酸硫桿菌屬(Acidithiobacillus)中惟一的適度嗜熱菌，嗜酸好氧，是一種化能自養的革蘭氏陰性菌，以硫或還原性的硫化物為能量來源，以空氣中的 CO₂為碳源，并吸收氮、磷等無機營養物質合成菌體細胞，一般會將硫粉、HS^-和 H₂S氧化H₂SO₄。