细菌脱硫(Bacterial desulfurization)又称生物浸硫法,即利用嗜硫杆菌能够加速黄铁矿氧化而达到脱硫的过程。脱硫速度与供氧量、水量、水质、温度和酸碱度有关,与黄铁矿的粒度、晶体亦有关。
细菌脱硫(Bacterial desulfurization)又称生物浸硫法,即利用嗜硫杆菌能够加速黄铁矿氧化而达到脱硫的过程。脱硫速度与供氧量、水量、水质、温度和酸碱度有关,与黄铁矿的粒度、晶体亦有关。
早在20世纪40年代末、50年代初人们就已从酸性煤矿废水中分离得到了氧化亚铁硫杆菌,并发现煤中二硫化铁的氧化与嗜酸的铁、硫氧化细菌有关;
2、0世纪五六十年代实验室的研究显示,天然煤矿废水中的细菌或人工培养的氧化亚铁硫杆菌都可加速煤中二硫化铁的氧化;
2、0世纪70年代后,环境污染的日益严重和由此产生的环境保护政策进一步刺激了对细菌煤脱硫技术的研究。Capes等人报道了较大规模的细菌脱硫,将原煤的硫含量从6.1%降至2.1%。Dugan和Apel对这方面的研究进展作了评论。他们用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌共同处理,取得了4-5 d内脱除97%无机硫的效果,并发现煤颗粒越小,脱硫效果越好。Detz和Brinchak比较全面地论述了细菌煤脱硫的理论、方法和可行性,认为这是一种工业上、经济上可行,有实用意义的方法。该工艺不仅成本低,脱硫净度高,而且还可以回收硫化物作为生产别的硫化物产品的原料,深受欢迎。
嗜硫杆菌生长在酸性环境中,最适宜的生长条件为温度308 K,pH值2~3。通常认为,黄铁矿氧化过程的第一步是纯化学性的,即细菌没有参与作用,其反应式为:
2FeS2+2H2O+7O2=2FeSO4+2H2SO4
由上述反应获得的硫酸亚铁和硫酸,被亚铁氧化硫代杆菌所利用,它们将亚铁离子氧化成三价铁离子,即
4FeSO4+O2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
三价硫酸铁可与黄铁矿再起作用,使黄铁矿的氧化作用继续进行下去。硫代氧化硫代杆菌在黄铁矿氧化过程中的作用是氧化元素硫,使其成为硫酸,即:
2S+3O2+2H2O=4H+2SO4
这种硫酸可以在亚铁氧化硫代杆菌作用下使亚铁离子很快氧化成三价铁离子。影响细菌脱硫速度的因素有供氧 量、水量、水质、温度和pH值,此外还与 黄铁矿的粒度和晶体结构有关。
(1)粉碎。
(2)FeS2氧化反应。将接种后的煤浆注入带有搅拌和通气的反应器,深20 m的反应器一般由数个串联而成,其数目取决于脱硫的周期。反应周期氧化亚铁硫杆菌需15-20 d,高温硫化叶菌需4-6 d。
(3)过滤。把处理过的煤浆真空过滤除去水分。
(4)中和沉淀。滤液加入石灰或石灰石以中和沉淀硫酸等,中和后含菌体和无机盐的液体送回再使用,此液的pH可以用石灰石加量来调节。
(5)水洗滤下的煤浆,最后根据煤矿产品或发电厂的不同要求做进一步处理。