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-+H2O
2 .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。

抗负荷能力强
H2S浓度100～50000ppm之间波动，对整个脱硫系统影响很小。

自动化程度高
通过PLC和在线监测仪表对关键参数监控，全自动运行，无劳动强度。

清洁卫生
整个生物脱硫工艺都在密闭的容器中完成，无恶臭气体、污水泄漏，现场环境清洁卫生。

3. 生物脱硫工艺的优势
以山东某厂沼气处理工艺设计为例，沼气处理量为4000m3/h，设计沼气的压力为3KPa，硫化氢浓度5000ppm，要求脱硫后沼气含硫化氢量的浓度不大于100ppm。

对各种脱硫工艺进行比较如下：
各种脱硫工艺比较
传统脱硫工艺生物脱硫工艺
脱硫工艺湿法+干法脱硫工艺干法脱硫工艺一体式生物脱硫分离式生物脱硫
（生物脱硫工艺）
设备投资90万元70万元170万元170万元
土建和管道30万元20万元30万元30万元
总投资120万元90万元200万元200万元
年运行成本270万元300万元45万元45万元
脱硫效率99% 85～95% 99.5% 99.5%
终产物大量废液、单质硫固体废弃物、单质硫大量0.5%稀硫酸单质硫
二次污染有，大量废液需二次处理有，固体废弃物污染有，大量稀硫酸难以处理无，单质硫直接回收利用运行稳定性稳定性一般不稳定，易堵塞稳定性一般很稳定
劳动强度中高很小或无很小或无
沼气热值不变不变引入空气降低沼气热值不变
3.1与传统脱硫工艺相比，生物脱硫工艺优势
生物脱硫工艺运行成本低
生物脱硫工艺虽前期一次性投入较大，但运行不需要添加昂贵的化学试剂，运行成本远低于传统脱硫工艺，经济效益十分可观。

生物脱硫工艺运行非常稳定
生物脱硫工艺生产的单质硫水溶性非常好，不会堵塞管道。

而传统干法脱硫工艺最大的弊端是经常性的堵塞。

生物脱硫工艺无二次污染
传统的湿法脱硫会产生大量的洗涤废水，产生二次污染；传统干法脱硫工艺产生大量固体废弃物，在回收再生时又会形成二次污染。

而生物脱硫工艺终产物
为单质硫，通过沉淀的方式直接回收利用，理论上无二次污染，实践中由于排硫
会带出很小部分洗涤液。

生物脱硫工艺劳动轻度极低
传统干法脱硫工艺需经常跟换脱硫剂，劳动强度大。

而生物脱硫工艺运行稳定，基本不需要设备维护。

3.2与一体式生物脱硫工艺相比，生物脱硫工艺优势
生物脱硫工艺无二次污染
一体式生物脱硫终产物为大量浓度约为0.5%的稀硫酸，产生二次污染，需做后续的稀酸处理，ph很低处理难度很大。

而生物脱硫工艺终产物为单质硫，不需做后续处理，直接回收利用。

生物脱硫工艺中沼气热值保持不变
一体式生物脱硫需引入外源空气，将沼气中的硫化氢氧化成硫酸，引进空气的同时，将大量的氮气混入到沼气中，降低了沼气中甲烷的浓度，既降低了沼气热值。

而生物脱硫工艺中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。

生物脱硫工艺控制系统简单
一体式生物脱硫需引入外源空气，沼气中会夹杂氧化剩余的氧气，为了防止氧气浓度过高造成爆炸，需增加检测仪器，控制氧气浓度，控制系统较为复杂。

而生物脱硫工艺不会向沼气中引入空气或氧气，不会存在这类问题，控制系统简单，另外在现有的生物脱硫工艺中，TS脱硫工艺运行最为稳定，无任何堵塞等现象出现。

4. 生物脱硫运行成本
生物脱硫工艺运行成本
名称数量价格价格/d
电耗45Kw/h 0.9元/Kw•h 972元
软化水10T/d 4元/T 40元
碱液（片碱）320kg/d 1300元/T 416元
营养液10～15L/d 12元/L 120～180元
总成本/d 1608元
日处理沼气量10万m3/d
沼气脱硫成本/m30.016元/ m3
副产品单质硫400kg 收益未计算。