沼气中硫化氢的处理与健康

沼气中硫化氢的处理与健康

沼气中硫化氢的处理与健康

摘要

随着新能源的开发，沼气成为一种新能源被广泛应用，但沼气中硫化氢的存在限制了沼气能源的推广。生物脱硫具有较高的硫化氢去除能力，对沼气工业化后处理部分具有指导意义对健康也有很大的意义。

关键词新能源沼气硫化氢生物脱硫健康

Abstract

along with the new energy's development, the methane becomes one kind of new energy widely to apply, but in the methane the hydrogen sulfide existence has limited the methane energy promotion. Biological desulphurization to have the high hydrogen sulfide elimination ability, has guiding sense to the methane industrialization post-processing part.

The key word new energy methane hydrogen sulfide Biological desulphurization health

沼气一般含甲烷50％～70％，含二氧化碳25％～40％，和少量的氮气、氢气、氨气和硫化氢、磷化氢等，具体取决于底物的有机物成分和消化的状态。例如：硫化氢在沼气成分中通常在沼气成分中通常仅占0.005％～0.08％，当污水中含有大量蛋白质或硫酸盐时,硫化氢的含量会达到1％；磷化氢在沼气成分中通常痕量存在,当有油麸、骨粉、棉籽饼、磷矿粉、动物尸体等含磷有机物时,含量会明显增高;当ph〈7时甲烷的产生会受到抑制;当温度从15℃ 25℃以下提高到35℃ 38℃时产气效率会成倍提高。

硫化氢是一种神经毒剂。亦为窒息性和刺激性气体。其毒作用的主要靶器是中枢神经系统和呼吸系统，亦可伴有心脏等多器官损害，对毒作用最敏感的组织是脑和粘膜接触部位。吸入的硫化氢进入血液分布至全身，与细胞内线粒体中的细胞色素氧化酶结合，使其失去传递电子的能力，造成细胞缺氧。硫化氢还可能与体内谷胱甘肽中的巯基结合，使谷胱甘肽失活，影响生物氧化过程，加重了组织缺氧。高浓度（1000mg/m3以上）硫化氢，主要通过对嗅神经、呼吸道及颈动脉窦和主动脉体的化学感受器的直接刺激，传入中枢神经系统，先是兴奋，迅即转入抑制，发生呼吸麻痹，以至于“电击样中毒”。硫化氢接触湿润粘膜，与液体中的钠离子反应生成硫化钠，对眼和呼吸道产生刺激和腐蚀，可致眼结膜炎，呼吸道炎症，甚至肺水肿。由于阻断细胞氧化过程，心肌缺氧，可发生弥漫性中毒性心肌病。

综上所述：所以硫化氢的处理刻不容缓。

生物脱硫，又称生物催化脱硫(简称BDS)，是一种在常温常压下利用需氧、厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术。BDS过程是以自然界产生的有氧细菌与有机硫化物发生氧化反应，选择性氧化使C-S键断裂，将硫原子氧化成硫酸盐或亚硫酸盐转入水相，而DBT的骨架结构氧化成羟基联苯留在油相，从而达到脱除硫化物的目的。

沼气中含有微量的硫化氢。它是一种强烈的神经毒物，其毒性与氰酸气体相当。沼气燃烧时，其中的硫化氢还会转化为腐蚀性很强的亚硫酸气雾，污染环目前，国内广泛采用的沼气脱硫工艺为氧化铁，这种方法应用广泛并且积累了很多经验境和腐蚀设备。因此，为了防止硫化氢造成的危害，在沼气利用之前必须要进行脱硫。目前，国内广泛采用的沼气脱硫工艺为氧化铁，这种方法应用广泛并且积累了很多经验[1，2]。但其主要缺点有投资大、脱硫成本高、再生困难以及造成二次污染等。近年来，沼气生物脱硫法作为一项新技术[3]，

具有处理效果好，设备简单，投资及运行费用低，安全性好，无二次污染，易于管理等优点，受到了广泛的关注。目前，在许多发达国家，生物脱硫技术和设备的开发已经实现了商品化[4]。在国内，生物脱硫去除废气的研究还处于起步阶段[5]。

生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法，三种系统均属开放系统，其微生物种群随环境改变而变化。在生物脱硫过程中，氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S然后再经生物氧化过程生成单质硫，才能去除。在大多数生物反应器中，微生物种类以细菌为主，真菌为次，极少有酵母菌。常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌，脱氮硫杆菌及排硫杆菌。最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌，其生长的最佳pH值为2.0～2.2。

生物脱硫的方法对沼气进行处理脱硫处理，主要利用无色硫细菌在适宜的温度，湿度和微氧条件下的作用将硫化氢氧化成单质硫或亚硫酸。生物脱硫分三个阶段：1，硫化氢气体溶解过程，即由气相转化成液相。2，溶解后的硫化氢被微生物吸收，转移到微生物体内。3，进入微生物细胞内的硫化氢作为营养物被微生物分解，转化和利用，从而达到去除硫化物的目的。其反应方程式：

2 H2S+O2---H2SO3

2H2S+O2---2S+2H2O

生物脱硫的特点

①不需催化剂和氧化剂(空气除外)。

②不需处理化学污泥。

③产生很少生物污染，低能耗，回收硫，效率高，无臭味。

④缺点是过程不易控制，条件要求苛刻等。

生物法通常包括：

生物膜法，固定化生物法

1，生物膜法：通常用吸收--生物膜膜型描述生物降解污染物质的机理。

2，固定化生物处理硫化氢是最近发展起来的微生物净化新技术，其净化效率偏高，操作维护方便，超负荷恢复时间短。该工艺过程涉及微生物驯化，凝胶固定化和废气处理是三个过程。

沼气中毒的预防

沼气窒息性中毒是完全可以预防的，办法是：

1. 在大出料时，要先敞开活动盖和进出料口，使池内空气流通，待贮气箱中残存沼气全部排出后，才能入池。

2. 进入沼气池前，一定要用鸡、鸭、兔等小动物装进笼中，放入池内，观察数分钟。如果动物出现窒息，应向池内通风，待动物正常，人再进入。

3. 下池的人员，要在胸部拴一根保险绳，池外设专人守护。如果下池人发生意外，池外可立即拉动保险绳，将人救出。严禁单人操作。

4. 下池可带手电筒照明，但严禁点火下池，或在池内点火柴、吸烟，以防止发生烧伤、火灾事故。

发生了窒息性中毒，应立即进行抢救。

采取的措施

1. 向池内继续通风。抢救人员要沉着冷静，动作迅速，切忌慌张和盲目下池，以免继续发生窒息中毒。同时要马上派人去请医生。

2. 迅速搭好梯子，抢救人员要拴上保险绳，入池前吸一口气（最好口内含胶管通气，胶管一端伸出池外），尽快把人救出池外，放在空气流通的地方，进行抢救并注意保暖。严禁围观。

3. 已经停止呼吸的病人，应作人工呼吸。如果心跳停止，应作胸外心脏按摩和对口呼吸，同时注射呼吸兴奋药物。出现痉挛的病人要注射镇定药物。并马上送医院进行抢救。

4. 若病人身上有粪渣，应先清洗面部，掏出嘴里粪渣，并抱住昏迷者了胸部，让头部下垂，把肚内粪液吐出，再进行抢救。

[1] 王睿，石冈，魏伟胜等.工业气体中H2S的脱除方法一发展现状与展望[J]. 天然气工业，1999, 19(3): 84-90.

[2] Kohl A L，Riesenfeld F C. Gas Purification(Fourth Edition)[M]. Houston Texas:Gulf Publishing Company，1985.

[3] 国外气体脱硫新技术[M]. 重庆：科学技术文献出版社重庆分社，1981.

[4] Franckwiak S，Nitschke E E . New gas treating process[A]. Hydroc. Proc[C], 1970，49(5):? 145-150.

[5] 朱世勇编. 环境与工业气体净化技术[M].北京:：化学工业出版社，2001.