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沼气生物脱硫关键技术研究及工程示范项目可行性立项申报材料.doc
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沼气生物脱硫关键技术研究及工程示范项目可行性立项申报材料 的技术原理和工程共性技术，破解生物脱硫技术瓶颈，实现知识产权自主化。（）为沼气清洁利用提供技术支撑，推动节能减排工作沼气（特别是工业沼气）中含有浓度较高的HS，致使沼气具有高毒性和强腐蚀性，在沼气利用过程中，包括沼气燃烧和沼气发电，管道和发电装臵容易腐蚀，导致设备更换频繁，降低了沼气的利用效率；另一方面，高硫沼气在利用过程中会产生大量的SOx气体，而采用传统脱硫工艺（如氧化铁脱硫工艺）的沼气脱硫工程，二次污染也很严重，这均给日益脆弱的生态环境造成严重影响。通过本项目的实施，可为沼气的清洁利用提供技术支撑，提高了沼气的利用效率，减少二次污染，而且产物单质硫还可实现资源化，这些均是落实―节能减排‖工作的重要举措。（）减少企业废气污染，保障废气稳定达标排放随着日益严格的工业废气排放标准的推行，企业将不得不面对工业废气中HS和SO污染问题，相关废气指标的超标排放将严重影响企业的正常生产和未来发展。通过本项目的顺利实施，实现了企业沼气的清洁利用，保障了废气的稳定达标排放，同时在当前污染物排放实行总量控制的形势下，也为企业的未来发展拓展了一定空间。二、国内外研究现状和发展趋势沼气生物脱硫是世纪年代发展起来的新技术，在国外已得到了广泛研究，在应用方面也取得了很大进展，但其核心技术仍掌握在国外少数跨国公司手中。目前沼气生物脱硫技术研发的重点为高效脱硫微生物及菌群研究、稳定及高效的生物脱硫过程控制技术研究、生物脱硫工程化应用研究等。高效脱硫微生物及菌群研究生物脱硫过程主要依靠脱硫菌及菌群的代谢活动，所以高效脱硫微生物及菌群的筛选、构建及其代谢机理就成为了该领域的研究热点。脱硫细菌主要分为光能自养菌和化能自养菌，目前，国内外在脱硫微生物及其代谢机理方面的研究主要有：光能自养菌的研究。紫色硫菌科和绿色硫菌科是常用的光能自养型脱硫菌。Henshaw等在连续振荡反应器（CSTR）中研究了栖泥绿菌对HS废气的处理效果，结果表明，栖泥绿菌具有良好的脱硫性能，当进气HS负荷为mg/(L&;h)时，HS可完全转化为单质硫，而当进气HS负荷高达mg/(L&;h)时，仍可实现实现%的单质硫得率。Syed和Henshaw的研究也得到相似的结果，不同的是进气HS负荷达到mg/(L&;h)。在机理研究方面，早在年，VanNiel提出了光能自养菌的脱硫反应路径：OH)OCH(SCOSHnnnnn???????光能()O)(CHHnSOOHCOSHnnnnn??????????光能()在此基础上，Madigan和Martinko提出了光能自养菌降解硫化物的二步反应机理，第一步通过光生化反应将光能转化为化学能（三磷酸腺苷ATP）储存在细菌体内；第二步是在细胞内进行，通常称暗反应，首先硫化物的释放电子，然后通过NAD+—NADH电子链传递交由CO，最后利用ATP将CO转化为细胞物质。在这一过程中硫化物一般被氧化为硫磺和硫酸盐。尽管有关光能自养脱硫菌的研究已逾年，但仍有诸多问题有待解决。脱硫反应需要光能，当反应生成单质硫会降低体系的透光度，导致活性急剧下降；反应生成的单质硫大部分分布在细胞内，难以分离。对于沼气中HS的生物降解，由于CO的含量较高，常常会导致HS的彻底氧化，反应条件难以控制。化能自养菌的研究。目前，国内外研究的化能自养型脱硫菌主要包括脱氮硫杆菌、嗜酸氧化硫杆菌、排硫杆菌以及混合菌种。Sublette和Sylvester在小型反应器中研究了脱氮硫杆菌降解HS废气的效果，当HS进气负荷为_mmolHS/(h&;gbiomass)时，HS的去除率可达%，反应产物主要为硫酸盐。Ongcharit和Lee等在CSTR和固定式鼓泡反应器中的研究也支持以上结论。Duan等利用嗜酸氧化硫硫杆菌在生物滴滤床反应器降解HS，反应温度保持在_℃，结果表明HS的最大处理能力为g/m&;h，在此负荷下处理效率为%，反应产物大部分为硫酸盐，少量为单质硫。Cheng等研究新型硫杆菌(Tnovellus)发现，其脱硫效率可达%，产物中硫酸盐占%，亚硫酸盐占%，仅少部分转化为单质硫。化能自养菌的脱硫机理研究较多。化能自养菌大部分以氧气为电子受体，氧化硫化氢将其转变为硫酸盐或元素硫，不同的细菌其电子受体也有所不同。有氧气存在时除硫反应按照反应式()进行；氧气不足时最终产物为单质硫；硫化物不足时产物多为硫酸盐。molKJHO/GOSHS_?????????()molKJHO/GSOHS__?????????()工程脱硫菌及菌群研究。为了提高光能自养菌的活性和产硫效率，其工程化改造也成为一个研究热点。Borkenstein和Fischer采用人工变异方法改造着色菌，成功的将HS反应进程限制在产硫阶段，试验采用分批培养，碳源为苹果酸盐和醋酸盐，HS的最大降解率可达μM/h。Visser等利用人工改良硫杆菌（spW），在生物滤池反应器中研究了其对HS废气的脱硫效果，结果表明，当HS负荷为mmol/(L&;h)时，仍可达到%以上的降解率，且降解产物%以上为单质硫。脱硫菌群的研究也是一大热点。Huang等利用硫杆菌和聚磷菌混合降解HS，当反应温度保持在_℃，进气流量为L/h，HS浓度为ppm时，反应器仍保持%的降解率，反应产物主要为硫酸盐。Chung等在生物过滤器中共同固定恶臭假单胞菌（CH）和氧化节杆菌（CH）去除HS，在浓度为(~)&;_之间去除效率高达%，但浓度太高会抑制反应，反应产物为硫酸盐。目前，最具代表性的化能自养脱硫菌群当属Shell–Paques工艺所用微生物，其主要为硫杆菌系列，但细菌和菌群的具体构成仍为保密内容，其代谢产物主要为可分离的单质硫。目前国内在生物脱硫方面的研究基础较薄弱，对各类脱硫细菌的生化性能、菌群优化构建等研究较少，这在一定程度上严重限制了我国生物脱硫技术的发展。生物脱硫过程控制技术研究生物脱硫的主要反应产物为单质硫和硫酸盐，由于硫酸盐对于脱硫微生物具有很强的生物毒性，若反应产物主要为硫酸盐，则不仅会降低单质硫的产率，也会进一步影响脱硫保信用企业、浙江省绿色企业，同时又是纳税大户。到年底，单位A净资产亿元，销售收入亿元。单位A高度重视环保工作。单位加强清洁生产工艺的实施，加快引进国内外的新技术，使吨纸的废水排放量达到国际先进水平（&m/吨），同时配套建设了处理规模为万m/d的造纸废水处理设施。目前，已经安排万元作为本项目的示范工程建设资金。单位B现有工作基础单位B在工业废水和生活污水的生物处理技术、柴油和工业废气的生物脱硫技术、水资源和水环境保护、有机废弃物资源化、污染水环境的生态和生物修复等方面进行了大量的研究，完成―‖二级课题项目、国家基金重点项目、国际合作重大项目、省基金项目等余个涉及脱硫的科研课题，积累了与本项目有关的大量资料和丰富的研究经验，并且拥有一大批具有应用价值的实用技术。同时，单位B拥有一支科研经验丰富的专家队伍，硬件设施齐全，这些均为本项目的顺利开展提供了保障。第二部分：经费概算本项目预计共投入研发经费万元，其中申请财政拨款万元，企业自筹研发经费万元，地方部门配套万元。示范工程建设费用由企业自主承担，预计万元。年度资金使用计划如下：使用时间使用金额资金来源～万元自筹+科技拨款～万元自筹+科技拨款一、经费概算列表项目名称：沼气生物脱硫关键技术研究及工程示范金额单位：万元序号概算科目名称合计省财政拨款经费地方部门配套经费自筹经费（）（）（）（）（）一、经费支出（合计）、设备费()购臵设备费()试制设备费()设备租赁费、材料费、测试化验加工费、燃料动力费、差旅费、会议费、合作、协作研究与交流费、出版/文献/信息传播/知识产权事务费、人员劳务费、专家咨询费、管理费、其他开支二、经费来源(合计)、申请省财政经费、地方、部门配套拨款、自筹经费（）单位自有货币资金（）其他资金省财政科技经费拨付进度申请第年第年第年金额比例（％）二、经费概算说明承担单位和相关部门承诺的支撑条件说明：本项目预算资金万元，其中企业自筹万元，向省科技厅申请拨款万元，地方政府配套万元，示范工程建设费用由示范单位自主承担。项目主持单位的自筹能力强，鉴于项目的成果将会带来较大的社会效益和经济效益，企业将全力推进该项目的实施，落实项目所需的研发资金。资金支出的主要用途：主要对省厅拨款资金（万元）的用途作详细说明。（）设备费设备费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于各关键技术开发中的小试和中试平台构建和相关设备购臵。其中购臵设备万元，试制设备费万元，租赁费无，购臵设备清单见附表：《拟新购臵设备清单》。（）材料费材料费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于购臵实验过程中的低值易耗品、化学试剂、大型设备和仪器的耗材等。（）测试化验加工费测试化验加工费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于支付课题研究开发过程中支付给外单位（包括课题承担单位内部独立经济核算单位）的检验、测试、化验及加工等费用。（）燃料动力费燃料动力费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于支付在课题研究开发过程中相关大型仪器设备、专用科学装臵等运行发生的可以单独计量的水、电、气、燃料消耗费用等。（）差旅费差旅费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于支付在课题研究开发过程中开展科学实验（试验）、科学考察、业务调研、学术交流等所发生的外埠差旅费、市内交通费用等。（）会议费会议费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于支付项目执行过程中召开的技术审查会、信息咨询会、技术论证会及验收会发生的费用。（）合作、协作研究与交流费合作、协作研究与交流费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于支付在课题研究开发过程中课题研究人员出国调研及国内外专家交流的费用。（）出版/文献/信息传播/知识产权事务费出版/文献/信息传播/知识产权事务费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于支付在项目执行过程中产生的出版费、专利申请费/授权费、文献检索费、网络费等。（）人员劳务费人员劳务费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于在课题研究开发过程中支付给课题组成员中没有工资性收入的在校研究生和课题组临时聘用人员等的劳务性费用。（）专家咨询费专家咨询费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于支付项目执行过程中聘请行业专家的费用。（）管理费用管理费预算共计万元，占项目预算总额的%，主要用于在课题研究开发过程中对使用本单位现有仪器设备及房屋，日常水、电、气、暖消耗，以及其他有关管理费用的补助支出，由经费管理单位按照国家有关规定收取。（）其他费用无。对其他来源经费进行说明企业自筹万元，全部用于示范工程建设，包括基建、设备购臵等；地方政府配套万元，主要用于购臵和自制中试设备。附表：拟新购置设备清单金额单位：万元名称数量单价金额资金来源用途说明气泵省厅拨款用于生物脱硫单元曝气等用途硫分离小试设备省厅拨款用于系统硫循环的小试研究水泵省厅拨款用于系统中的液体传输流量计省厅拨款对系统中各水路进行计量生物脱硫小试反应器省厅拨款用于生物脱硫技术的小试研究生物脱硫中试系统监测、监控设备省厅拨款用于监测和监控系统的反应进程合计_目录第一部分：项目可行性研究报告一、项目的背景和意义项目背景项目意义二、国内外研究现状和发展趋势高效脱硫微生物及菌群研究生物脱硫过程控制技术研究生物脱硫工程化应用研究三、项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点主要研究开发内容关键技术主要创新点四、项目预期目标主要技术指标主要经济指标社会效益项目技术应用和产业化前景五、项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解项目实施方案技术路线组织方式课题分解六、计划进度安排七、现有工作基础和条件核准通过，归档资料。未经允许，请勿外传！第二部分：经费概算一、经费概算列表二、经费概算说明承担单位和相关部门承诺的支撑条件说明：资金支出的主要用途：对其他来源经费进行说明附表：拟新购置设备清单第一部分：项目可行性研究报告一、项目的背景和意义项目背景随着我国经济的快速发展和工业化、城镇化进程的加快，能源需求不断增长，而传统的化石能源储量有限，时刻面临着枯竭的风险，因此加快新能源的开发和利用，构建多元的能源供应体系，已成为保障我国社会经济发展的迫切需要。近年来，生物质能作为一种可再生能源受到了世界各国的广泛关注。预计到年，全球总能耗将有%来自生物质能源。我国拥有丰富的生物质能资源，其理论产量达亿吨/年左右，折合理论资源为亿标准煤，相当于我国目前年总能耗的倍以上。我国现阶段可开发的生物质能资源总量约亿吨标准煤，主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。因此，大力推进生物质能开发利用，不仅可以―变废为宝‖，缓解我国能源紧缺的局面，而且可以减少化石能源利用造成的环境问题，具有重大的战略意义和现实价值。近年来，国家高度重视生物质能源利用，陆续出台了多项政策和措施。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》明确将包括生物质能在内的可再生能源低成本规模技术列为能源重点领域的优先发展主题，最近的四个国家五年计划已连续将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目。年月日，我国正式颁布了《可再生能源法》，并陆续出台了相应的配套措施，这表明我国已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位，并在政策上给予了巨大优惠支持。因此，我国生物质能发展和投资前景极为广阔。沼气技术是我国发展最早、得到普遍推广的生物质能源利用技术。根据我国《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标，到年，沼气年利用量达到亿m；到年，沼气年利用量达到亿m。在最近的连续三个五年计划中，国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目，计划实施一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程，可见沼气利用在我国生物质能利用中占有重要地位。沼气脱硫技术作为生物质沼气利用过程中的一项关键技术，受到国内外研究机构和学者的广泛关注和深入研究。目前沼气脱硫技术主要分为三类：物理法、化学法和生物法。较典型的物理法为活性炭吸附，该法对于低硫量沼气的处理效果较好，但吸附剂再生困难，成本较高；化学法脱硫是应用较多的沼气脱硫技术，可以分为碱吸收、化学吸附、化学氧化和高温热氧化等几种。物理法和化学发工艺简单、脱硫效果好，但在运行过程中需消耗大量化学药剂或较高能耗，且反应过程较难控制，容易造成二次污染；生物法脱硫法基本原理是利用硫杆菌类微生物，在微氧条件下将硫化氢（HS）或含硫化合物氧化为单质硫和硫酸盐，与物理法、化学法相比，生物脱硫技术具有操作简单、维护费用和能耗低、产物可资源化等优点，是世纪最具应用前景的沼气脱硫技术。近二十年来，沼气生物脱硫技术在国内外都有许多理论研究，但核心技术均掌握在国外少数几个研究机构手中。国内研究起步较晚，虽开展了大量工作，积累了一定经验，但仍未开发出成熟的、可工程化的工艺，主要技术难点是：（）脱硫反应难以控制，产硫率低。由于微生物的分解作用，硫可转化为硫磺或者硫酸盐，过程主要受溶解氧、pH以及营养盐等多因素影响，过程控制复杂。（）脱硫稳定性较差。当脱硫产物为硫酸盐时，会造成系统循环液盐度增高，从而抑制脱硫菌的生长，导致脱硫效果下降，因而需要频繁更换脱硫液，增加了运行成本。当脱硫产物为硫磺时，细颗粒的硫磺会附着在微生物表面，且脱附困难，造成脱硫效果的下降。（）硫磺和微生物分离困难。由于生物脱硫产生的硫磺颗粒细小，而且与生物污泥混合，生成硫浆，传统的沉淀分离方法很难实现。由以上分析可知，要实现沼气生物脱硫技术的知识产权自主化和工程化应用，推动我国沼气利用技术的科技创新，迫切需要相关的科技支撑。单位A是一家以造纸为龙头，集热电、包装为一体的现代化企业，该企业十分重视环境污染治理，近年来投资万元，建成了日处理m的造纸废水处理工程，工艺采用先进的厌氧_好氧处理技术。其中厌氧工艺产生约m/d的沼气，目前该沼气直接排放，不仅污染了周围环境，而且造成了生物质能的巨大浪费，为此，公司欲引进沼气发电实施，对造纸废水厌氧处理过程中产生的生物质能进行充分利用。要实现沼气发电综合利用，其中的关键技术是沼气脱硫，因此本项目可为该工程的实施作技术支撑，同时该工程也可为本项目的顺利开展提供有力保障。项目意义根据上述立项背景，并结合我省的实际情况和技术需求，单位A确定联合单位B，以校企合作的方式，共同进行《沼气生物脱硫关键技术研究及示范》课题的研究。本项目旨在攻克生物脱硫工艺的系列关键技术，实现沼气的清洁利用，具有十分重要的意义。（）破解生物脱硫技术瓶颈，实现知识产权自主化生物脱硫技术应用范围较广，不仅可用于沼气脱硫，在天然气和工业废气处理领域也有广泛的市场前景。通过本项目的实施，在引进、消化和吸收国外先进技术的基础上，结合已有研究工作，针对生物脱硫工艺中的重点和难点，深入研究相关的技术原理和工程共性技术，破解生物脱硫技术瓶颈，实现知识产权自主化。（）为沼气清洁利用提供技术支撑，推动节能减排工作沼气（特别是工业沼气）中含有浓度较高的HS，致使沼气具有高毒性和强腐蚀性，在沼气利用过程中，包括沼气燃烧和沼气发电，管道和发电装臵容易腐蚀，导致设备更换频繁，降低了沼气的利用效率；另一方面，高硫沼气在利用过程中会产生大量的SOx气体，而采用传统脱硫工艺（如氧化铁脱硫工艺）的沼气脱硫工程，二次污染也很严重，这均给日益脆弱的生态环境造成严重影响。通过本项目的实施，可为沼气的清洁利用提供技术支撑，提高了沼气的利用效率，减少二次污染，而且产物单质硫还可实现资源化，这些均是落实―节能减排‖工作的重要举措。（）减少企业废气污染，保障废气稳定达标排放随着日益严格的工业废气排放标准的推行，企业将不得不面对工业废气中HS和SO污染问题，相关废气指标的超标排放将严重影响企业的正常生产和未来发展。通过本项目的顺利实施，实现了企业沼气的清洁利用，保障了废气的稳定达标排放，同时在当前污染物排放实行总量控制的形势下，也为企业的未来发展拓展了一定空间。二、国内外研究现状和发展趋势沼气生物脱硫是世纪年代发展起来的新技术，在国外已得到了广泛研究，在应用方面也取得了很大进展，但其核心技术仍掌握在国外少数跨国公司手中。目前沼气生物脱硫技术研发的重点为高效脱硫微生物及菌群研究、稳定及高效的生物脱硫过程控制技术研究、生物脱硫工程化应用研究等。高效脱硫微生物及菌群研究生物脱硫过程主要依靠脱硫菌及菌群的代谢活动，所以高效脱硫微生物及菌群的筛选、构建及其代谢机理就成为了该领域的研究热点。脱硫细菌主要分为光能自养菌和化能自养菌，目前，国内外在脱硫微生物及其代谢机理方面的研究主要有：光能自养菌的研究。紫色硫菌科和绿色硫菌科是常用的光能自养型脱硫菌。Henshaw等在连续振荡反应器（CSTR）中研究了栖泥绿菌对HS废气的处理效果，结果表明，栖泥绿菌具有良好的脱硫性能，当进气HS负荷为mg/(L&;h)时，HS可完全转化为单质硫，而当进气HS负荷高达mg/(L&;h)时，仍可实现实现%的单质硫得率。Syed和Henshaw的研究也得到相似的结果，不同的是进气HS负荷达到mg/(L&;h)。在机理研究方面，早在年，VanNiel提出了光能自养菌的脱硫反应路径：OH)OCH(SCOSHnnnnn???????光能()O)(CHHnSOOHCOSHnnnnn??????????光能()在此基础上，Madigan和Martinko提出了光能自养菌降解硫化物的二步反应机理，第一步通过光生化反应将光能转化为化学能（三磷酸腺苷ATP）储存在细菌体内；第二步是在细胞内进行，通常称暗反应，首先硫化物的释放电子，然后通过NAD+—NADH电子链传递交由CO，最后利用ATP将CO转化为细胞物质。在这一过程中硫化物一般被氧化为硫磺和硫酸盐。尽管有关光能自养脱硫菌的研究已逾年，但仍有诸多问题有待解决。脱硫反应需要光能，当反应生成单质硫会降低体系的透光度，导致活性急剧下降；反应生成的单质硫大部分分布在细胞内，难以分离。对于沼气中HS的生物降解，由于CO的含量较高，常常会导致HS的彻底氧化，反应条件难以控制。化能自养菌的研究。目前，国内外研究的化能自养型脱硫菌主要包括脱氮硫杆菌、嗜酸氧化硫杆菌、排硫杆菌以及混合菌种。Sublette和Sylvester在小型反应器中研究了脱氮硫杆菌降解HS废气的效果，当HS进气负荷为_mmolHS/(h&;gbiomass)时，HS的去除率可达%，反应产物主要为硫酸盐。Ongcharit和Lee等在CSTR和固定式鼓泡反应器中的研究也支持以上结论。Duan等利用嗜酸氧化硫硫杆菌在生物滴滤床反应器降解HS，反应温度保持在_℃，结果表明HS的最大处理能力为g/m&;h，在此负荷下处理效率为%，反应产物大部分为硫酸盐，少量为单质硫。Cheng等研究新型硫杆菌(Tnovellus)发现，其脱硫效率可达%，产的技术原理和工程共性技术，破解生物脱硫技术瓶颈，实现知识产权自主化。（）为沼气清洁利用提供技术支撑，推动节能减排工作沼气（特别是工业沼气）中含有浓度较高的HS，致使沼气具有高毒性和强腐蚀性，在沼气利用过程中，包括沼气燃烧和沼气发电，管道和发电装臵容易腐蚀，导致设备更换频繁，降低了沼气的利用效率；另一方面，高硫沼气在利用过程中会产生大量的SOx气体，而采用传统脱硫工艺（如氧化铁脱硫工艺）的沼气脱硫工程，二次污染也很严重，这均给日益脆弱的生态环境造成严重影响。通过本项目的实施，可为沼气的清洁利用提供技术支撑，提高了沼气的利用效率，减少二次污染，而且产物单质硫还可实现资源化，这些均是落实―节能减排‖工作的重要举措。（）减少企业废气污染，保障废气稳定达标排放随着日益严格的工业废气排放标准的推行，企业将不得不面对工业废气中HS和SO污染问题，相关废气指标的超标排放将严重影响企业的正常生产和未来发展。通过本项目的顺利实施，实现了企业沼气的清洁利用，保障了废气的稳定达标排放，同时在当前污染物排放实行总量控制的形势下，也为企业的未来发展拓展了一定空间。二、国内外研究现状和发展趋势沼气生物脱硫是世纪年代发展起来的新技术，在国外已得到了广泛研究，在应用方面也取得了很大进展，但其核心技术仍掌握在国外少数跨国公司手中。目前沼气生物脱硫技术研发的重点为高效脱硫微生物及菌群研究、稳定及高效的生物脱硫过程控制技术研究、生物脱硫工程化应用研究等。高效脱硫微生物及菌群研究生物脱硫过程主要依靠脱硫菌及菌群的代谢活动，所以高效脱硫微生物及菌群的筛选、构建及其代谢机理就成为了该领域的研究热点。脱硫细菌主要分为光能自养菌和化能自养菌，目前，国内外在脱硫微生物及其代谢机理方面的研究主要有：光能自养菌的研究。紫色硫菌科和绿色硫菌科是常用的光能自养型脱硫菌。Henshaw等在连续振荡反应器（CSTR）中研究了栖泥绿菌对HS废气的处理效果，结果表明，栖泥绿菌具有良好的脱硫性能，当进气HS负荷为mg/(L&;h)时，HS可完全转化为单质硫，而当进气HS负荷高达mg/(L&;h)时，仍可实现实现%的单质硫得率。Syed和Henshaw的研究也得到相似的结果，不同的是进气HS负荷达到mg/(L&;h)。在机理研究方面，早在年，VanNiel提出了光能自养菌的脱硫反应路径：OH)OCH(SCOSHnnnnn???????光能()O)(CHHnSOOHCOSHnnnnn??????????光能()在此基础上，Madigan和Martinko提出了光能自养菌降解硫化物的二步反应机理，第一步通过光生化反应将光能转化为化学能（三磷酸腺苷ATP）储存在细菌体内；第二步是在细胞内进行，通常称暗反应，首先硫化物的释放电子，然后通过NAD+—NADH电子链传递交由CO，最后利用ATP将CO转化为细胞物质。在这一过程中硫化物一般被氧化为硫磺和硫酸盐。尽管有关光能自养脱硫菌的研究已逾年，但仍有诸多问题有待解决。脱硫反应需要光能，当反应生成单质硫会降低体系的透光度，导致活性急剧下降；反应生成的单质硫大部分分布在细胞内，难以分离。对于沼气中HS的生物降解，由于CO的含量较高，常常会导致HS的彻底氧化，反应条件难以控制。化能自养菌的研究。目前，国内外研究的化能自养型脱硫菌主要包括脱氮硫杆菌、嗜酸氧化硫杆菌、排硫杆菌以及混合菌种。Sublette和Sylvester在小型反应器中研究了脱氮硫杆菌降解HS废气的效果，当HS进气负荷为_mmolHS/(h&;gbiomass)时，HS的去除率可达%，反应产物主要为硫酸盐。Ongcharit和Lee等在CSTR和固定式鼓泡反应器中的研究也支持以上结论。Duan等利用嗜酸氧化硫硫杆菌在生物滴滤床反应器降解HS，反应温度保持在_℃，结果表明HS的最大处理能力为g/m&;h，在此负荷下处理效率为%，反应产物大部分为硫酸盐，少量为单质硫。Cheng等研究新型硫杆菌(Tnovellus)发现，其脱硫效率可达%，产物中硫酸盐占%，亚硫酸盐占%，仅少部分转化为单质硫。化能自养菌的脱硫机理研究较多。化能自养菌大部分以氧气为电子受体，氧化硫化氢将其转变为硫酸盐或元素硫，不同的细菌其电子受体也有所不同。有氧气存在时除硫反应按照反应式()进行；氧气不足时最终产物为单质硫；硫化物不足时产物多为硫酸盐。molKJHO/GOSHS_?????????()molKJHO/GSOHS__?????????()工程脱硫菌及菌群研究。为了提高光能自养菌的活性和产硫效率，其工程化改造也成为一个研究热点。Borkenstein和Fischer采用人工变异方法改造着色菌，成功的将HS反应进程限制在产硫阶段，试验采用分批培养，碳源为苹果酸盐和醋酸盐，HS的最大降解率可达μM/h。Visser等利用人工改良硫杆菌（spW），在生物滤池反应器中研究了其对HS废气的脱硫效果，结果表明，当HS负荷为mmol/(L&;h)时，仍可达到%以上的降解率，且降解产物%以上为单质硫。脱硫菌群的研究也是一大热点。Huang等利用硫杆菌和聚磷菌混合降解HS，当反应温度保持在_℃，进气流量为L/h，HS浓度为ppm时，反应器仍保持%的降解率，反应产物主要为硫酸盐。Chung等在生物过滤器中共同固定恶臭假单胞菌（CH）和氧化节杆菌（CH）去除HS，在浓度为(~)&;_之间去除效率高达%，但浓度太高会抑制反应，反应产物为硫酸盐。目前，最具代表性的化能自养脱硫菌群当属Shell–Paques工艺所用微生物，其主要为硫杆菌系列，但细菌和菌群的具体构成仍为保密内容，其代谢产物主要为可分离的单质硫。目前国内在生物脱硫方面的研究基础较薄弱，对各类脱硫细菌的生化性能、菌群优化构建等研究较少，这在一定程度上严重限制了我国生物脱硫技术的发展。生物脱硫过程控制技术研究生物脱硫的主要反应产物为单质硫和硫酸盐，由于硫酸盐对于脱硫微生物具有很强的生物毒性，若反应产物主要为硫酸盐，则不仅会降低单质硫的产率，也会进一步影响脱硫 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