沼氣中硫化氫的處理與健康.doc

沼氣中硫化氫的處理與健康 沼氣中硫化氫的處理與健康摘要隨著新能源的開發(fā)，沼氣成為一種新能源被廣泛應(yīng)用，但沼氣中硫化氫的存在限制了沼氣能源的推廣。生物脫硫具有較高的硫化氫去除能力，對沼氣工業(yè)化后處理部分具有指導(dǎo)意義對健康也有很大的意義。關(guān)鍵詞 新能源 沼氣 硫化氫 生物脫硫 健康A(chǔ)bstract along with the new energys 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沼氣一般含甲烷 5070 ，含 二氧化碳2540，和少量的氮氣、氫氣、氨氣和硫化氫、磷化氫等，具體取決于底物的有機物成分和消化的狀態(tài)。例如：硫化氫在沼氣成分中通常在沼氣成分中通常僅占0.0050.08，當污水中含有大量蛋白質(zhì)或硫酸鹽時,硫化氫的含量會達到1；磷化氫在沼氣成分中通常痕量存在,當有油麩、骨粉、棉籽餅、磷礦粉、動物尸體等含磷有機物時,含量會明顯增高;當ph7時甲烷的產(chǎn)生會受到抑制;當溫度從15 25以下提高到35 38時產(chǎn)氣效率會成倍提高。硫化氫是一種神經(jīng)毒劑。亦為窒息性和刺激性氣體。其毒作用的主要靶器是中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，亦可伴有心臟等多器官損害，對毒作用最敏感的組織是腦和粘膜接觸部位。吸入的硫化氫進入血液分布至全身，與細胞內(nèi)線粒體中的細胞色素氧化酶結(jié)合，使其失去傳遞電子的能力，造成細胞缺氧。硫化氫還可能與體內(nèi)谷胱甘肽中的巰基結(jié)合，使谷胱甘肽失活，影響生物氧化過程，加重了組織缺氧。高濃度（1000mg/m3以上）硫化氫，主要通過對嗅神經(jīng)、呼吸道及頸動脈竇和主動脈體的化學感受器的直接刺激，傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，先是興奮，迅即轉(zhuǎn)入抑制，發(fā)生呼吸麻痹，以至于“電擊樣中毒”。硫化氫接觸濕潤粘膜，與液體中的鈉離子反應(yīng)生成硫化鈉，對眼和呼吸道產(chǎn)生刺激和腐蝕，可致眼結(jié)膜炎，呼吸道炎癥，甚至肺水腫。由于阻斷細胞氧化過程，心肌缺氧，可發(fā)生彌漫性中毒性心肌病。 綜上所述：所以硫化氫的處理刻不容緩。生物脫硫，又稱生物催化脫硫(簡稱BDS)，是一種在常溫常壓下利用需氧、厭氧菌除去石油含硫雜環(huán)化合物中結(jié)合硫的一種新技術(shù)。BDS過程是以自然界產(chǎn)生的有氧細菌與有機硫化物發(fā)生氧化反應(yīng)，選擇性氧化使C-S鍵斷裂，將硫原子氧化成硫酸鹽或亞硫酸鹽轉(zhuǎn)入水相，而DBT的骨架結(jié)構(gòu)氧化成羥基聯(lián)苯留在油相，從而達到脫除硫化物的目的。沼氣中含有微量的硫化氫。它是一種強烈的神經(jīng)毒物，其毒性與氰酸氣體相當。沼氣燃燒時，其中的硫化氫還會轉(zhuǎn)化為腐蝕性很強的亞硫酸氣霧，污染環(huán)目前，國內(nèi)廣泛采用的沼氣脫硫工藝為氧化鐵，這種方法應(yīng)用廣泛并且積累了很多經(jīng)驗境和腐蝕設(shè)備。因此，為了防止硫化氫造成的危害，在沼氣利用之前必須要進行脫硫。目前，國內(nèi)廣泛采用的沼氣脫硫工藝為氧化鐵，這種方法應(yīng)用廣泛并且積累了很多經(jīng)驗1，2。但其主要缺點有投資大、脫硫成本高、再生困難以及造成二次污染等。近年來，沼氣生物脫硫法作為一項新技術(shù)3，具有處理效果好，設(shè)備簡單，投資及運行費用低，安全性好，無二次污染，易于管理等優(yōu)點，受到了廣泛的關(guān)注。目前，在許多發(fā)達國家，生物脫硫技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)已經(jīng)實現(xiàn)了商品化4。在國內(nèi)，生物脫硫去除廢氣的研究還處于起步階段5。生物脫硫技術(shù)包括生物過濾法、生物吸附法和生物滴濾法，三種系統(tǒng)均屬開放系統(tǒng)，其微生物種群隨環(huán)境改變而變化。在生物脫硫過程中，氧化態(tài)的含硫污染物必須先經(jīng)生物還原作用生成硫化物或H2S然后再經(jīng)生物氧化過程生成單質(zhì)硫，才能去除。在大多數(shù)生物反應(yīng)器中，微生物種類以細菌為主，真菌為次，極少有酵母菌。常用的細菌是硫桿菌屬的氧化亞鐵硫桿菌，脫氮硫桿菌及排硫桿菌。最成功的代表是氧化亞鐵硫桿菌，其生長的最佳pH值為2.02.2。生物脫硫的方法對沼氣進行處理脫硫處理，主要利用無色硫細菌在適宜的溫度，濕度和微氧條件下的作用將硫化氫氧化成單質(zhì)硫或亞硫酸。生物脫硫分三個階段：1，硫化氫氣體溶解過程，即由氣相轉(zhuǎn)化成液相。2，溶解后的硫化氫被微生物吸收，轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)。3，進入微生物細胞內(nèi)的硫化氫作為營養(yǎng)物被微生物分解，轉(zhuǎn)化和利用，從而達到去除硫化物的目的。其反應(yīng)方程式：2 H2S+O2-H2SO3 2 H2S+O2-2S+2H2O生物脫硫的特點不需催化劑和氧化劑(空氣除外)。 不需處理化學污泥。 產(chǎn)生很少生物污染，低能耗，回收硫，效率高，無臭味。 缺點是過程不易控制，條件要求苛刻等。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質(zhì)的機理。2， 固定化生物處理硫化氫是最近發(fā)展起來的微生物凈化新技術(shù)，其凈化效率偏高，操作維護方便，超負荷恢復(fù)時間短。該工藝過程涉及微生物馴化，凝膠固定化和廢氣處理是三個過程。沼氣中毒的預(yù)防沼氣窒息性中毒是完全可以預(yù)防的，辦法是： 1. 在大出料時，要先敞開活動蓋和進出料口，使池內(nèi)空氣流通，待貯氣箱中殘存沼氣全部排出后，才能入池。 2. 進入沼氣池前，一定要用雞、鴨、兔等小動物裝進籠中，放入池內(nèi)，觀察數(shù)分鐘。如果動物出現(xiàn)窒息，應(yīng)向池內(nèi)通風，待動物正常，人再進入。 3. 下池的人員，要在胸部拴一根保險繩，池外設(shè)專人守護。如果下池人發(fā)生意外，池外可立即拉動保險繩，將人救出。嚴禁單人操作。 4. 下池可帶手電筒照明，但嚴禁點火下池，或在池內(nèi)點火柴、吸煙，以防止發(fā)生燒傷、火災(zāi)事故。發(fā)生了窒息性中毒，應(yīng)立即進行搶救。采取的措施 1. 向池內(nèi)繼續(xù)通風。搶救人員要沉著冷靜，動作迅速，切忌慌張和盲目下池，以免繼續(xù)發(fā)生窒息中毒。同時要馬上派人去請醫(yī)生。 2. 迅速搭好梯子，搶救人員要拴上保險繩，入池前吸一口氣（最好口內(nèi)含膠管通氣，膠管一端伸出池外），盡快把人救出池外，放在空氣流通的地方，進行搶救并注意保暖。嚴禁圍觀。 3. 已經(jīng)停止呼吸的病人，應(yīng)作人工呼吸。如果心跳停止，應(yīng)作胸外心臟按摩和對口呼吸，同時注射呼吸興奮藥物。出現(xiàn)痙攣的病人要注射鎮(zhèn)定藥物。并馬上送醫(yī)院進行搶救。 4. 若病人身上有糞渣，應(yīng)先清洗面部，掏出嘴里糞渣，并抱住昏迷者了胸部，讓頭部下垂，把肚內(nèi)糞液吐出，再進行搶救。1 王 睿，石 岡，魏偉勝等.工業(yè)氣體中H2S的脫除方法一發(fā)展現(xiàn)狀與展望J. 天然氣工業(yè)，1999, 19(3): 84-90.2 Kohl A L，Riesenfeld F C. Gas Purification(Fourth Edition)M. Houston Texas:Gulf Publishing Company，1985.3 國外氣體脫硫