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摘 要

本文研究一种用于处理木薯酒精废水过程中投加含铁化合物原位脱硫剂的方法，分别以氯化铁、氯化亚铁、氢氧化铁以及三者不同比例的混合作为脱硫剂对沼气进行脱硫，比较脱硫效果以及沼气产量，并研究了含铁化合物对硫酸盐还原菌活性的影响。实验结果表明：含铁化合物对沼气中硫化氢的脱除有一定的效果，Fe(OH)₃、FeCl₂、FeCl₃这三种含铁化合物中，Fe(OH)₃的脱硫效果最佳，沼气中硫化氢含量从最高达1541.64 ppm脱除至1.32 ppm，硫化氢的脱除率达到99.9%。在投加混合含铁化合物的实验组中发现，投加两种或三种按不同比例混合含铁化合物的沼气中硫化氢的脱除效果要比投加单一的含铁化合物后产生的脱硫效果好，而其中按FeCl₂: Fe(OH)₃=3:1比例投加含铁化合物的厌氧反应器中，沼气中硫化氢的脱除效果最佳。含铁化合物的添加，对沼气产量没有太大影响，说明了对产甲烷菌的活性没有抑制作用，同时研究发现含铁化合物对硫酸盐还原菌的活性和还原能力有促进作用。含铁化合物作为原位脱硫剂，一方面能够影响硫酸盐还原菌的活性，从而减少了硫酸盐转化为硫化氢的可能，另一方面，含铁化合物能与厌氧生物反应器中产生的硫化氢反应，生成硫化物沉淀，沉淀可以从出料口排出，从而减少沼气中硫化氢的产生。

关键词：含铁化合物 原位脱硫剂 硫化氢 硫酸盐还原菌

Iron compounds as in situ gas desulfurizer

Abstract

In this paper, we studied a method for processing cassava alcohol wastewater by adding iron-containing compound as in situ gas desulfurizer. Respectively, ferric chloride, ferrous chloride, ferric hydroxide, and three different proportions mixed as a desulfurization agent for biogas desulfurization, and compared desulfurization and biogas production, and studied the effect of iron compounds on the activity of sulfate-reducing bacteria. The results showed that the iron-containing compound to hydrogen sulfide gas removal had some effects. In Fe(OH)₃、FeCl₂、FeCl₃ three iron compound, the desulfurization of Fe(OH)₃ was the best one. Hydrogen sulfide content in methane was removed from 1541.64 ppm to 1.32 ppm, and hydrogen sulfide removal rate was up to 99.9%. In the experimental group of adding a mixed iron-containing compound，the desulfurization of hydrogen sulfide in biogas which was added two or three mixed iron-containing compounds in different proportions was more better than adding a single iron-containing compounds. However, when adding mixed iron-containing compounds was FeCl₂ : Fe(OH)₃=3:1, the desulfurization effect was more pronounced. The adding of iron-containing compound had little impact on the biogas yield, indicating that the activity of methanogenic bacteria had no inhibition. Meantime, the study found iron-containing compound to the activity of sulfate-reducing bacteria can promote and restore capability. Iron-containing compound as a desulfurization agent in situ, on the one hand can affect the activity of sulfate-reducing bacteria, thereby reducing the possibility of sulfate into hydrogen sulfide. On the other hand, the reaction of hydrogen sulfide produced in anaerobic bioreactor and iron-containing compounds to produce sulfide precipitation, precipitation can be discharged from the discharge port and reduce the production of hydrogen sulfide in biogas.

Keywords: iron-containing compounds; situ desulfurization agent; hydrogen sulfide; sulfate-reducing bacteria

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文 献 综 述 1

1.1环境与能源问题 1

1.2 沼气发酵过程及操作条件 1

1.2.1发酵过程 1

1.2.2操作条件 1

1.3 硫化氢产生机理、性质以及危害 2

1.3.1硫化氢产生机理 2

1.3.2硫化氢性质 2

1.3.3硫化氢危害 2

1.4 硫化氢的脱除技术 3

1.4.1 湿法脱硫 3

1.4.2 干法脱硫 3

1.4.3 生物脱硫 3

1.4.4 原位脱硫 3

1.5研究目的和意义 4

第二章 实验器材和方法 5

2.1实验仪器及试剂 5

2.2实验装置 6

2.3实验原理 7

2.4实验方法 7

2.4.1 pH的测定 7

2.4.2化学需氧量（COD）浓度的测定 7

2.4.3 甲烷含量的测定 8

2.4.4硫化氢标准曲线测定 8

2.4.5硫化氢含量的测定 9

2.5实验内容 10

2.5.1含铁化合物去除沼气中硫化氢实验 10

2.5.2含铁化合物对硫酸盐还原菌活性的影响 10

第三章 结果与讨论 12

3.1 FeCl₂去除沼气中硫化氢的效果 12

3.2 FeCl₃去除沼气中硫化氢的效果 13

3.3 Fe(OH)₃去除沼气中硫化氢的效果 13

3.4混合含铁化合物去除沼气中硫化氢的效果 14

3.5含铁化合物对沼气产量的影响 15

3.6筛选纯硫酸盐还原菌菌株 16

3.7含铁化合物对硫酸盐还原菌(SRB)活性的影响 17

3.7.1 FeCl₃对SRB活性的影响 17

3.7.2 混合含铁化合物对SRB的活性影响 18

第四章 结论与展望 20

4.1结论 20

4.2展望 20

参考文献 22

致 谢 23

第一章 文 献 综 述

1.1环境与能源问题

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