1 SO₂污染及其控制方法

SO₂是大氣污染三大環境問題之一，主要來自燃燒過程和工業生產過程，燃料燃燒主要系指煤炭和石油的燃燒。據資料統計，全世界向大氣排放的SO₂中，約88%來自煤的燃燒和石油燃燒與精煉。至1995年中國的SO₂排放量已高達2370萬t，超過歐洲和美國居世界首位[1]。因此，控制燃煤SO₂的排放是我國控制SO₂污染的關鍵一環。一般將SO₂污(wu)染控(kong)制(zhi)(zhi)技術分為燃燒前(qian)脫(tuo)硫、燃燒中(zhong)(zhong)固硫和(he)煙(yan)氣脫(tuo)硫三大類。燃燒前(qian)脫(tuo)硫是(shi)(shi)在煤炭燃燒前(qian)就(jiu)脫(tuo)去煤中(zhong)(zhong)硫分，避免燃燒中(zhong)(zhong)硫的(de)(de)(de)形態(tai)改變，減少煙(yan)氣中(zhong)(zhong)硫的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)，減輕(qing)對尾部煙(yan)道(dao)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕，降低運行(xing)和(he)維護費(fei)用。燃燒中(zhong)(zhong)固硫是(shi)(shi)指在燃料或原料中(zhong)(zhong)加(jia)固硫劑(ji)使硫轉化成硫酸鹽進入廢渣中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)技術。其脫(tuo)硫效率受到溫度的(de)(de)(de)限(xian)制(zhi)(zhi)，而且(qie)固硫劑(ji)的(de)(de)(de)磨(mo)制(zhi)(zhi)過程中(zhong)(zhong)需(xu)要消耗大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)，燃燒后增加(jia)了(le)鍋爐(lu)的(de)(de)(de)排灰量(liang)(liang)[2]。

控制SO₂排放的方法主要是煙道氣脫硫或煙氣脫硫，是指對燃燒后產生的氣體進行脫硫。國外主要的煙氣脫硫技術有：濕法石灰石/石灰煙氣脫硫技術、噴霧干燥煙氣脫硫技術、吸收劑再生煙氣脫硫技術、爐內噴吸收劑/增濕活化煙氣脫硫工藝、海水煙氣脫硫技術和電子束煙氣脫硫技術。由于我國經濟和技術發展水平的限制，這些脫硫技術很少被采用。目前，一般采用的是濕法除塵一體化技術，脫硫劑大部分為石灰，由于無配套氧化設備，脫硫產物一般為亞硫酸鈣，有再次釋放SO₂的危險。從經濟角度分析，采用末端濕法除塵脫硫一體化技術脫除1tSO₂的成(cheng)(cheng)本為(wei)1000~1500元，比燃煤電廠煙(yan)氣(qi)脫硫成(cheng)(cheng)本還(huan)高。為(wei)此，探求技術(shu)先(xian)進、費用經(jing)濟的煙(yan)氣(qi)脫硫技術(shu)成(cheng)(cheng)為(wei)煙(yan)氣(qi)脫硫研究的熱點，開(kai)發(fa)研究適合我國國情(qing)的煙(yan)氣(qi)脫硫技術(shu)勢在必行[1]。

2 微(wei)生物法煙(yan)氣脫硫的研究進展

2.1機制

硫是自然界中存在的重要元素之一，也是構成微生物有機體必不可少的一種元素。微生物參與硫素循環的各個過程，并獲得能量。可以根據微生物參與硫循環這一特點，利用微生物進行煙氣脫硫[3]。微生物煙氣脫硫是利用化能自養微生物對SO₂的代謝過程，將煙道氣中的硫氧化物脫除。SO₂屬于元素硫的中間態物質，即可以被氧化，也可以被還原。目前的研究認為有2種方式：一種是同化型硫酸鹽還原作用，即利用微生物將硫酸鹽在厭氧條件下將硫酸鹽還原成還原態的硫化物，然后再固定到蛋白質中；另一種是異化型硫酸鹽還原作用，即是在厭氧條件下將硫酸鹽還原成硫化氫的過程，產生的H₂S和硫化物會對(dui)環境(jing)造成(cheng)二次污染，需進一步(bu)處理。

2.2脫硫微生物

應用微生物脫硫的研究是伴隨著利用微生物選礦的研究而開始的。1947年，COLMER等發現并證實化能自養細菌能促進氧化并溶解煤炭中存在的黃鐵礦，這被認為是生物濕法冶金研究的開始。在20世紀50年代，LEATHAN等就分別發現某些化能自養微生物與煤中的硫化鐵的氧化有關，并從煤礦廢水中分離出氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillusferrooxidans)[4]。1984年，POSTGATE在其著作中對硫酸鹽還原菌(SRB)進行了系統的闡述，這類微生物能利用各種有機物作為電子供體，使亞硫酸鹽和硫酸鹽作為最終電子受體并還原為硫化物。1988年，美國Tulsa大學的DASU等[5]將這類微生物用于SO₂氣體的轉化中，開始了微生物脫除SO₂氣體的應用研究。日本千代田公司發展的稀硫酸吸收法(簡稱千代田法)，是目前在日本應用較廣的煙道氣脫硫方法。王安等[6]采用氧化亞鐵硫桿菌(T.ferrooxidans)脫除煙氣中的SO₂。在相同操作條件下，比較了千代田法與微生物法的優劣，結果表明，在通氣時間相同的情況下，微生物法脫硫率遠大于千代田法。即便是在較低(12.5L/Nm3)的液氣比下都有較高(98.5%)的脫硫率。而此時千代田法只有60.0%的脫硫率。Fe³⁺對千代田法的影響是很明顯的，Fe³⁺質量濃度小于1.0g/L時脫硫率明顯下降。微生物法在Fe³⁺質量濃度大于0.6g/L時，脫硫率大于98.0%，比千代田法的效果好得多。張永奎等[7]用分離所得的氧化亞鐵硫桿菌（T.ferrooxidans）和Fe³⁺體系處理含SO₂氣體的試驗研究，結果表明，細菌菌液比稀硫酸吸收法的脫硫效率更高。目前，國內外報道的可用于脫硫的微生物多數是化能自養菌。利用自養微生物脫硫，營養要求低，且無二次污染。至今已發現能用于脫除煙氣SO₂的菌主要有東方脫硫腸狀菌（Desulfotomaculumorientis）、脫硫脫硫弧菌（Desulfovibriodesulfuricans）、脫氮硫桿菌（T.denitrificans）、氧化亞鐵硫桿菌（T.ferrooxidans）、氧化硫硫桿菌（T.thiooxidans）和排硫硫桿菌（T.thloparus）等，見表1。

表1 用于脫除煙氣SO2的菌的一些特性

2.3固定化研究

固定化微生物技術即固定化細胞技術，是20世紀60年代開始迅速發展起來的一項新技術，它是通過化學的或物理的手段將游離細胞或酶定位于限定的空間區域內，使其保持活性并可以反復利用。固定化微生物法凈化低濃度煙氣SO₂技術的研究不僅拓展了生物技術在廢氣治理領域的研究與應用，而且為低濃度煙氣SO₂的生物治理提供了一個新途徑。早在1997年美國的SELVARAJ等[19]就利用固定化的SRB菌群進行過研究，并比較過3種固定化生物反應器的性能，即接種有硫酸鹽還原菌絮凝體的連續攪拌反應器、用卡拉膠固定的柱狀細胞反應器和用多孔BIO-SEPTM珠固定的柱狀細胞反應器。BIO-SEPTM是活性炭經芳香聚酰胺處理后的一種特殊載體，具有抗毒性高、耐久性強和空隙大等特點，微生物還可以免受水流剪力的破壞。另外2種反應器的設計是為了提高反應器中SRB的濃度。結果表明，攪拌槽的SO₂轉化率為2.1mmol/（h·L），BIO-SEP反應器的硫酸鹽的轉化率最高，為16.5mmol/（h·L）(100%轉化率)到20.0mmol/（h·L）(95%轉化率)，而卡拉膠在硫酸鹽質量濃度大于2000mg/L或添加速度大于1.7mmol/h.L時會變得不穩定。國內的邱建輝等[20]曾對氧化亞鐵硫桿菌(T.ferrooxidans)的固定化技術進行研究，采用H-2軟性填料作為載體，Fe2+的轉換率可保持在95%左右，脫硫率可達到98.87%。宣群等[21]則將分離得到的一株氧化亞鐵硫桿菌(T.ferrooxidans)用海藻酸鈉進行固定化包埋，用上柱通氣法測定其凈化氣相SO₂的能力，結果表明，其氧化降解SO₂的效率最高達97.01%，顯示了利用固定化細菌凈化低濃度SO₂煙氣的可行性。之后，李志章等[22]以焦碳為填料作為固定化載體，進行了氧化亞鐵硫桿菌(T.ferrooxidans)的固定化技術研究。在初始pH為2、溫度為30℃左右、通氣量0.5m3/h、噴淋量1.0L/h條件下，掛膜后只需12h，Fe2+氧化率可達95.28%，其Fe2+平均氧化速率是游離細胞時的8倍。曾二麗等[23]則利用復合固定化方法即吸附－包埋－交聯法制備固定化小球，實驗表明，固定化小球與游離菌相比，對SO₂的凈化性能有顯著提高。在無噴淋液體、氣體停留時間為5s、SO₂入口質量濃度低于7mg/L時，固定化細胞對SO₂的凈化效率達90%、最大生化去除(chu)量為240mg/(L·h)。

2.4替代碳源研究

生物法與傳統的凈化方法相比，成本高，見效慢。SUBLETTE等[24]指出用脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）進行煙氣脫除經濟可行性的關鍵在于SRB的碳源(電子供體)成本。乳酸鹽和乙醇、混合氣體和消化污泥等均可作為SRB電子供體。乳酸鹽和乙醇雖然性能優越，但價格昂貴，很少在實際應用。DASU等[8]曾測定了葡萄糖和消化城市污水廠污泥作碳源和能源時SO₂的最大負荷和對應的脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）最大專一活度。發現SO₂最大負荷必須小于脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）的最大專一活度。以消化城市污水廠污泥為碳源和能源的培養基中，脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）的最大專一活度小于以葡萄糖為碳源和能源的專一活度。同樣，如果用葡萄糖作為氫源的話，微生物法凈化SO₂的成本比傳統方法的高。但如果用更為廉價易得的原料的話，諸如廢水污泥、CO2和H₂，微生物法的成本就會降低[8，24]。美國的PLUMB等[14]曾用糖蜜作為碳源和氮源，并將SRB與異養菌混合培養，將SO₂還原為H₂S。也有研究表明，脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）能利用廢水污泥做為還原SO₂的電子供體和碳源，并且僅需要少量的礦物營養，反應器曾連續工作6個月，并能將SO₂完全還原為H₂S[25]。美國的SELVARAJ等[15]曾用厭氧消化過的城市污水作為煙氣脫硫的電子供體。SO₂與SRB接觸后，先被還原為H₂S，之后與剩余的SO₂一同傳送到克勞斯（Claus）裝置中，一同被轉化為元素硫。并且他們通過將脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）與異養絮凝菌混合培養的方法，將脫硫菌固定，并且產生的絮凝體具有還原SO₂的作用，同時具有便于回收的優點。該工藝所能達到的SO₂最大轉化率為9.1mmol/（h·g），COD的消耗率為15.5mg/mmol。混合氣體主要是指CO、H₂和CO2的混合氣體。在選擇碳源時，混合氣體也是一種有很大吸引力的研究對象，它具有很大的實用性，并且在整個過程中的排出液中COD為零。荷蘭的VANHOUTEN等[26]認為當以混合氣體作為SRB的碳源時，從傳質和生物量固定的角度考慮，氣升式反應器是最合適的反應器類型，并在氣升式反應器進行硫酸鹽還原，以CO-H₂的混合氣體(20%的CO)作為SRB的碳源，可使SO₂轉化SO42-的最大轉化率達(da)到30g/(L·d)。

2.5連續反應工藝(yi)研究

此外，國外學者曾采用多個菌種在序列反應器中脫除SO₂，DASU等[5]在第1個反應器中使用脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）將SO₂轉化為H₂S，之后通過氮氣鼓泡的方式吹脫還原產物H₂S，防止H₂S對SRB的抑制作用并使培養基保持厭氧狀態。并將H₂S輸送到第2個反應器中，被脫氮硫桿菌（T.denitrificans）還原為亞硫酸鹽。LEE等也[13]曾用脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）和脫氮硫桿菌（T.denitrificans）進行過煙氣同步脫氮脫硫的研究，其中脫氮硫桿菌（T.denitrificans）不僅可以脫氮，還可以將脫硫脫硫弧菌（D.desulfuricans）還原產生的H₂S進一步轉化為無害的SO42-。

2.6化學-微生物聯合處理工(gong)藝研究

生化法煙氣脫硫的原理涉及兩個方面：一是微生物脫硫機制；二是過渡金屬離子的催化氧化機制。前者是微生物參與硫元素的各個過程，將無機還原態硫氧化成硫酸，同時完成過渡金屬離子由低價態向高價態轉化的過程；后者是利用過渡金屬高價離子的強氧化性在溶液中的電子轉移，將亞硫酸氧化成硫酸。兩者相互依賴、相互補充，達到脫硫的目的。即合理地把微生物代謝和Fe³⁺催化氧化脫硫結合起來，可以有效地降低SO₂的排放量(liang)[27，28]。

石慧芳等[16]用含有脫硫菌[氧化亞鐵硫桿菌(T.ferrooxidans)、氧化硫硫桿菌(T.thiooxidans)、氧化亞鐵硫螺菌(Leptospirillumsferrooxidans)]的溶液作循環吸收液，以粉煤灰中Fe2O3被離子化后產生的Fe³⁺作催化劑和反應介質，脫除煙氣中SO₂獲得滿意的脫硫率。從國內外的研究成果看，可以將微生物脫硫技術與目前廣泛使用的濕法脫硫相結合。蘇丹等[29]首次提出城市垃圾滲濾液濕法煙氣脫硫-微生物硫轉化互補體系。該體系使2種污染治理過程合二為一，進一步以硫的轉化為關鍵技術將濕法煙氣脫硫工藝與生物法含硫廢水處理工藝相結合，實現了煙氣與垃圾滲濾液2種環境污染物的聯合轉化。試驗證明，垃圾滲濾液可高效吸收SO₂（去除率可達90%以上）；同時，垃圾滲濾液中氨氮摩爾濃度由133mmol/L降至78mmol/L。江蘇宜興協聯熱電廠針對2×135MW發電機組的鍋爐煙氣，選用荷蘭帕克公司的生物化學脫硫技術。利用檸檬酸生產過程中產生的高濃度廢水作為電廠生物脫硫工藝中微生物的能源，最終把煙氣中有害的SO₂轉化(hua)成(cheng)優質(zhi)單硫[30]。

2.7工程應用

1992年，荷蘭HTSE&E公司和PAQUES公司開發的煙氣生物脫硫工藝(BFGD)標志著煙氣生物脫硫技術領域達到了實用技術水平。目前，BFGD工藝對于中小型鍋爐煙氣治理已進入實用化的階段，其示范工程處理電廠廢氣量達200萬m3/h。BFGD工藝主要設計通過1個吸附器和2個生物反應器去除氣體中的SO₂。吸附器首先吸附煙氣中的SO₂，并且是唯一與氣體接觸的單元。在第1個反應器通過厭氧生物處理形成硫化物，在第2個反應器通過好氧生物處理將硫化物氧化成高質量的單質硫[31]。荷蘭生物系統公司研究開發的THIOPAQ技術是近年發展起來的處理含硫廢堿液、煙氣、加氫處理裝置/焦化裝置廢氣以及煙氣等含硫廢液氣最有效，最“環境友好”的生物脫硫技術，可同時用于脫硫和硫磺回收，洗滌液再生后可循環使用，是一種安全、可靠、高效率、低成本的處理含硫廢液的工藝技術。該法SO₂吸收率可達99%，顆粒物脫除率大于85%。現在世界上已有20套THIOPAQ裝置在造紙、化工、采礦及煉油業中運轉。THIOPAQ好氧系統與厭氧系統串聯使用可用于煉油廠FCC裝置煙氣脫硫。煙氣經洗滌塔洗滌后，脫除SO₂，在碳酸氫鈉洗滌液中生成亞硫酸鹽，然后進入厭氧生物反應器，在微生物作用下，亞硫酸鹽還原為硫化物(用H₂作還原劑)。從厭氧生物反應器出來的含硫化物的洗滌液，在自身重力作用下，流入好氧生物反應器。在此，硫化物在好氧微生物作用下轉化為硫，再生后的洗滌液循環回到洗滌塔。該工藝用于煉廠的煙氣脫硫，煙氣處理量為6000m3/h，SO₂脫除率為98％左右[32，33]。荷蘭Paque和Hoogovens公司開發了Biostar工藝，首次把微生物代謝功能和化學技術結合，用于煙氣脫硫使S4+轉化為S。吸附的SO₂與NaOH反應生成亞硫酸鹽，然后由硫酸鹽還原菌將亞硫酸鹽轉化成H₂S，H₂S由硫醚桿狀微生物氧化成元素硫。完成了脫硫的新構想。荷蘭一造紙廠應用該工藝表明，可將氣流中H₂S由12000μg/g降低至40μg/g，每天回收硫0.2t，實現了硫的資源化。另外，日本NKK公司和美國愛達荷國家工程實驗室也相繼開發了類似工藝，處理煙氣中的SO₂或H₂S都得到了很(hen)好的結果[17]。

3 展望

生物(wu)法脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)與(yu)傳統(tong)的(de)(de)化(hua)(hua)學和(he)物(wu)理脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)相比，基本沒(mei)有高溫、高壓(ya)、催化(hua)(hua)劑(ji)等(deng)外(wai)在(zai)(zai)條(tiao)件(jian)(jian)，均(jun)為常溫常壓(ya)下(xia)操(cao)作，而且工藝(yi)流程(cheng)簡單(dan)，無二次(ci)污染(ran)，但目(mu)前國內外(wai)生物(wu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)(ji)術(shu)仍處(chu)于初始研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)階段，這一方面(mian)是(shi)受微生物(wu)基礎(chu)(chu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)限制，另(ling)一方面(mian)是(shi)微生物(wu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)工藝(yi)與(yu)設備(bei)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)比較滯后(hou)。在(zai)(zai)微生物(wu)學基礎(chu)(chu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)方面(mian)，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)發展將集中在(zai)(zai)以下(xia)方面(mian)：（1）對已有的(de)(de)菌(jun)(jun)種，應將研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)重點放在(zai)(zai)微生物(wu)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)工藝(yi)條(tiao)件(jian)(jian)優化(hua)(hua)上。氧(yang)化(hua)(hua)無機硫(liu)(liu)的(de)(de)菌(jun)(jun)種以專(zhuan)性(xing)、兼性(xing)自養菌(jun)(jun)為主(zhu)，而專(zhuan)性(xing)自養菌(jun)(jun)往往生長較慢，在(zai)(zai)煙氣(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)(ji)術(shu)中，生物(wu)量的(de)(de)供(gong)應將影響整個系(xi)統(tong)的(de)(de)處(chu)理效率。因(yin)此，在(zai)(zai)今(jin)后(hou)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中，篩選生長速(su)度快、脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)性(xing)能優良的(de)(de)菌(jun)(jun)種是(shi)必須進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)基礎(chu)(chu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)[4]。微生物(wu)處(chu)理污染(ran)物(wu)的(de)(de)過(guo)程(cheng)是(shi)一個自然的(de)(de)過(guo)程(cheng)，人類所進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)和(he)開發不外(wai)乎是(shi)強(qiang)化(hua)(hua)和(he)優化(hua)(hua)該過(guo)程(cheng)，盡可能創造和(he)提供(gong)微生物(wu)活動最適(shi)宜條(tiao)件(jian)(jian)，主(zhu)要是(shi)從強(qiang)化(hua)(hua)傳質和(he)控制有利于生化(hua)(hua)反應過(guo)程(cheng)的(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)兩方面(mian)著手(shou)[34]。

（2）合理解決煙氣溫度較高和生物法脫硫常溫操作二者之間的矛盾。SO₂的(de)(de)排(pai)(pai)放(fang)主要(yao)來(lai)(lai)源(yuan)于(yu)煤(mei)炭(tan)的(de)(de)燃燒(shao)，即(ji)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)燃燒(shao)過程。燃煤(mei)鍋爐煙氣經(jing)(jing)除塵器后溫(wen)(wen)(wen)度一般較高(gao)(gao)，大部(bu)分(fen)在100～180℃，而現階段所(suo)報(bao)道過的(de)(de)脫硫微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)均采自常溫(wen)(wen)(wen)。因為常溫(wen)(wen)(wen)菌經(jing)(jing)110℃、15min的(de)(de)處理(li)就會死亡，所(suo)以(yi)這些常溫(wen)(wen)(wen)菌對廢氣脫硫用(yong)處不大。若(ruo)先將廢氣進行降溫(wen)(wen)(wen)處理(li)再運(yun)用(yong)這些常溫(wen)(wen)(wen)菌的(de)(de)話(hua)(hua)，勢(shi)必(bi)增加(jia)運(yun)行成(cheng)(cheng)本。因此，一方(fang)(fang)面(mian)應(ying)開發回收利用(yong)進入生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反應(ying)器前(qian)煙氣余(yu)熱的(de)(de)技術；另一方(fang)(fang)面(mian)，有(you)必(bi)要(yao)從天然高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)生(sheng)(sheng)境中分(fen)離(li)嗜熱脫硫微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)。微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)不僅(jin)有(you)適應(ying)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)環(huan)(huan)境和條件的(de)(de)特(te)殊功能，而且有(you)利用(yong)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)原料，制作(zuo)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)產(chan)品的(de)(de)獨特(te)作(zuo)用(yong)。一些極端微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)以(yi)生(sheng)(sheng)活于(yu)高(gao)(gao)寒、高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)、高(gao)(gao)壓、高(gao)(gao)酸、高(gao)(gao)堿等多種(zhong)(zhong)其他生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)難以(yi)承受(shou)的(de)(de)環(huan)(huan)境中。因此，微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)有(you)著寬廣的(de)(de)適應(ying)范圍和廣闊的(de)(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。嗜熱微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)是一類生(sheng)(sheng)活在高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)環(huan)(huan)境中的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)，如火山(shan)口及其周圍區(qu)域、溫(wen)(wen)(wen)泉、工廠高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)廢水排(pai)(pai)放(fang)區(qu)等。如果直接(jie)從高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)生(sheng)(sheng)境中分(fen)離(li)嗜熱脫硫微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)話(hua)(hua)，將來(lai)(lai)就可(ke)以(yi)簡化煙氣脫硫的(de)(de)操作(zuo)，進而降低成(cheng)(cheng)本，同時，高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)可(ke)以(yi)避免污(wu)染，嗜熱微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)酶在高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)時有(you)更高(gao)(gao)的(de)(de)催化效率，嗜熱微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)也易于(yu)保藏。

（3）拓廣適用范圍，尋找新菌株。原煤中含硫量約在0.5%～11.0%（質量分數），無機硫主要以黃鐵礦和砷黃鐵礦形式存在，有機硫主要以硫醇、硫化物和雜環硫化物等形式存在于復雜的煤晶格中。今后可以開發脫硫活性更高、遺傳更穩定，特別是能同時脫除無機硫和有機硫的新菌種。同時，在諸如燃煤發電等一些工業過程中，常伴隨有SO₂和氮氧化物（NOX）的同時排放，SO₂、NOX是目前工業環境中污染嚴重的氣體物質，是世界大部分地區酸雨形成的主要因素，因此工業廢氣的同步脫硫脫氮研究具有重要的現實意義。煤在燃燒過程中，除了會釋放SO₂和NOX外，還可(ke)以(yi)釋放CO2、重金(jin)(jin)屬(shu)等(deng)污染物(wu)(wu)，對環(huan)(huan)境(jing)和人的(de)健康造成嚴(yan)重危害。CO2是眾所周知的(de)溫室氣體(ti)，對氣候(hou)變化(hua)有著(zhu)重要影響。CO2雖是綠色植物(wu)(wu)生(sheng)長所必需的(de)物(wu)(wu)質(zhi)，但是大量礦物(wu)(wu)燃(ran)料的(de)燃(ran)燒所產(chan)生(sheng)的(de)CO2在(zai)(zai)自然界(jie)難以(yi)得(de)到良性循環(huan)(huan)[35]。燃(ran)煤(mei)產(chan)生(sheng)的(de)重金(jin)(jin)屬(shu)種(zhong)(zhong)類很(hen)多，如(ru)砷、汞、鉛、鎘和銫等(deng)，進(jin)入大氣、水、土壤、生(sheng)物(wu)(wu)圈(quan)而(er)污染環(huan)(huan)境(jing)，進(jin)而(er)危害人類。此(ci)外，煤(mei)的(de)（揮發分(fen)）不完全燃(ran)燒可(ke)以(yi)產(chan)生(sheng)煙塵和CnHm。根(gen)據煤(mei)的(de)結構可(ke)以(yi)推斷，這些在(zai)(zai)爐膛(tang)中(zhong)未充分(fen)燃(ran)燒的(de)揮發分(fen)含(han)有芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)和氫(qing)化(hua)芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)的(de)稠(chou)環(huan)(huan)。實(shi)際上，這些稠(chou)環(huan)(huan)海含(han)有多種(zhong)(zhong)致(zhi)癌物(wu)(wu)質(zhi)[35]。由(you)于脫硫、脫氮、脫除重金(jin)(jin)屬(shu)裝(zhuang)置投資巨大，分(fen)別建(jian)設會造成很(hen)大的(de)資金(jin)(jin)浪費，所以(yi)開發一種(zhong)(zhong)脫硫脫氮脫碳脫除重金(jin)(jin)屬(shu)的(de)一體(ti)化(hua)技術(shu)很(hen)有必要。微生(sheng)物(wu)(wu)是一類現實(shi)和潛在(zai)(zai)用途都很(hen)大的(de)生(sheng)物(wu)(wu)資源。在(zai)(zai)篩(shai)選(xuan)脫硫微生(sheng)物(wu)(wu)時(shi)，還可(ke)以(yi)考(kao)察(cha)它們脫氮、去除CO2、重金(jin)(jin)屬(shu)、芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)和氫(qing)化(hua)芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)稠(chou)環(huan)(huan)的(de)能力。

（4）復合(he)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)脫(tuo)硫技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。人(ren)類對微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)利用(yong)經歷過天然混合(he)培(pei)養(yang)到純(chun)種培(pei)養(yang)兩(liang)個(ge)階段，分離(li)純(chun)培(pei)養(yang)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)發明和(he)(he)應(ying)用(yong)是微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)學發展的(de)(de)(de)(de)(de)一個(ge)巨大進步。但是，在(zai)長期的(de)(de)(de)(de)(de)實驗和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)實踐(jian)中，人(ren)們也不(bu)斷地發現很多(duo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)過程是單株微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)不(bu)能(neng)完(wan)(wan)(wan)成或只能(neng)微(wei)弱地進行，必須依(yi)靠(kao)兩(liang)種或兩(liang)種以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)共(gong)同(tong)培(pei)養(yang)完(wan)(wan)(wan)成。隨著純(chun)培(pei)養(yang)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)完(wan)(wan)(wan)善(shan)和(he)(he)對微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)間(jian)互生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)和(he)(he)共(gong)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)現象(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，人(ren)為(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)、自覺的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)混合(he)培(pei)養(yang)或混合(he)發酵(jiao)已(yi)漸為(wei)人(ren)們所(suo)重(zhong)視。對混合(he)菌資源的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，不(bu)僅具(ju)有(you)(you)深遠的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)意義(yi)，更(geng)具(ju)有(you)(you)重(zhong)大的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)價值。距今，混合(he)菌培(pei)養(yang)技(ji)術(shu)已(yi)被(bei)應(ying)用(yong)到了(le)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解（如(ru)工業污染物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)解、纖(xian)維素(su)降(jiang)解、氨基多(duo)糖生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解等）、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)代謝產(chan)物(wu)(wu)(wu)（如(ru)維生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)素(su)C二步發酵(jiao)、氨基酸(suan)、有(you)(you)機酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)）、沼氣發酵(jiao)和(he)(he)濕法冶金(jin)方面。如(ru)何做(zuo)好(hao)不(bu)同(tong)脫(tuo)硫菌種之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)復配，并借助生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反應(ying)器的(de)(de)(de)(de)(de)特殊設計，解決(jue)不(bu)同(tong)菌種間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)問(wen)題，增強協同(tong)作用(yong)，最終實現工藝(yi)過程高(gao)效脫(tuo)硫，是今后需要(yao)重(zhong)點解決(jue)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題之一。

（5）生物方法與其他非生物煙氣脫硫方法的整合。一些研究者發現，微生物脫硫可與目前廣泛應用的濕法脫硫技術相結合，用微生物代替吸收劑石灰石進行脫硫。以水溶液或懸浮液為基礎的濕式煙氣脫硫法，主要利用了SO₂在水中有良好的溶解性和可以引起連鎖化學反應這一特點。設想微生物的煙氣脫硫可分為2步，首先利用濕法技術，用水溶液將煙氣中的SO₂溶于水中，然后用在pH為2～3時具有脫硫性能的微生物菌種進行脫硫處理，預計這樣做不僅可以脫硫，還可以利用生物或化學方法從生物還原產物H₂S中(zhong)回收緊缺物質單質硫(liu)(liu)[1]。另外，將生(sheng)物脫硫(liu)(liu)技術(shu)與傳(chuan)統的(de)(de)(de)浮(fu)(fu)選(xuan)技術(shu)相結(jie)合得到了微生(sheng)物-浮(fu)(fu)選(xuan)法(fa)脫硫(liu)(liu)技術(shu)，它利用微生(sheng)物對礦物表面進行預處理，使煤中(zhong)黃(huang)鐵礦表面的(de)(de)(de)濕潤性(xing)發生(sheng)變化，抑制黃(huang)鐵礦的(de)(de)(de)可浮(fu)(fu)性(xing)，然后(hou)進行浮(fu)(fu)選(xuan)分(fen)離(li)。這種方法(fa)的(de)(de)(de)最大特點是(shi)將原來(lai)2種方法(fa)進行優勢互(hu)補，揚長避短，具有很好的(de)(de)(de)工業推廣前景[36]。

微(wei)生物煙(yan)氣(qi)脫硫(liu)是(shi)實用性強(qiang)、技術(shu)新穎的(de)(de)生物工程技術(shu)，具(ju)有誘人的(de)(de)前景及潛(qian)力(li)，應引起(qi)重視，加速開發。隨(sui)著生物技術(shu)的(de)(de)不(bu)斷發展，微(wei)生物煙(yan)氣(qi)脫硫(liu)技術(shu)必將取(qu)得更大進展。

參考文獻：略

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