生物脫硫的影響因素
（1）DO對生物脫硫效果的影響
DO是影響生物脫硫效果的一個重要因素。在反應器中，硫化物的化學氧化和生物氧化同時發生，但研究表明，生物氧化作用遠大于化學氧化作用。Busiman在生物脫硫反應器中研究了單質硫產生的最佳條件，在硫化物濃度90mg/L，停留時間45min，溶解氧低于1mg/L時，產生極少的硫酸（<10%），在溶解氧超過5mg/L時，生成的硫酸鹽穩定在52％；在溶解氧1m/L時，即使高氧濃度，也僅有5％的硫化物轉化為硫酸；當硫化物濃度低于20mg/L時，硫酸鹽的生成隨溶解氧濃度的增加而急劇增加。左劍惡在以人工合成含硫酸鹽有機廢水為硫酸鹽還原相的進水，采用升流式好氧生物膜反應器，室溫（18～22℃）條件下，試驗發現在不同的硫化物負荷下，反應器內都存在一個最佳DO值。此時，反應器對硫化物的去除率比較高（90％以上），絕大部分S2－轉化為S0，基本不生成SO42－。因此，左劍惡認為最佳DO值與硫化物負荷有關，二者成線性關系，其擬合方程為：
DO＝1.37＋0.365×Fv
其中，DO為最佳DO值（m/L）；Fv為硫化物容積負荷[kg/(m3·d)]。
（2）pH值對生物脫硫效果的影響
pH值影響著無色硫細菌的活性及廢水中硫化物的存在狀態。無色硫細菌適應的pH值范圍較廣，但大多數細菌適宜的pH范圍為6～8。有研究表明：在較低的pH（5.8～6.0）條件下，也可取得較好的運行效果。另一方面，pH影響著廢水中硫化物（H2S、HS-、S2-）的存在狀態，特別是當pH較低時，廢水中的硫化物以H2S為主。當反應器處于良好狀態（足夠的生物量和較好活性）運行時，進水pH在6左右仍能獲得較好的運行效果。但反應器啟動階段進水應控制較高的pH或控制較小的曝氣量（即較低的溶解氧）。在運行過程中，隨著廢水中硫化物被無色硫細菌氧化成Ｓ，體系的pH值有所升高，升高的幅度與硫化物氧化成Ｓ的量有關。左劍惡通過試驗證明，pH值確實與反應器的硫化物去除負荷呈直線關系，得到擬合方程為：
ΔpH＝0.74＋0.053×Fr
式中，ΔpH為pH升高值；Fr為硫化物去除負荷[kg/(m3·d)]。
（3） 反應器及填料的影響
Buisman等用3種反應器：完全混合反應器（CSTR）、旋轉反應器及上流式反應器，研究無色硫細菌脫硫的適用性。在硫化物出水濃度低于2mg/L的條件下，3種反應器的去除率分別是：2.4、10、11kg/m3·d，3種反應器所需的停留時間分別為：35、10、13min。在相同條件下，硫酸鹽的產率，旋轉反應器與上流式反應器比CSTR低。Buisman等用20L的升流式反應器和6L的旋轉式反應器，研究了不同填料（聚氨酯顆粒、聚氨酯片和拉西環）對造紙廢水厭氧處理流出液脫硫的影響。結果顯示，對升流式反應器，使用3種填料都發生堵塞，對旋轉反應器，使用聚氨酯片時發生堵塞，使用拉西環時，轉速46r/min可以避免堵塞，在此條件下，硫化物去除負荷620mg/L·h，水力停留時間13min，去除率達95％。低轉速下，去除率嚴重惡化，用聚氨酯片或聚氨酯粒代替拉西環，旋轉反應器去除率降低。
（4）硫化物的負荷對生物脫硫過程效果的影響
能否在高硫化物負荷下保持較好的脫硫效果，是衡量脫硫反應器的一個重要指標。左劍惡通過試驗得出以下數據，表3列出了不同硫化物負荷下脫硫反應器的運行情況：
表3 不同硫化物負荷下脫硫反應器的運行情況（平均值）
|
硫化物容積負荷[kg/(m3·d)] |
進水硫化物(mg/L) |
出水硫化物(mg/L) |
硫化物去除率(%) |
DO(mg/L) |
|
<0.5 |
83 |
13.2 |
80 |
1.5～2.0 |
|
3.0～5.0 |
107 |
14.9 |
85 |
2.8～3.5 |
|
5.0～9.0 |
129 |
18.4 |
86 |
3.5～4.5 |
|
9.0～12.0 |
189 |
20.4 |
92 |
5.0～5.5 |
由表可以看出，在逐漸提高反應器硫化物容積負荷的同時，要相應提高反應器內的DO濃度。當進水硫化物容積負荷為9～12kg/(m3·d)時，可以使出水硫化物濃度維持在20mg/L左右，而反應器對硫化物的去除率則可以一直維持在較高的水平（90％左右）。這表明，生物脫硫反應器在硫化物負荷較高的情況下能達到去除硫化物的良好效果。無色硫細菌是一類適應能力較強、生長繁殖迅速、生化發應速率很高的細菌。在硫化物負荷較高時，可供細菌利用的基質較多，一方面會使CSB的生化反應速率加快，另一方面也會促使CSB加快繁殖，增大生物量。所以即使此時硫化物負荷很高，或者進水中硫化物濃度較高，反應器仍能維持較低的硫化物出水濃度，去除率可維持在較高水平上。硫化物負荷對脫硫反應器中硫化物轉變為何種形式也有很大影響。當反應器在低負荷的條件下運行，常發生SO42－濃度升高的現象，當反應器在硫化物高負荷的條件下運行，SO42－濃度則較少上升，甚至還有下降。脫硫反應分為兩步進行，其中第一步的反應器速率遠高于第二步。當反應器中硫化物充足即F/M較大時，CSB主要進行第一步反應，并且把生成的單質硫排出體外；F/M較小時，CSB從第一步反應中得不到足夠的能量，就開始把體內或體外的單質硫通過第二步反應氧化為硫酸根，獲得生長和活動所需的一部分能量，此時，出水中SO42－濃度就會升高。因此，硫化物容積負荷越高，微生物脫硫反應器越能保持良好的運行效果，且不易發生出水中SO42-濃度升高的現象，運行條件易于控制，運行效果較為穩定。
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