生物脱硫的影响因素
（1）DO对生物脱硫效果的影响
DO是影响生物脱硫效果的一个重要因素。在反应器中，硫化物的化学氧化和生物氧化同时发生，但研究表明，生物氧化作用远大于化学氧化作用。Busiman在生物脱硫反应器中研究了单质硫产生的最佳条件，在硫化物浓度90mg/L，停留时间45min，溶解氧低于1mg/L时，产生极少的硫酸（<10%），在溶解氧超过5mg/L时，生成的硫酸盐稳定在52％；在溶解氧1m/L时，即使高氧浓度，也仅有5％的硫化物转化为硫酸；当硫化物浓度低于20mg/L时，硫酸盐的生成随溶解氧浓度的增加而急剧增加。左剑恶在以人工合成含硫酸盐有机废水为硫酸盐还原相的进水，采用升流式好氧生物膜反应器，室温（18～22℃）条件下，试验发现在不同的硫化物负荷下，反应器内都存在一个最佳DO值。此时，反应器对硫化物的去除率比较高（90％以上），绝大部分S2－转化为S0，基本不生成SO42－。因此，左剑恶认为最佳DO值与硫化物负荷有关，二者成线性关系，其拟合方程为：
DO＝1.37＋0.365×Fv
其中，DO为最佳DO值（m/L）；Fv为硫化物容积负荷[kg/(m3·d)]。
（2）pH值对生物脱硫效果的影响
pH值影响着无色硫细菌的活性及废水中硫化物的存在状态。无色硫细菌适应的pH值范围较广，但大多数细菌适宜的pH范围为6～8。有研究表明：在较低的pH（5.8～6.0）条件下，也可取得较好的运行效果。另一方面，pH影响着废水中硫化物（H2S、HS-、S2-）的存在状态，特别是当pH较低时，废水中的硫化物以H2S为主。当反应器处于良好状态（足够的生物量和较好活性）运行时，进水pH在6左右仍能获得较好的运行效果。但反应器启动阶段进水应控制较高的pH或控制较小的曝气量（即较低的溶解氧）。在运行过程中，随着废水中硫化物被无色硫细菌氧化成Ｓ，体系的pH值有所升高，升高的幅度与硫化物氧化成Ｓ的量有关。左剑恶通过试验证明，pH值确实与反应器的硫化物去除负荷呈直线关系，得到拟合方程为：
ΔpH＝0.74＋0.053×Fr
式中，ΔpH为pH升高值；Fr为硫化物去除负荷[kg/(m3·d)]。
（3） 反应器及填料的影响
Buisman等用3种反应器：完全混合反应器（CSTR）、旋转反应器及上流式反应器，研究无色硫细菌脱硫的适用性。在硫化物出水浓度低于2mg/L的条件下，3种反应器的去除率分别是：2.4、10、11kg/m3·d，3种反应器所需的停留时间分别为：35、10、13min。在相同条件下，硫酸盐的产率，旋转反应器与上流式反应器比CSTR低。Buisman等用20L的升流式反应器和6L的旋转式反应器，研究了不同填料（聚氨酯颗粒、聚氨酯片和拉西环）对造纸废水厌氧处理流出液脱硫的影响。结果显示，对升流式反应器，使用3种填料都发生堵塞，对旋转反应器，使用聚氨酯片时发生堵塞，使用拉西环时，转速46r/min可以避免堵塞，在此条件下，硫化物去除负荷620mg/L·h，水力停留时间13min，去除率达95％。低转速下，去除率严重恶化，用聚氨酯片或聚氨酯粒代替拉西环，旋转反应器去除率降低。
（4）硫化物的负荷对生物脱硫过程效果的影响
能否在高硫化物负荷下保持较好的脱硫效果，是衡量脱硫反应器的一个重要指标。左剑恶通过试验得出以下数据，表3列出了不同硫化物负荷下脱硫反应器的运行情况：
表3 不同硫化物负荷下脱硫反应器的运行情况（平均值）
|
硫化物容积负荷[kg/(m3·d)] |
进水硫化物(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，在逐渐提高反应器硫化物容积负荷的同时，要相应提高反应器内的DO浓度。当进水硫化物容积负荷为9～12kg/(m3·d)时，可以使出水硫化物浓度维持在20mg/L左右，而反应器对硫化物的去除率则可以一直维持在较高的水平（90％左右）。这表明，生物脱硫反应器在硫化物负荷较高的情况下能达到去除硫化物的良好效果。无色硫细菌是一类适应能力较强、生长繁殖迅速、生化发应速率很高的细菌。在硫化物负荷较高时，可供细菌利用的基质较多，一方面会使CSB的生化反应速率加快，另一方面也会促使CSB加快繁殖，增大生物量。所以即使此时硫化物负荷很高，或者进水中硫化物浓度较高，反应器仍能维持较低的硫化物出水浓度，去除率可维持在较高水平上。硫化物负荷对脱硫反应器中硫化物转变为何种形式也有很大影响。当反应器在低负荷的条件下运行，常发生SO42－浓度升高的现象，当反应器在硫化物高负荷的条件下运行，SO42－浓度则较少上升，甚至还有下降。脱硫反应分为两步进行，其中第一步的反应器速率远高于第二步。当反应器中硫化物充足即F/M较大时，CSB主要进行第一步反应，并且把生成的单质硫排出体外；F/M较小时，CSB从第一步反应中得不到足够的能量，就开始把体内或体外的单质硫通过第二步反应氧化为硫酸根，获得生长和活动所需的一部分能量，此时，出水中SO42－浓度就会升高。因此，硫化物容积负荷越高，微生物脱硫反应器越能保持良好的运行效果，且不易发生出水中SO42-浓度升高的现象，运行条件易于控制，运行效果较为稳定。
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