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H2S是影响沼气安全利用的重要因素之一。生物脱硫具有条件易控制、能耗低、成本低等传统的干法和湿法脱硫所不具备的优势。目前国内沼气生物脱硫工艺多处于实验室模拟研究阶段,缺少现场的中试研究。为推广沼气的广泛应用,开发高效、低成本的沼气生物脱硫工艺势在必行。生物氧化和H2S吸收是控制脱硫效率的关键,本文重点对此展开系统性的研究。首先,本文建立了一套简捷的化能自养型脱硫菌驯化的方法,构建了生物接触氧化脱硫反应器,系统地研究了DO、硫化物容积负荷、pH、温度、水力停留时间(HRT)对生物脱硫效率和产物的影响,同时首次将盐度确定为影响生物脱硫的重要因素之一进行研究。1、DO是控制单质硫产量的关键因素,在给定的进水S2-浓度下,存在一个最佳DO使硫化物去除率和单质硫生成率最大化。硫化物容积负荷也影响SO42-的产生生物脱硫容积负荷宜控制在100 mg/h·L以下。控制进水S2-浓度为85～90 mg/L,当DO从0.3 mg/L逐渐升高至1.3 mg/L时,单质硫生成率从26%上升至90%,SO42-较少产生；随着DO(DO>1.3 mg/L)的继续升高,单质硫生成率降至67%(DO为2.5 mg/L)且趋于稳定。2、明确了容积负荷和最佳DO的相互关系。当硫化物容积负荷在70～300 mg/h·L之间时,硫化物容积负荷和最佳DO存在一定的函数关系,即DO=10-6Fv3-0.0006 Fv 2+0.1328 Fv-6.175.3、盐度对生物脱硫影响的研究表明,生物脱硫的盐度宜控制在1.5%以内,盐度升高导致脱硫率下降。高盐度(盐度大于1.5%)的环境对无色硫细菌(CSB)的生长代谢产生了抑制作用。其次,针对沼气吸收填料塔,本文构建和运行日处理100 m3沼气脱硫装置,研究了吸收液pH、吸收液温度、气液体积比对H2S吸收效果的影响,通过对其优化,即吸收液pH为8.0以上、气液体积比10：1,温度为20～25℃,H2S吸收率可达95%。最后,基于以上结论,通过在洗气塔中增设反冲洗装置和半软性填料、增设富液槽和贫液槽等措施,调整、优化工艺流程,克服了吸收塔吸收效率不稳定、反应器运行不稳定及反应器放大后H2S吸收率降低等问题,设计建立了一套日处理1000～1500 m3的先吸收后生物脱硫的两段式沼气生物脱硫设备。通过调试运行该生物脱硫装置,对含H2S 3000～4000 mg/m3的沼气,脱硫后H2S浓度平均为108 mg/m3,H2S吸收率达95%以上,单质硫转化率为85%,SO42-生成率低于2%。该工程处理1m3沼气只需0.03～0.06元。