生物-化学两级反应系统去除硫化氢是一项环保、低能耗的新型硫化氢脱除技术,怎样将该技术推向工业化应用一直是我们的工作目标。然而该技术在成功应用前,还存在难以持续循环运行和硫沉淀难以去除两个关键难题未能解决。本研究将在实验室前期研究的基础上,对上述硫化氢脱除系统进行了中试研究,并对中试工艺进行了优化,拟解决难以持续循环运行和硫沉淀难以去除两个关键难题,具体研究内容和研究结果如下:第一,采用柠檬酸作为铁离子螯合剂降低铁矾含量,采用响应面优化方案,得到了铁矾含量低,铁离子浓度较高、菌体氧化速率不受影响而脱硫能力显著高于9K培养基的反应体系组合,该组合的组成条件是:pH 1.63,初始二价铁离子浓度13.42g/L,柠檬酸浓度1.69g/L,（NH₄）SO₄,1g/L;K₂HPO₄,0.3g/L;MgSO₄·7H₂O,0.5g/L;KCl,0.1g/L;Ca（NO₃）₂,0.01g/L。第二,研究了常温下氧化亚铁硫杆菌BY-3的保藏方法和保藏条件,保藏时间在十天以内时,任何一种保藏方法都可以有效地保持氧化亚铁硫杆菌BY-3的活性。保藏时间大于一个月时,保藏效果为:中性水>新鲜培养基>1:1的新鲜培养基>直接加入完全氧化9K培养基>pH为1.8的基础无机盐>调至pH为1.8的完全氧化培养基。第三,探究了硫化氢脱除过程中硫单质沉淀的形成特性和再利用研究,脱硫过程中,形成硫磺颗粒较小,小于1μm,但随着硫磺的聚集,硫磺颗粒会形成1-10μm稳定的颗粒形态,难以更进一步形成较大的颗粒。其中大于90μm的颗粒属于铁矾颗粒,其比例约占10%。硫沉淀在应用于培养硫氧化细菌,取代工业硫磺作为培养基时,能够显著增加菌的生长速率,减少其培养所需的时间。第四,探究了硫沉淀对反应系统的影响。在生物反应系统中,当硫磺浓度高于2g/L时,菌铁氧化活性受到抑制;pH的降低会使得菌对硫磺利用进一步增强,铁氧化活性得到进一步的降低;增加铁离子浓度,能够提高菌对铁的利用能力。在化学反应系统中,菌体会在没有氧气供应的条件下,利用三价铁离子作为最终电子受体,对硫沉淀进行氧化,降低反应体系的pH。第五,设计和制造了硫沉淀去除装置并探究了该装置的硫沉淀去除效果,试验表明去除效果明显,硫沉淀通过过滤层时,能够截留40—60%的硫沉淀颗粒;保持该装置静置1小时,能够去除60-80%,静置4小时后,能够将脱硫液中的90%硫沉淀去除。第六,优化了脱硫工艺,将化学反应系统设计成两串联反应系统-高浓度硫化氢去除反应系统和低浓度硫化氢去除反应系统,该系统能够100%的去除硫化氢以及更加有效的回收硫磺副产物。