BG51254A3

BG51254A3 - Метод за микробиологично превръщане на съдържащи сяра вредни вещества в отпадъчни газове

Info

Publication number: BG51254A3
Application number: BG085724A
Authority: BG
Inventors: Ludwig Berzaczy; Walter Etzenberger; Lothar Kloimstein; Erwin Niedermayer; Alfred Schmidt; Andreas Windsperger
Original assignee: Glanzstoff Austria Gmbh
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1993-03-15
Also published as: CS687088A3; AT388313B; CN1013735B; PT88794B; ES2040809T3; SU1837945A3; DE3880425D1; ATA275287A; HU202770B; DD275621A5; BR8805663A; US4968622A; PL275352A1; PL158304B1; CN1039190A; EP0312958B1; JPH01231925A; HUT51172A; CA1302930C; CS277304B6

Abstract

Методът намира приложение при производството на изкуствени целулозни влакна.с него се повишава степента на очистване на отпадъчните газове, имащи ниска концентрация на вредни компоненти. По метода се разлагат съдържащите се в отпадъчните газове вредни вещества, като сероводород, серовъглерод, органични серни съединения, като тиоалкохоли, тиоетери и тиофени, при използване на влажен пълнеж, зареден с имобилизирани микроорганизми от фамилията тнiовасillасеае. Пълнежът се поддържа непрекъснато влажен, така че продуктите от обмяната на веществата на микроорганизмите се разтварят в течността и се изнасят непрекъснато. Освен това се получава концентрационен градиент на сулфатните йони, които се неутрализират повторно чрез добавка на луга натриева или калиева основа, при което се образуват лесноразтворими соли. Последните чрез добавка на варно мляко се превръщат в трудноразтворими във вода кристали (гипсови кристали), като се получава луга, която може да се върне за повторно неутрализиране. Получените трудноразтворими кристали накрая могат да се депонират, респ. Да се оползотворят. Бедният на сулфати разтвор над утайката се подлага на биологично пречистване и постъпва във водоем. 6 претенции

Description

Изобретението се отнася до метод за микробиологично превръщане на сяросъдържащи вредни вещества в отпадъчни газове, по-специално превръщане на сероводород, серовъглерод и/или карбонилсулфид, но също така тиоалкохол, тиоетери и тиофени в разредени киселини и тяхното отделяне, по-специално от отпадъчните газове в производството на изкуствени влакна.

Известен е метод /1/ за отстраняване на замърсения с горепосочените вредни вещества въздух от горенето в парогенератори или използването на този въздух като среда за аерация в пречиствателните станции за отпадъчни води. Съответната потребност от кислород е ограничаващ фактор и в повечето случаи подлежащият на отстраняване отпадъчен въздух или отпадъчни газове се получават в много по-големи количества, затова пълното отстраняване на тези отпадъчни газове с неприятен мирис н сравнително ниска концентрация на вредни вещества е нерешен проблем.

Известен е и адсорбционен метод /2/ за отделяне на сероводород и серовъглерод от отпадъчните газове при производството на вискоза. Сероводородът може да се адсорбира от импрегниран с калиев йодид едрозърнест активен въглен, а серовъглеродът се адсорбира от активен въглен с дребни пори. Регенерирането на заредения със сяра активен въглен става е помощта на течен серовъглерод; сярната киселина се промива с вода, а серовъглеродът се десорбира с водна пара. За окисление на сероводорода при друг метод се използва беден на тежки метали въглен.Образуващата се в малки количества сярна киселина се неутрализира с амоняк.

Двата технологични етапа на окисление на сероводорода и адсорбция на серовъглерода при посочения метод се осъществяват в един адсорбер, а при високи концентрации - в два отделни адсорбера.

Възможно е да се използват и комбинирани методи, които се състоят от промиване с алкални вещества за отстраняване на сероводорода и адсорбция върху активен въглен за отделяне на серовъглерода.

Те са неподходящи за пречистване на големи количества отпадъчни газове с ниска концентрация на вредни газове.

Задача на изобретението е да се създаде метод за микробиологично превръщане на сяросъдържащи вредни вещества в отпадъчни газове дори при ниска концентрация на същите,който да направи образуващите се съединения годни на ново използване, употреба или поне да ги направи инертни.

Задачата се решава с метод, при който отпадъчните газове се прекарват през реактор с пълнеж, който пълнеж се поддържа непрекъснато във влажно състояние, като реакторът е зареден с имобилизирани микроорганизми от семейството ТМоЪасШасеае, по-специално ТЬюЪасШиз ийоохМапз, Капещата от пълнежа течност, която съдържа окислените от микроорганизмите вредни вещества, се неутрализира, при което окислените вредни вещества се превръщат в соли, които се отклоняват отчасти. Намалението на обема се компенсира чрез допълване с чиста вода, докато останалата течност с разтворените соли остава в системата.

Изобретението се пояснява с примерите и фигурата, която представлява схема на метода.

В производството на щапелно влакно, целофан, целулозно фолио и неусукана копринена нишка се получават отпадъчни газове в количество около 50000 до 700000 куб.м на 1 тон изделие, които в зависимост от технологичния етап съдържат различни количества и концентрации от сероводород, серовъглерод и/или карбонилсулфид (нискоконцентриран и висококонцентриран газов поток). Силноконцентрираните газове могат да се използват за икономично регенериране на серните компоненти. Слабоконцентрираните газове създават във всички случаи проблеми във връзка с мириса и съдържат обикновено до 3000 мл/1000 л серовъглерод, 1000 мл/1000 л сероводород и/или карбонилсулфид.

Част от тези отпадъчни газове се пречиства в опитен реактор с диаметър 30 см и полезен обем 115 л. Този реактор съдържа зареден с бактерии пълнеж. Бактериите са от утаечната тиня на заводската пречиствателна станция и по същество представляват бактерии от семейството ТЬюЬасШасеае. След срок на адаптация от около една седмица тези бактерии се имобилизират върху пълнежа. Подлежащите на пречистване отпадъчни газове протичат през реактора отдолу нагоре, като в противоток се изпомпва вода в количество от 20 до 100 л на част за транспортиране на образуваните при обмяната на веществата продукти. Тази вода се изпомпва в кръговрат, като преди постъпване в реактора се 5 регулира в непрекъснат режим рН в границите от 3 до 10. При посочените примери след преминаване през колоната рН спада с 1 до 5 единици. За транспорт на образуваните при обмяната на веществата продукти от кръговрата се отклонява около 1 л течност на час и този обем се замества чрез добавка на прясна вода. Образуваният сулфат може да се утаи от отклонения поток чрез добавка на варов разтвор, при което става частично регенериране на използваната за неутрализация луга. Необходимо е да се задоволят потребностите на микроорганизмите по отношение на микроелементи, фосфор и азот, затова към прясната вода се добавя съответен хранителен разтвор, респ.хранителни соли, които се използват при култивиране на ТЬюЬасШасеае. Превръщането на сяросъдържащите компоненти от бактериите става по следните уравнения

Н₂3 + 20₂ -» Н2$О₄

С3₂ + 40₂ + Н₂0 -* 2Н2$О4 + СО₂

СОЗ + 2О₂ + Н₂О -* Н23О₄ + СО₂

В следващите таблици е посочено отделянето на сероводород, респ.серовъглерод, в зависимост от преминаващото за единица време количество газове

Таблица 1

Отделяне на сероводород

Газов поток, куб.м/час	Концентрация, замърсен газ	мл/1000 л чист газ	Отделяне, %
10	20	не се доказва	100
15	20	η	100
20	20	следи	100
30	20	1	95
40	20	4	80

Таблица 2

Отделяне на сероводород

Газов поток, куб.м/час	Концентрация, замърсен газ	мл/1000 л чист газ	Отделяне, %
10	80	не се доказва	100
15	90	7	92
20	90	8	91
30	80	19	78
40	80	42	42

Изтичащите от реактора продукти на обмяната се неутрализират чрез добавка на луга - натриева или калиева основа, така че се образуват по същество разтворими соли, които се движат в кръговрат. Необходимо е да се предотврати натрупването на соли в циркулиращата течност, затова в границите на нарастване на йонната концентрация в реактора от неутрализационния съд се изтегля съответно количество разтвор от соли и това количество течност се замества с добавка на прясна вода. Натриевата и калиевата основа са сравнително скъпи и затова част от основата може да се регенерира чрез добавка на варов разтвор, при което се спазва следното уравнение

Νβ₂80₄ + Са(ОН) -* 2 ΝβΟΗ + СаЗО₄

Калциевият сулфат се утаява, респ. разтворът може да се концентрира, докато бистрият разтвор над утайката е сравнително беден на сулфати и в този смисъл може да се отведе в станцията за биологично пречистване или пък да се върне в кръговрата.

В химическия завод (фиг.1) за производство на щапелно влакно, целофан, целулозно фолио или неусукана копринена нишка се получават отпадъчни газове, както и съдържащи сяра отпадъчни води, които се пречистват биологично в пречиствателната станция 2. Ако не се използва във вътрешнозаводския кръговрат, пречистената вода се отвежда в открит водоем 3. В станцията за биологично пречистване се образуват серни бактерии, които се имобилизират върху пълнеж. Пълнежите се внасят в реактора 4 и там се поддържат непрекъснато във влажно състояние посредством богатата на хранителни вещества чиста вода със серни бактерии от пречиствателната станция 2. През реактора се прекарват в противоток на течността отпадащите в завода 1 отпадъчни газове, които се намират в течността за навлажняване на пълнежа, и се прекарват през пълнежния слой. Бактериите свързват съдържащите сяра компоненти на отпадъчните газове и образуват като продукт от обмяната на веществата сярна киселина. Последната се разтваря от изцеждащата се течност и се събира в долната част б на реактора 4. В друг реактор 7 този съдържащ киселина разтвор се смесва с луга, по-специално натриева или калиева основа, така че се образува сол, която се отвежда в трети реактор 8, където чрез добавка на варов разтвор разтворимите соли образуват неразтворими кристали, които се отклоняват от процеса и се складират в насипището 9 или пък се оползотворяват. Бедната на сулфати бистра течност над утайката преминава през станцията за биологично пречистване и постъпва във водоприемник 3. Получаващата се в реактора 8 течност представлява по същество разтворена натриева или калиева основа. За избягване на загубите на химикали тази течност се връща в реактора 7. С разделянето на двата реактора 7 и 8 се постига концентриране на разтвора и разделяне на бактериологичните кръговрати от кръговрата на гипса, така че да се избегне образуването на кристали в реактора 7.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за микробиологично превръщане на сяросъдържащи вредни вещества в отпадъчни газове, по-специално превръщане на сероводород, серовъглерод и/или карбонилсулфид, но също така тиоалкохоли, тиоетери и тиофени в разредени киселини и тяхното отделяне, по-специално от отпадъчните газове в производството на изкуствени влакна, характеризиращ се с това, че отпадъчните газове се прекарват през реактор с пълнеж, който се поддържа непрекъснато във влажно състояние, като реакторът е зареден с имобилизирани микроорганизми от семейството Т1ноЬасН1асеае, предимно ТЬюЪасШиз ИиооНапз, а капещата от пълнежа течност, която съдържа окислените от микроорганизмите вредни вещества, предимно кисели серни съединения, се неутрализира, при което окислените вредни вещества се превръщат в соли, които се отклоняват отчасти, а намалението на обема се компенсира чрез допълване с чиста вода, докато останалата течност с разтворени соли остава в системата.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че отпадъчните газове се прекарват в противоток на омокрящия пълнежа разтвор, който по същество се състои от рециркулираща, съдържаща соли, по-специално сулфатни йони, течност, към който разтвор се добавя смесена с микроелементи прясна вода, респ. пречистена вода, така че нарастването на йоните, получаващо се между постъпващата и изтичащата течност, се отклонява от системата.
3. Метод съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че изтичащата от реактора течност се неутрализира в утаителен басейн чрез добавка на натриева или калиева основа и нарастването на йоните се отклонява от кръговрата.
4. Метод съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че чрез добавка на Са/ОН/г от изведения разтвор се отстраняват сулфатните йони и образуващите се калциеви соли се отклоняват, докато образуващият се, съдържащ луги разтвор, предимно съдържащият натриева и/или калиева основа разтвор, се връща в утаителния басейн и в рамките на реактора се поддържат горните граници на разтворимост.
5. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че температурата на влажния пълнеж се поддържа от 15 до 30°С.
6. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че серните бактерии, които се образуват в станцията за биологично пречистване на отпадъчни води, преди тяхното използва5 не в реактора се имобилизират върху предлаганите на пазара пълнежи.