CN110499262A - 净化吸收喷浆造粒烟气的复合物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物技术领域，公开了净化吸收喷浆造粒烟气的复合物，该复合物由树脂吸附载体和复合菌液制备而得；所述复合物按照如下步骤制备而得：将复合菌液添加到1‑2倍质量的树脂吸附载体中，100rpm搅拌30min，然后静置6h，过滤收集固形物，最后低温干燥即得。本发明复合物能够净化吸收喷浆造粒烟气污染物。

Description

净化吸收喷浆造粒烟气的复合物
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及净化吸收喷浆造粒烟气的复合物。
背景技术
复合肥车间在利用氨基酸废液制取复合肥的过程中, 采用喷浆造粒技术, 其尾气中成份较复杂, 主要有飘尘、粉尘及细小的复合肥颗粒, 气体主要成份为燃煤所带来的大量有毒、有刺激性气味的气体。主要气体成份有硫化氢、二氧化硫、氨氮、酮类、醛类、酯类、苯类粉尘、水蒸气等。特别在阴雨天或气压较低时, 常造成厂区及附近居民生活区烟雾迷漫, 酸雾和酸雨的危害相当严重, 烟尘和废气的排放浓度远远超过国家排放标准的规定, 对环境和人体产生较大的负面影响, 所以复合肥车间尾气治理刻不容缓, 必须进行治理。如何降低喷浆造粒尾气异味是我们刻不容缓需要解决的技术问题。
鉴于环境保护的紧迫性，申请人持续对喷浆造粒烟气的治理进行了研究，前期的专利技术包括“201610508054，一种喷浆造粒尾气降温除味脱硫脱硝的处理方法” 、“201410586080，一种去除锅炉烟气中有害气体的方法”以及“一种用于去除喷浆造粒尾气异味的生物制剂”等，其中，“一种用于去除喷浆造粒尾气异味的生物制剂”采用三种菌株进行配伍，协同性能好较好，而且用炉渣、秸秆、粘土以及氟化钙制备出吸附载体，该载体可以吸附尾气异味，被吸附的尾气可以被菌株吸收利用，从而达到处理尾气的目的，该方法取得了一定的治理效果，但是菌株在载体上的附着量仍然有待提高。
大孔吸附树脂是一类具有良好的大孔网状结构和较大比表面积的高分子吸附剂，可以通过物理吸附从水溶液中选择地吸附有机物，是20世纪60年代发展起来的新型高聚物吸附剂，已在环保、食品、医药等领域得到广泛应用。目前，将大孔吸附树脂进行改进，以作为菌株吸附载体的研究相对较少。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供净化吸收喷浆造粒烟气的复合物，该复合物包括树脂吸附载体和菌，载体对菌的吸附效果好，附着量提高，净化烟气的效果相应得到提升。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
净化吸收喷浆造粒烟气的复合物，该复合物由树脂吸附载体和复合菌液制备而得。
所述复合物按照如下步骤制备而得：将复合菌液添加到1-2倍质量的树脂吸附载体中，100rpm搅拌30min，然后静置6h，过滤收集固形物，最后低温干燥即得。
进一步地，所述树脂吸附载体的制备方法包括如下步骤：
往浓度为1M的醋酸钠水溶液中添加10wt%甲醇和2wt%的次甲基蓝，搅拌均匀，加热至50℃，然后添加相同体积的有机溶液，进行反应，升温至65℃，保温条件下搅拌反应12h，得到球状物，过滤收集球状物，然后添加占球状物5wt%的乙烯基三乙氧基硅烷，100rpm搅拌3min，再添加占球状物10wt%的纳米硅胶粉，继续以100rpm搅拌5min，然后置于80℃的烘箱中干燥30min，取出，自然冷却至室温，即得。
进一步地，所述复合菌液的制备方法包括如下步骤：
1）将藤黄微球菌接种到种子培养基，30℃培养至产品中活菌数达到2.0×108cfu/ml，即得藤黄微球菌种子液；所述种子培养基的组分为：酵母膏5g/L，(NH4)2SO4 2g/L g，葡萄糖3g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 0.5g/L；
2）将氧化木糖无色杆菌接种到种子培养基，28℃培养至产品中活菌数达到1.0×108cfu/ml，即得氧化木糖无色杆菌种子液；所述种子培养基成分为：尿素1.0g/L，CH3 COONa3.0g/L，MgC12 0.1g/L，CaC12 0.1g/L，KH2 PO4 0.5g/L，K2 HPO4 0.5g/L；
3）将嗜酸氧化亚铁硫杆菌接种到种子培养基，28℃培养至菌液中活菌数达到5.0×108cfu/ml，即得嗜酸氧化亚铁硫杆菌种子液；所述种子培养基组分为：(NH4) 2SO4 2g/L，KCl0.1g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 0.5g/L，Ca(NO3)2 0.01g/L，FeSO4·7H2O 10g/L；
4）将藤黄微球菌种子液、氧化木糖无色杆菌种子液以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌种子液按照3-5:2-3:5-7的体积比混匀，即得。
优选地，所述有机溶液由醋酸乙烯酯、二乙烯基苯、醋酸丁酯和过氧化苯甲酰按照质量比5:1:8:2混合。
本发明还要求保护上述的复合物在喷浆造粒烟气净化吸收中的用途。
优选地，
所述喷浆造粒烟气中含有H2S、SO2以及NOx。
注，上述步骤中菌培养方法不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及培养方法，使活菌数的数量级达到108cfu/ml，以及按照常规方法制备复合菌液。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明树脂属于大孔树脂，在制备过程中，将纳米材料经乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂处理时，偶联剂的一端与纳米材料以化学键相结合，另外一端的氨基官能团可以与树脂材料发生化学反应，强化了相界面的结合，提高了相容性，降低了界面孔洞和缺陷，并且增加了比表面积；
氧化亚铁硫杆菌具备较好的脱硫作用；藤黄微球菌属于异养脱氮菌，氧化木糖无色杆菌属于好氧反硝化菌株，能偶脱去氮氧化物；烟气中含有一定量的氧气，但是浓度较低，在低浓度有氧条件下，载体内形成了特有的异养脱氮菌、好氧反硝化菌以及硫杆菌共存的微生物体系，相互促进共生，协同效果好；
本发明复合物采用树脂吸附载体和混合菌液制备而得，菌体附着效果好，负载量大，比表面积大，能提高吸附效果。
附图说明
图1：载体对净化处理烟气效果的影响；
图2：菌株选择对净化处理烟气效果的影响。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
净化吸收喷浆造粒烟气的复合物，该复合物由树脂吸附载体和复合菌液制备而得；
所述复合物按照如下步骤制备而得：将复合菌液添加到1.5倍质量的树脂吸附载体中，100rpm搅拌30min，然后静置6h，过滤收集固形物，最后低温干燥即得。
所述树脂吸附载体的制备方法包括如下步骤：
往浓度为1M的醋酸钠水溶液中添加10wt%甲醇和2wt%的次甲基蓝，搅拌均匀，加热至50℃，然后添加相同体积的有机溶液（醋酸乙烯酯、二乙烯基苯、醋酸丁酯和过氧化苯甲酰的质量比5:1:8:2），进行反应，升温至65℃，保温条件下搅拌反应12h，得到球状物，过滤收集球状物，然后添加占球状物5wt%的乙烯基三乙氧基硅烷，100rpm搅拌3min，再添加占球状物10wt%的纳米硅胶粉，继续以100rpm搅拌5min，然后置于80℃的烘箱中干燥30min，取出，自然冷却至室温，即得。
所述复合菌液的制备方法包括如下步骤：
将藤黄微球菌 ATCC10240接种到种子培养基，30℃培养至产品中活菌数达到2.0×108cfu/ml，即得藤黄微球菌种子液；所述培养基成分为：种子培养基的组分为：酵母膏5g/L，(NH4) 2 SO4 2g/L g，葡萄糖3g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 0.5g/L；
将氧化木糖无色杆菌ATCC27061接种到种子培养基，28℃培养至产品中活菌数达到1.0×108cfu/ml，即得氧化木糖无色杆菌种子液；所述培养基成分为：尿素1.0g/L，CH3 COONa3.0g/L，MgC12 0.1g/L，CaC12 0.1g/L，KH2 PO4 0.5g/L，K2 HPO4 0.5g/L；
将嗜酸氧化亚铁硫杆菌 ATCC 23270接种到种子培养基，28℃培养至菌液中活菌数达到5.0×108cfu/ml，即得嗜酸氧化亚铁硫杆菌种子液；所述种子培养基组分为：(NH4) 2 SO42g/L，KCl 0.1g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 0.5g/L，Ca(NO3)2 0.01g/L，FeSO4·7H2O 10g/L；
将藤黄微球菌种子液、氧化木糖无色杆菌种子液以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌种子液按照3:2:5的体积比混匀，即得。
实施例2
净化吸收喷浆造粒烟气的复合物，该复合物由树脂吸附载体和复合菌液制备而得；
所述复合物按照如下步骤制备而得：将复合菌液添加到2倍质量的树脂吸附载体中，100rpm搅拌30min，然后静置6h，过滤收集固形物，最后低温干燥即得。
所述树脂吸附载体的制备方法包括如下步骤：
往浓度为1M的醋酸钠水溶液中添加10wt%甲醇和2wt%的次甲基蓝，搅拌均匀，加热至50℃，然后添加相同体积的有机溶液（醋酸乙烯酯、二乙烯基苯、醋酸丁酯和过氧化苯甲酰的质量比5:1:8:2），进行反应，升温至65℃，保温条件下搅拌反应12h，得到球状物，过滤收集球状物，然后添加占球状物5wt%的乙烯基三乙氧基硅烷，100rpm搅拌3min，再添加占球状物10wt%的纳米硅胶粉，继续以100rpm搅拌5min，然后置于80℃的烘箱中干燥30min，取出，自然冷却至室温，即得。
所述复合菌液的制备方法包括如下步骤：
将藤黄微球菌 ATCC10240接种到种子培养基，30℃培养至产品中活菌数达到2.0×108cfu/ml，即得藤黄微球菌种子液；所述培养基成分为：种子培养基的组分为：酵母膏5g/L，(NH4) 2 SO4 2g/L g，葡萄糖3g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 0.5g/L；
将氧化木糖无色杆菌ATCC27061接种到种子培养基，28℃培养至产品中活菌数达到1.0×108cfu/ml，即得氧化木糖无色杆菌种子液；所述培养基成分为：尿素1.0g/L，CH3 COONa3.0g/L，MgC12 0.1g/L，CaC12 0.1g/L，KH2 PO4 0.5g/L，K2 HPO4 0.5g/L；
将嗜酸氧化亚铁硫杆菌 ATCC 23270接种到种子培养基，28℃培养至菌液中活菌数达到5.0×108cfu/ml，即得嗜酸氧化亚铁硫杆菌种子液；所述种子培养基组分为：(NH4)2SO42g/L，KCl 0.1g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 0.5g/L，Ca(NO3)2 0.01g/L，FeSO4·7H2O 10g/L；
将藤黄微球菌种子液、氧化木糖无色杆菌种子液以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌种子液按照5:3:7的体积比混匀，即得。
实施例3
本发明树脂吸附载体性能测试：
以实施例1为例，对照组不添加纳米硅胶粉和偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，检测了载体的比表面积、平均粒径以及菌体附着量（干重），具体见表1：
表1
组别 比表面积m<sup>2</sup>/g 平均粒径（目） 菌体附着量mg/g
实施例1 739 45 13.7
对照组 561 50 8.2
由表1可见，经过纳米硅胶粉修饰后，树脂载体的比表面积达到739m2/g，比未经修饰的对照组相比，提高了31.7%，菌株附着量也明显提高，比未经修饰的对照组相比，提高了67.1%。
实施例4
本发明树脂吸附载体对净化处理烟气效果的影响；
本试验选择阜丰集团复合肥喷浆造粒车间的尾气进行处理，经过喷淋后的尾气成分如下：H2S为133mg/Nm3，SO2为149g/Nm3，NOx为151mg/Nm3，温度为32℃，空速为6000h-1；然后进入装有复合物的反应室中进行净化吸收处理，处理时间为60min；设置对照组：对照组1：制备树脂吸附载体中，不添加纳米硅胶粉和偶联剂，其余同实施例1；对照组2：载体选用硅藻土，其余同实施例1。如图1所示，采用本发明树脂吸附载体，脱硫除氮效果更好，明显优于采用常规载体的对照组2以及未经修饰的对照组1，其中，实施例1组中，H2S降低到1.5mg/Nm3，脱除率为98.9%，SO2降低到2.1g/Nm3，脱除率为98.6%，NOx降低到1.3mg/Nm3，脱除率为99.1%。
实施例4
本发明菌株选择对烟气净化效果的影响：
组别：实施例1；对照组1：不添加藤黄微球菌，其余同实施例1；对照组2：不添加氧化木糖无色杆菌，其余同实施例1；对照组3：不添加嗜酸氧化亚铁硫杆菌，其余同实施例1；尾气批次选择以及处理条件同实施例3，如图2所示，实施例1采用藤黄微球菌、氧化木糖无色杆菌以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌三种菌进行配伍，采用特定树脂吸附载体进行吸附，菌体负载量大，在低浓度有氧条件下，载体内形成了特有的异养脱氮菌、好氧反硝化菌以及硫杆菌共存的微生物体系，相互促进共生，协同效果好，烟气中的H2S、SO2以及NOx等主要污染物指标降幅明显，效果优于仅采用两种菌株的对照组1-3。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.净化吸收喷浆造粒烟气的复合物，该复合物由树脂吸附载体和复合菌液制备而得。
2.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于，所述复合物按照如下步骤制备而得：将复合菌液添加到1-2倍质量的树脂吸附载体中，100rpm搅拌30min，然后静置6h，过滤收集固形物，最后低温干燥即得。
3.根据权利要求1-2所述的复合物，其特征在于，所述树脂吸附载体的制备方法包括如下步骤：
往浓度为1M的醋酸钠水溶液中添加10wt%甲醇和2wt%的次甲基蓝，搅拌均匀，加热至50℃，然后添加相同体积的有机溶液，进行反应，升温至65℃，保温条件下搅拌反应12h，得到粒径为20-40目的球状物，过滤收集球状物，然后添加占球状物5wt%的乙烯基三乙氧基硅烷，100rpm搅拌3min，再添加占球状物10wt%的纳米硅胶粉，继续以100rpm搅拌5min，然后置于80℃的烘箱中干燥30min，取出，自然冷却至室温，即得。
4.根据权利要求1-2所述的复合物，其特征在于，所述复合菌液的制备方法包括如下步骤：
1）将藤黄微球菌接种到种子培养基，30℃培养至产品中活菌数达到2.0×108cfu/ml，即得藤黄微球菌种子液；所述培养基成分为：种子培养基的组分为：酵母膏5g/L，(NH4) 2SO42g/L g，葡萄糖3g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 0.5g/L；
2）将氧化木糖无色杆菌接种到种子培养基，28℃培养至产品中活菌数达到1.0×108cfu/ml，即得氧化木糖无色杆菌种子液；所述培养基成分为：尿素1.0g/L，CH3 COONa3.0g/L，MgC12 0.1g/L，CaC12 0.1g/L，KH2 PO4 0.5g/L，K2 HPO4 0.5g/L；
3）将嗜酸氧化亚铁硫杆菌接种到种子培养基，28℃培养至菌液中活菌数达到5.0×108cfu/ml，即得嗜酸氧化亚铁硫杆菌种子液；所述种子培养基组分为：(NH4) 2SO4 2g/L，KCl0.1g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 0.5g/L，Ca(NO3)2 0.01g/L，FeSO4·7H2O 10g/L；
4）将藤黄微球菌种子液、氧化木糖无色杆菌种子液以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌种子液按照3-5:2-3:5-7的体积比混匀，即得。
5.根据权利要求3所述的复合物，其特征在于，所述有机溶液由醋酸乙烯酯、二乙烯基苯、醋酸丁酯和过氧化苯甲酰按照质量比5:1:8:2混合。
6.权利要求1-5所述的复合物在喷浆造粒烟气净化吸收中的用途。
7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述喷浆造粒烟气中含有H2S、SO2以及NOx。
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