CN102000497B - 一种噬硫菌生物酶除臭方法及其应用 - Google Patents

一种噬硫菌生物酶除臭方法及其应用 Download PDF

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Abstract

一种噬硫菌生物酶除臭方法,以噬硫菌所产生的生物酶为活性物,以惰性基料为载体制成高效生物酶处理剂,在消除农药中间体乙基氯化物和医药中间体二硫生产过程中产生的臭气。其优点:①使用方法简单,无需特殊设备,只需将原有设备管道做部分改进;②除臭效果明显,臭气物质降解率在95%以上;③不产生二次污染,降解生成物为水和二氧化碳以及单质硫(可回收);④使用成本低廉,仅占生产原料成本的1-2%。

Description

—种噬硫菌生物酶除臭方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种噬硫菌生物酶除臭技术,具体地说是采用以噬硫菌所产生的生物酶为活性物,以惰性基料为载体的生物酶除臭剂,在低毒农药乙基氯化物和医药中间体二硫产品生产中消除其产生的臭气的技术。
背景技术
[0002] 乙基氯化物是合成低毒有机磷农药和头孢类医药的必须中间体。硫磺是乙基氯化物的主要生产原料之一,每吨乙基氯化物需投入硫磺原料约730公斤,但仅有约30%的硫元素进入乙基氯化物分子式,其他的硫磺主要以固体硫磺废渣及含硫臭气的方式排出。目前,国内乙基氯化物年产能约为15万吨,每年产生硫磺废渣约9万吨、含硫臭气I万吨。这些硫磺废渣纯度较低,且散发恶臭、工业活性不足,难以循环使用。国内同行均以保守的水封法予以保存——其实是没有处理,暂存在那儿而已。更为严重的是乙基氯化物生产中产 生的恶臭气则直接排放到大气中,给环境造成巨大污染。难以治理的恶臭废硫磺渣和未经处理的恶臭废气,给环保带来很大压力。
[0003] 经研究分析得知,乙基氯化物生产过程中的废硫磺及废气,其散发恶臭的成分相当复杂,有含硫化合物(大分子、小分子化合物都有),含磷化合物,含氯化合物等;其中,大部分恶臭物质为大、小分子含硫化合物。硫磺废渣中的恶臭物质发粘,不溶于水,包裹在硫磺废渣中,难以除去。这正是废臭硫磺渣一直难以处理的主要原因;恶臭废气的含臭物为小分子硫醇、硫醚类等物,在极稀的浓度下都能散发浓烈的臭味,治理难度也很大。因致恶臭的物质成分复杂且量大,用传统的吸附法、吸收法、遮盖法、化学法都不能达到很好的效果。经研究和实验验证表明,采用生物酶高效除臭技术比较合适
[0004] S-叔丁基亚磺酰胺是合成手性胺基的通用方法,具有制备收率高,所得产物光学纯度高、原料来源便宜的特点。S-叔丁基亚磺酰胺目前主要用于实验试剂,适用于高价值的手性胺合成,如用于活性筛选的先导化合物,手性配体,酶抑制剂等。据统计,目前国际上手性技术的应用55%是传统的手性源与拆分技术,化学与生物不对称合成仅占35%和10%。手性拆分,技术简单,应用范围有局限性(主要为有机酸和胺),浪费大。在S-叔丁基亚磺酰胺生产过程中会产生大量的硫醇、硫醚等刺激性气体,污染空气。用传统的吸收法、化学法消除臭气,不能彻底除臭,而且会产生二次污染。用生物酶除臭剂是将硫醇、硫醚等降解为含硫的水溶性离子和C02和H20,彻底消除臭气,不产生二次污染,处理成本低廉,仅占产品制造成本的2*%。
发明内容
[0005] 本发明的目的就在于寻找一种消除乙基氯化物生产过程中的废硫磺和废气,以及二硫生产过程中废气的高效、经济的除臭方法。
[0006] 经过大量的实验研究工作,本发明人发现,噬硫菌产生的生物酶具有将含硫的臭气分子降解的作用,其原理是将含硫恶臭物质被降解成S,S02-, S042-;将含磷的恶臭物质降解为P042-;将含碳的恶臭物质被降解成C02和H20。
[0007] 当在本文使用时,术语“生物酶”是指噬硫菌生物酶噬硫菌(LSSEJ-I)所产生的生物酶为活性物;
[0008] 当在本文使用时,术语“除臭剂”是指噬硫菌生物酶除臭剂;
[0009] 当在本文使用时,术语“乙基氯化物”是指0,0' - 二乙基硫代磷酰氯。
[0010] 当在本文使用时,术语“二硫”是指S-叔丁基亚磺酰胺。
[0011] 一种噬硫菌生物酶除臭方法,以噬硫菌所产生的生物酶为活性物,以惰性基料为载体制成高效生物酶处理剂,在消除农药中间体乙基氯化物和医药中间体二硫生产过程中产生的臭气。
[0012] 在消除乙基氯化物和二硫生产过程臭气时,采用喷淋或鼓泡除臭法;在消除副产 硫磺中的臭气时,采用浸泡除臭法。
[0013] 高效生物酶处理剂包括,其组分重量百分比如下:
[0014] 生物酶活性物:20-40% ;
[0015] 惰性基料:无机碱:0. 5-5 %
[0016] 有机碱:0. 5-2%
[0017] 稳定剂:0. 5-3%
[0018]水:50-78. 5%
[0019] 所述惰性基料为由三类物质组成:
[0020] I 无机碱类:NaOH、KOH、Mg (OH)2, Ca (OH)2, CaCO3> Na2CO3 ;
[0021 ] 2 有机碱类:NaOAc、KOAc ;
[0022] 3.稳定剂:二异丙基乙基胺、三乙胺。
[0023] 惰性基料的组成比例为:无机碱类0. 5-5 %,有机碱类0. 5-2 %,稳定剂0. 5-3 %。
[0024] 用噬硫菌生物酶除臭剂消除农药中间体乙基氯化物生产过程中产生的臭气,这一生产过程包括,生产乙基氯化物工艺过程产生的臭气,以及副产物硫磺渣产生的臭气;
[0025] 用噬硫菌生物酶除臭剂消除医药中间体二硫生产过程中产生的臭气的技术。
[0026] 在本发明中,除臭剂采用如下方法配制:
[0027] 将筛选出的嗜硫菌菌种在恒温培养箱中培养16-48小时,移种到发酵种子罐中发酵24-48小时;再将种子罐中的发酵液移种到发酵罐中发酵48-72小时。提取其中的生物酶,再按2. 5份生物酶、0. 2份氢氧化钠、0. I份醋酸钠、0. 2份二异丙基乙基胺和7份水的比例混合,配制成本除臭剂。
[0028] 一种噬硫菌生物酶除臭方法及其应用的优点
[0029] I.喷淋除臭法
[0030] 将生产过程中产生的臭气经管道连接至处理装置上,气体依次通过碱罐中和、水罐净化进入喷淋塔,臭气在喷淋塔中与噬硫菌生物酶活性物逆向接触并被吸附,带入降解池中进行降解。这一过程可以在很短的时间内完成,同时也取决于喷淋液中噬硫菌生物酶活性物的浓度,当处理了一定量的臭气后,需更换除臭剂。
[0031] 2.鼓泡吸收法
[0032] 将生产过程中产生的臭气经管道连接至处理装置上,气体依次通过碱罐中和、水罐净化进入鼓泡罐,臭气在鼓泡罐中与噬硫菌生物酶活性物接触并被降解。这一过程可以在很短的时间内完成,同时也取决于喷淋液中噬硫菌生物酶活性物的浓度,当处理了一定量的臭气后,需更换除臭剂。
[0033] 3.浸泡除臭法
[0034] 将生广中的副广硫横装入降解池中,池中先加入一定量的除臭剂,在于硫横上面喷洒一定量的除臭剂,然后盖上塑料布让其降解一天,硫磺中的臭气可被噬硫菌生物酶完全降解,除臭的硫磺经干燥后变得易于处理。
[0035] 4.检测
[0036] 收集进入除臭剂前后的气体用气相色谱仪检测,气相色谱仪型号GC112A,色谱柱AE • SE-54,柱温50°C,进样温度85°C,检测温度200°C,进样量100 U 1,检测结果如下:
[0037] 表一:臭气中含硫物浓度检测结果: [0038]
除臭方法 处理前浓度(ppm) 处理后浓度(ppm)
喷淋法 400 20
鼓泡法 480 25
浸泡法 350 18
[0039] 5.应用优点
[0040] ①使用方法简单,无需特殊设备,只需将原有设备管道做部分改进;
[0041] ②除臭效果明显,臭气物质降解率在95%以上;
[0042] ③不产生二次污染,降解生成物为水和二氧化碳以及单质硫(可回收);
[0043] ④使用成本低廉,仅占生产原料成本的1_2%。
具体实施方式
[0044] 实施例I
[0045] 在乙基氯化物生产过程中的除臭:
[0046] 将筛选出的嗜硫菌菌种在恒温培养箱中培养24小时,移种到发酵种子罐中发酵24小时;再将种子罐中的发酵液移种到发酵罐中发酵48小时。提取其中的生物酶,再按2. 5份生物酶、0. 2份氢氧化钠、0. I份醋酸钠、0. 2份二异丙基乙基胺和7份水的比例混合,配制成本除臭剂。
[0047] 在乙基氯化物的生产装置尾气出口管道上,依次连接清水罐、稀碱罐、喷淋塔和真空机组,在喷淋塔料液罐中加入三分之二液位的除臭剂,臭气在经过清水罐和稀碱罐预处理后进入喷淋塔,在喷淋塔中和除臭剂接触并被除臭剂降解,喷淋塔尾气出口排出的气体不再有令人难受的臭气。GC检测臭气浓度20ppm。
[0048] 实施例2
[0049] 在二硫生产过程中的除臭:
[0050] 将筛选出的嗜硫菌菌种在恒温培养箱中培养24小时,移种到发酵种子罐中发酵24小时;再将种子罐中的发酵液移种到发酵罐中发酵48小时。提取其中的生物酶,再按3份生物酶、0. 5份氢氧化钾、0. 2份K0Ac、0. 3份三乙胺和6份水的比例混合,配制成本除臭剂。
[0051] 在的生产装置尾气出口管道上,依次连接稀碱罐、清水罐、鼓泡吸收罐和真空机组,臭气在经过清水罐和稀碱罐预处理后进入鼓泡吸收罐,在鼓泡吸收罐中和除臭剂接触并被除臭剂降解。
[0052] 实施例3
[0053] 消除乙基氯化物副产硫磺的臭气:
[0054] 将筛选出的嗜硫菌菌种在恒温培养箱中培养24小时,移种到发酵种子罐中发酵24小时;再将种子罐中的发酵液移种到发酵罐中发酵48小时。提取其中的生物酶,再按4份生物酶、0. 35份氢氧化镁、0. 15份Na0Ac、0. 3份二异丙基乙基胺和5. 2份水的比例混合,配制成本除臭剂。 [0055] 在副产硫磺处理罐中加入和硫磺相当量的水,然后按10 %的比例加入除臭剂,常温下搅拌一小时,即可出料。
[0056] 除以上实施例外,根据生物酶活性物、惰性基料和水的配方不同,可以组成多个实施例。

Claims (6)

1. 一种噬硫菌生物酶除臭方法,其特征在于:以噬硫菌所产生的生物酶为活性物,以惰性基料为载体制成高效生物酶处理剂,在消除农药中间体乙基氯化物和医药中间体二硫生产过程中产生的臭气;所述惰性基料为由三类物质组成:1无机碱类:NaOH、KOH、Mg (OH) 2、Ca (OH) 2、CaCO3> Na2CO3 ;2 有机碱类:NaOAc、KOAc ;3.稳定剂:二异丙基乙基胺、三乙胺。
2.根据权利要求I所述的噬硫菌生物酶除臭方法,其特征在于:在消除乙基氯化物和二硫生产过程臭气时,采用喷淋或鼓泡除臭法;或者在消除副产硫磺中的臭气时,采用浸泡除臭法。
3.根据权利要求I所述的噬硫菌生物酶除臭方法,其特征在于:高效生物酶处理剂包括,其组分重量百分比如下: 生物酶活性物:20-40% 惰性基料:无机碱:0. 5-5% 有机碱:0. 5-2% 稳定剂:0. 5-3% 水=50-78. 5%0
4.根据权利要求3所述的一种噬硫菌生物酶除臭方法,其特征在于:惰性基料的组成比例为:无机碱类0. 5-5%,有机碱类0. 5-2%,稳定剂0. 5-3%。
5. 一种噬硫菌生物酶除臭的应用,其特征在于:用噬硫菌生物酶除臭剂消除农药中间体乙基氯化物生产过程中产生的臭气,这一生产过程包括,生产乙基氯化物工艺过程产生的臭气,以及副产物硫磺渣产生的臭气。
6. 一种噬硫菌生物酶除臭的应用,其特征在于:用噬硫菌生物酶除臭剂消除医药中间体S-叔丁基亚磺酰胺生产过程中产生的臭气。
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