CN104086044A - 一种循环煤泥水中硫的脱除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种循环煤泥水中硫的脱除方法，首先向选煤产生的煤泥水中投加适于煤泥水环境的优化改性的氧化亚铁硫杆菌菌液，同时鼓泡供氧并使菌液与煤泥水混合均匀；反应一段时间后向煤泥水中投加絮凝剂絮凝沉降，得降低硫分的煤泥和上清液；分离上清液，向上清液中投加澄清石灰水并沉降分离；向分离出的液体中加入氧化亚铁硫杆菌菌液得到优质选煤循环水。通过氧化亚铁硫杆菌氧化不溶性黄铁矿为硫酸盐溶于水中，脱出煤泥中硫；通过澄清石灰水将水中硫酸根转化为硫酸钙沉淀，分步深度净化选煤循环水质，脱硫效果好；脱硫剂价廉易得，脱硫方法简单，对环境不会造成二次污染；在原有煤泥水处理系统环境下脱硫,投资少，系统综合效率提高。

Description

一种循环煤泥水中硫的脱除方法
技术领域
本发明涉及一种煤泥水脱硫方法，特别是一种循环煤泥水中硫的脱除方法。
背景技术
由于国家对煤炭洁净利用的严格控制，要求煤炭使用前必须进行洗选作业，降低灰分及硫分，避免使用过程中产生酸雨及固体颗粒物等污染环境。当前酸雨产生的最大来源是煤炭燃烧过程或其它加工过程中释放出来的各种硫化合物，而这些硫化合物就来自煤中含硫矿物，主要是黄铁矿及部分硫酸盐；选煤厂当前选煤的重点之一就是尽可能脱出煤中黄铁矿。所以，作为尾矿产品，煤泥水中含有大量黄铁矿。目前，常规的煤泥水处理仅限于通过絮凝沉降，实现煤泥水固液分离，获得澄清的循环水，同时回收煤泥。由于循环水中溶解的含硫化学成分未去除，对水资源循环利用产生不良影响，同时，很多选煤厂对煤泥不再进行进一步分类处理，全国大量的富含黄铁矿的煤泥以填埋或随机堆放处理，这就为环境污染造成了巨大隐患。
煤泥主要利用途径是燃烧，燃烧炉内喷钙脱硫或燃后烟气脱硫是解决硫污染的主要途径。增加燃中或燃后脱硫系统，其投资和运行费用都比较高。而在煤泥水处理过程中脱除硫的研究未见报道。
发明内容
技术问题：本发明的目的是要提供一种循环煤泥水中硫的脱除方法，解决煤泥综合利用中硫的污染问题；该方法脱硫率高，成本低廉，绿色环保。
技术方案：本发明的目的是这样实现的：煤泥水脱硫方法包括如下步骤：
a、首先向选煤产生的煤泥水中投加适于煤泥水环境的优化改性的氧化亚铁硫杆菌菌液，同时鼓泡供氧并使菌液与煤泥水混合均匀；所述投加优化改性的氧化亚铁硫杆菌液体积比为1-2％；氧化亚铁硫杆菌液体培养：接种量为10％，在温度为28℃环境中培养4天；接种的培养基由FeSO4、(NH4)2SO4、MgSO4·7H2O、KCl、K2HPO4、Ca(NO3)2、去离子水混合而成；
b、反应6-8天后向煤泥水中投加絮凝剂絮凝沉降，絮凝剂的种类和添加量按常规煤泥水处理的方法操作，得到降低硫分的煤泥和上清液；
c、分离上清液，向上清液中投加澄清石灰水，使其沉降分离；澄清石灰水添加量用公式VL/L＝Smg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷Cg/L计算确定，其中，S为上清液中SO4 2-浓度，C为澄清石灰水浓度；
d、向分离出的液体中加入氧化亚铁硫杆菌菌液，氧化亚铁硫杆菌液添加量体积比0.5％，得优质选煤循环水。
所述的培养基中：FeSO44.5g-10g，(NH4)2SO43g，MgSO4·7H2O0.5g，KCl0.1g-0.5g，K2HPO40.1g-0.5g，Ca(NO3)20.01g。
有益效果：煤泥水中硫主要是原煤中的黄铁矿经选煤进入尾矿产生的，由于采用了上述方案，本发明利用微生物制剂—氧化亚铁硫杆菌对黄铁矿晶格的直接氧化或通过细菌代谢产物对黄铁矿晶格的间接氧化作用，使不溶性黄铁矿转化成可溶性硫酸盐进入水中，得到硫分脱出的煤泥。澄清石灰水中钙离子和硫酸根作用生成硫酸钙沉淀并絮凝沉降下来，循环水彻底净化。硫酸钙是微溶物，氧化亚铁硫杆菌利用体系中残留的溶解平衡硫酸根作为营养物质自养繁殖，循环脱硫。与现有技术相比具有如下优点：
1、脱硫效果良好。通过氧化亚铁硫杆菌氧化不溶性黄铁矿为硫酸盐溶于水中，脱出煤泥中硫；通过澄清石灰水将水中硫酸根转化为硫酸钙沉淀，分步深度净化选煤循环水质；
2、脱硫剂价廉易得，脱硫方法简单，对环境不会造成二次污染。氧化亚铁硫杆菌广泛存在于自然界，获得菌种后可以扩大培养，本发明中利用煤泥水体系中的硫作为部分营养来源自养繁殖，减小投资成本，对环境不会造成污染；
3、投资少，系统综合效率提高。将煤泥水处理和煤泥水脱硫结合起来，在原有的煤泥水处理系统环境条件下实现脱硫，投资少，提高系统综合效率，增强系统环保性。
具体实施方式
本发明的循环煤泥水中硫的脱除方法，包括如下步骤：
a、首先向选煤产生的煤泥水中投加适于煤泥水环境的优化改性的氧化亚铁硫杆菌菌液，同时鼓泡供氧并使菌液与煤泥水混合均匀；所述投加优化改性的氧化亚铁硫杆菌液体积比为1-2％；氧化亚铁硫杆菌液体培养：接种量为10％，在温度为28℃环境中培养4天；接种的培养基由FeSO4、(NH4)2SO4、MgSO4·7H2O、KCl、K2HPO4、Ca(NO3)2、去离子水混合而成；所述的培养基中：FeSO44.5g-10g，(NH4)2SO43g，MgSO4·7H2O0.5g，KCl0.1g-0.5g，K2HPO40.1g-0.5g，Ca(NO3)20.01g。
b、反应6-8天后向煤泥水中投加絮凝剂絮凝沉降，絮凝剂的种类和添加量按常规煤泥水处理的方法操作，得到降低硫分的煤泥和上清液；
c、分离上清液，向上清液中投加澄清石灰水，使其沉降分离；澄清石灰水添加量用公式VL/L＝Smg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷Cg/L计算确定，其中，S为上清液中SO4 2-浓度，C为澄清石灰水浓度；
d、向分离出的液体中加入氧化亚铁硫杆菌菌液，氧化亚铁硫杆菌液添加量体积比0.5％，得优质选煤循环水。
实施例一、
1、首先确定煤泥水性质，测试待处理煤泥水浓度28.6g/L，煤泥中全硫含量为3.24％；
2、取99mL搅拌均匀的煤泥水，加入氧化亚铁硫杆菌菌液1mL，鼓泡供氧6天。其中氧化亚铁硫杆菌菌液接种量10％，28℃环境中培养4天；接种的培养基中：FeSO44.5g，(NH4)2SO43g，MgSO4·7H2O0.5g，KCl0.3g，K2HPO40.5g，Ca(NO3)20.01g；
3、向上述体系中投加絮凝剂，使药剂充分分散，煤泥水絮凝沉降；
4、对煤泥水沉降层过滤洗涤，烘干得干煤泥，测定其中硫分为0.67％。6天脱硫率达到79.3％；
5、向步骤3所得上清液中加澄清石灰水，确定澄清石灰水添加量。测得上清液中SO4 2-浓度为658.89mg/L，澄清石灰水浓度为1.7g/L。则澄清石灰水添加量由公式VL/L＝Smg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷Cg/L计算确定，其中，S为上清液中SO4 2-浓度，C为澄清石灰水浓度。具体为658.89mg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷1.7g/L＝0.299L/L，根据计算结果添加澄清石灰水并使其沉降分离；
6、向步骤5中分离出的液体中投加氧化亚铁硫杆菌菌液，投加量体积比0.5％，得优质选煤循环水。
实施例二、
1、首先确定煤泥水性质，测试待处理煤泥水浓度46.3g/L，煤泥中全硫含量为2.89％；
2、取98mL搅拌均匀的煤泥水，加入氧化亚铁硫杆菌菌液2mL，鼓泡供氧7天。其中氧化亚铁硫杆菌菌液接种量10％，28℃环境中培养4天；接种的培养基中：FeSO410g，(NH4)2SO43g，MgSO4·7H2O0.5g，KCl0.5g，K2HPO40.1g，Ca(NO3)20.01g；
3、向上述体系中投加絮凝剂，使药剂充分分散，煤泥水絮凝沉降；
4、对煤泥水沉降层过滤洗涤，烘干得干煤泥，测定其中硫分为0.53％。7天脱硫率达到81.7％；
5、向步骤3所得上清液中加澄清石灰水，确定澄清石灰水添加量。测得上清液中SO4 2-浓度为836.72mg/L，澄清石灰水浓度为1.7g/L。则澄清石灰水添加量由公式VL/L＝Smg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷Cg/L计算确定，其中，S为上清液中SO4 2-浓度，C为澄清石灰水浓度。具体为836.72mg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷1.7g/L＝0.379L/L，根据计算结果添加澄清石灰水并使其沉降分离；
6、向步骤5中分离出的液体中投加氧化亚铁硫杆菌菌液，投加量体积比0.5％，得优质选煤循环水。
实施例三、
1、首先确定煤泥水性质，测试待处理煤泥水浓度37.5g/L，煤泥中全硫含量为3.41％；
2、取99mL搅拌均匀的煤泥水，加入氧化亚铁硫杆菌菌液1mL，鼓泡供氧6天。其中氧化亚铁硫杆菌菌液接种量10％，28℃环境中培养4天；接种的培养基中：FeSO47g，(NH4)2SO43g，MgSO4·7H2O0.5g，KCl0.1g，K2HPO40.3g，Ca(NO3)20.01g；
3、向上述体系中投加絮凝剂，使药剂充分分散，煤泥水絮凝沉降；
4、对煤泥水沉降层过滤洗涤，烘干得干煤泥，测定其中硫分为0.68％。6天脱硫率达到80.1％；
5、向步骤3所得上清液中加澄清石灰水，确定澄清石灰水添加量，测得上清液中SO4 2-浓度为712.76mg/L，澄清石灰水浓度为1.6g/L。则澄清石灰水添加量由公式VL/L＝Smg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷Cg/L计算确定，其中，S—上清液中SO4 2-浓度，C—澄清石灰水浓度。具体为712.76mg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷1.6g/L＝0.343L/L，根据计算结果添加澄清石灰水并使其沉降分离；
6、向步骤5中分离出的液体中投加氧化亚铁硫杆菌菌液，投加量体积比0.5％，得优质选煤循环水。

Claims (2)

1.一种循环煤泥水中硫的脱除方法，其特征是：包括如下步骤：
a、首先向选煤产生的煤泥水中投加适于煤泥水环境的优化改性的氧化亚铁硫杆菌菌液，同时鼓泡供氧并使菌液与煤泥水混合均匀；所述投加优化改性的氧化亚铁硫杆菌液体积比为1-2％；氧化亚铁硫杆菌液体培养：接种量为10％，在温度为28℃环境中培养4天；接种的培养基由FeSO4、(NH4)2SO4、MgSO4·7H2O、KCl、K2HPO4、Ca(NO3)2、去离子水混合而成；
b、反应6-8天后向煤泥水中投加絮凝剂絮凝沉降，絮凝剂的种类和添加量按常规煤泥水处理的方法操作，得到降低硫分的煤泥和上清液；
c、分离上清液，向上清液中投加澄清石灰水，使其沉降分离；澄清石灰水添加量用公式VL/L＝Smg/L÷1000÷96g/mol×74g/mol÷Cg/L计算确定，其中，S为上清液中SO4 2-浓度，C为澄清石灰水浓度；
d、向分离出的液体中加入氧化亚铁硫杆菌菌液，氧化亚铁硫杆菌液添加量体积比0.5％，得优质选煤循环水。
2.根据权利要求1所述的一种循环煤泥水中硫的脱除方法，其特征是：所述的培养基中：FeSO44.5g-10g，(NH4)2SO43g，MgSO4·7H2O0.5g，KC l0.1g-0.5g，K2HPO40.1g-0.5g，Ca(NO3)20.01g。
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