CN115025611B - 一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，包括：将子囊霉素发酵过程含有异味的发酵尾气，依次经次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液洗涤，然后再用SDS(十二烷基硫酸钠)溶液回流淋洗处理，最终使发酵尾气的异味大幅降低，VOCs去除率可达86％。本发明方法简单易行，试剂常见易得，对子囊霉素发酵尾气异味物质去除效果优良，具有一定经济价值和应用推广前景。
Description
技术领域
本发明属于生物发酵尾气净化处理技术领域，具体涉及一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法。
背景技术
子囊霉素(Ascomycin)发酵，通常是用链霉菌，该品种发酵周期较长，发酵过程，特别是发酵中后期，会产生难以自行消散的异味尾气，直排对周围环境造成大量污染，并对作业人员和周围居民的身心健康造成不良影响。随着人民对美好生活环境的期待，国家对环境的重视，制药和生物发酵行业尾气排放标准日趋严格，这对发酵尾气处理技术提出了更高、更明确的现实要求。
发酵尾气主要是由水蒸气和空气组成，但随着微生物代谢的进行，会产生些许硫化物、氮氧化物和易挥发的有机物等VOCs混合物并伴随异味。在实际应用和工业生产中，控制废气的方法主要有：液体吸收法、氧化还原法、吸附法、生化法、等离子活化法和微生物处理法等，每种尾气处理技术均存在自身局限性。例如，微生物处理法，菌种选育周期长，设备选型要求高，资金投入大；又如，吸附法，失效快，介质更换较为繁琐。
发酵尾气处理无论采用何种策略，源头控制最为直接有效，综合考虑经济、技术和标准要求，当前洗涤和淋洗技术是发酵行业尾气处理应用最为广泛和成熟的技术之一。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，该方法将发酵尾气，依次经次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液三级洗涤，然后再用SDS(十二烷基硫酸钠)溶液回流淋洗处理，最终使发酵尾气的VOCs值大幅降低，进而有效去除发酵尾气中的异味。本发明的处理方法简单易行，试剂常见易得，对子囊霉素发酵尾气异味物质去除效果优良，为发酵尾气处理提供参考。
一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，包括：
将发酵尾气依次通入次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液进行三级洗涤，最后以十二烷基硫酸钠溶液进行淋洗。
其中，次氯酸钠溶液、硫酸溶液、氢氧化钾溶液和SDS(十二烷基硫酸钠)溶液均为工业级。
作为优选，所述发酵尾气的主要成分包括氨、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、乙硫醚、乙酸乙酯和子囊霉素。
作为优选，所述次氯酸钠溶液的浓度为0.1～5g/L。进一步优选为0.5～4g/L。用次氯酸钠溶液洗涤发酵尾气，不但可以起到除菌的作用，还可以氧化发酵尾气中的硫化氢、二氧化硫、乙硫醚等还原性废气。
作为优选，所述硫酸溶液的浓度为0.0001～0.005mol/L。进一步优选为0.0002～0.005mol/L。更进一步优选为0.0002～0.001mol/L。用硫酸洗涤发酵尾气，其作用是中和发酵尾气中的氨。
作为优选，所述氢氧化钾溶液的浓度为0.01～1g/L。进一步优选为0.1～0.6g/L。更进一步优选为0.1～0.4g/L。用氢氧化钾洗涤发酵尾气，其作用是中和发酵尾气中的二氧化碳以及逃逸的硫氧化合物。
作为优选，所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.1～8g/L。进一步优选为0.5～5g/L。SDS淋洗的作用是吸收发酵尾气中的乙酸乙酯、子囊霉素等酯类有机物。
作为优选，所述发酵尾气的通气量为1～3m3/h。进一步优选为1.5～2m3/h。
作为优选，容置次氯酸钠溶液的一级洗涤装置的径高比为1：(1～3)。
进一步优选为1：(1.5～2.5)。更进一步优选为1：2。
作为优选，容置硫酸溶液的二级洗涤装置的径高比为1：(1～3)。进一步优选为1：(1.5～2.5)。更进一步优选为1：2。
作为优选，容置氢氧化钾溶液的三级洗涤装置的径高比为1：(1～3)。
进一步优选为1：(1.5～2.5)。更进一步优选为1：2。
作为优选，容置十二烷基硫酸钠溶液的淋洗装置的径高比为1：(2～4)。进一步优选为1：(2.5～3.5)。更进一步优选为1：3。
作为优选，次氯酸钠溶液的体积为其容器(一级洗涤装置)容量的0.1～0.4倍。进一步优选为0.3～0.35倍。
作为优选，硫酸溶液的体积为其容器(二级洗涤装置)容量的0.1～0.4倍。进一步优选为0.3～0.35倍。
作为优选，氢氧化钾溶液的体积为其容器(三级洗涤装置)容量的0.1～0.4倍。进一步优选为0.3～0.35倍。
作为优选，十二烷基硫酸钠溶液的体积为其容器(淋洗装置)容量的0.1～0.4倍。进一步优选为0.15～0.35倍。
作为优选，容置次氯酸钠溶液的一级洗涤装置、容置硫酸溶液的二级洗涤装置、容置氢氧化钾溶液的三级洗涤装置中的气体导管采用分散式布局。
作为优选，容置十二烷基硫酸钠溶液的淋洗装置中气流自下而上，喷淋液自上而下循环喷淋。
作为具体优选，一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，包括以下步骤：
进行处理前，先向一级洗涤装置中加入次氯酸钠溶液，向二级洗涤装置中加入硫酸溶液，向三级洗涤装置中加入氢氧化钾溶液，向回流淋洗装置中加入SDS(十二烷基硫酸钠)溶液，并打开回流泵开启淋洗；
将尾气依次通入一级洗涤装置、二级洗涤装置、三级洗涤装置和淋洗装置中进行多级洗涤和最后淋洗。
值得注意的是，一级洗涤装置、二级洗涤装置、三级洗涤装置和淋洗装置的容量可根据实际处理量的需要进行调整。
本发明的处理方法对子囊霉素发酵尾气的处理效果优良，发酵尾气中异味物质的去除率可达86％。且每1L次氯酸钠溶液、1L硫酸溶液、1L氢氧化钾溶液与1L SDS(十二烷基硫酸钠溶液)，可处理120±10m3发酵尾气，经济成本较低。
本发明的子囊霉素发酵尾气的处理方法，通过将发酵尾气依次经过次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液洗涤，然后再用SDS(十二烷基硫酸钠)溶液回流淋洗处理，能够有效去除发酵尾气中引发异味的物质，大幅降低VOCs值(去除率可达86％)。且处理过程简单易行，所用试剂常见易得，对子囊霉素发酵尾气异味物质的去除效果优良，具有较高的经济价值和较好的应用推广前景。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的子囊霉素发酵尾气的处理方法，所使用的洗涤剂和淋洗剂材料来源广、制备方法易、经济成本低，能有效去除子囊霉素发酵尾气中的异味物质(去除率可达86％)，为其工业发酵节能减排打下了良好参考；且洗涤和喷淋装置结构简单，易于建造、使用和维护，可完全利用现有设施和场地进行组装，无需另行扩建，具有可复制和扩大推广的潜力。
附图说明
图1为本发明实施例的处理流程示意图。
图中：1—一级洗涤装置、2—二级洗涤装置、3—三级洗涤装置、4—淋洗装置、5—回流泵。
具体实施方式
以下各实施例中，一级洗涤装置、二级洗涤装置、三级洗涤装置的容量均为30L，径高比均为1：2；淋洗装置的容量为30L，径高比为1：3。
实施例1：
一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，采用3次洗涤和1次淋洗组合的方式，洗涤剂依次为次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液，淋洗剂为SDS溶液，其中所用的化学试剂均为工业级。
如图1所示，利用上述洗淋组合方式处理子囊霉素发酵尾气，包括以下步骤：向一级洗涤装置1中加入0.5g/L次氯酸钠溶液10L，向二级洗涤装置2中加入0.0002mol/L硫酸溶液10L，向三级洗涤装置3中加入0.1g/L氢氧化钾溶液10L，向回流淋洗装置4中加入0.5g/LSDS(十二烷基硫酸钠)溶液10L；容量为50L的发酵罐中的发酵尾气的流量控制在1.8±0.2m3/h，同时打开回流泵5充分淋洗进入淋洗装置的待处理的子囊霉素发酵尾气。
尾气检测采用ppbRAE 3000+VOC检测仪，处理前尾气VOCs值为48.29mg/m3，经上述方法处理半小时后，仪器检测VOCs值降为13.52mg/m3，去除率为72％。
实施例2：
一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，采用3次洗涤和1次淋洗组合的方式，洗涤剂依次为次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液，淋洗剂为SDS溶液，其中所用的化学试剂均为工业级。
如图1所示，利用上述洗淋组合方式处理子囊霉素发酵尾气，包括以下步骤：向一级洗涤装置1中加入0.5g/L次氯酸钠溶液10L，向二级洗涤装置2中加入0.0002mol/L硫酸溶液10L，向三级洗涤装置3中加入0.3g/L氢氧化钾溶液10L，向回流淋洗装置4中加入3g/LSDS(十二烷基硫酸钠)溶液10L；容量为50L的发酵罐中的发酵尾气的流量控制在1.8±0.2m3/h，同时打开回流泵5充分淋洗进入淋洗装置的待处理的子囊霉素发酵尾气。
尾气检测采用ppbRAE 3000+VOC检测仪，处理前尾气VOCs值为54.29mg/m3，经上述方法处理半小时后，仪器检测VOCs值降为11.94mg/m3，去除率为78％。
实施例3：
一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，采用3次洗涤和1次淋洗组合的方式，洗涤剂依次为次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液，淋洗剂为SDS溶液，其中所用的化学试剂均为工业级。
如图1所示，利用上述洗淋组合方式处理子囊霉素发酵尾气，包括以下步骤：向一级洗涤装置1中加入2g/L次氯酸钠溶液10L，向二级洗涤装置2中加入0.0003mol/L硫酸溶液10L，向三级洗涤装置3中加入0.3g/L氢氧化钾溶液10L，向回流淋洗装置4中加入3g/L SDS(十二烷基硫酸钠)溶液10L，容量为50L的发酵罐中的发酵尾气的流量控制在1.8±0.2m3/h，同时打开回流泵5充分淋洗进入淋洗装置的待处理的子囊霉素发酵尾气。
尾气检测采用ppbRAE 3000+VOC检测仪，处理前尾气VOCs值为51.30mg/m3，经上述方法处理半小时后，仪器检测VOCs值降为9.92mg/m3，去除率为81％。
实施例4：
一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，采用3次洗涤和1次淋洗组合的方式，洗涤剂依次为次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液，淋洗剂为SDS溶液，其中所用的化学试剂均为工业级。
如图1所示，利用上述洗淋组合方式处理子囊霉素发酵尾气，包括以下步骤：向一级洗涤装置1中加入2g/L次氯酸钠溶液10L，向二级洗涤装置2中加入0.0003mol/L硫酸溶液10L，向三级洗涤装置3中加入0.4g/L氢氧化钾溶液10L，向回流淋洗装置4中加入5g/L SDS(十二烷基硫酸钠)溶液5L；容量为50L的发酵罐中的发酵尾气的流量控制在1.8±0.2m3/h，同时打开回流泵5充分淋洗进入淋洗装置的待处理的子囊霉素发酵尾气。
尾气检测采用ppbRAE 3000+VOC检测仪，处理前尾气VOCs值为55.30mg/m3，经上述方法处理半小时后，仪器检测VOCs值降为7.74mg/m3，去除率为86％。
实施例5：
一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，采用3次洗涤和1次淋洗组合的方式，洗涤剂依次为次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液，淋洗剂为SDS溶液，其中所用的化学试剂均为工业级。
利用上述洗淋组合方式处理子囊霉素发酵尾气，包括以下步骤：向一级洗涤装置1中加入4g/L次氯酸钠溶液10L，向二级洗涤装置2中加入0.0005mol/L硫酸溶液10L，向三级洗涤装置3中加入0.4g/L氢氧化钾溶液10L，向回流淋洗装置4中加入5g/L SDS(十二烷基硫酸钠)溶液10L；容量为50L的发酵罐中的发酵尾气的流量控制在1.8±0.2m3/h，同时打开回流泵5充分淋洗进入淋洗装置的待处理的子囊霉素发酵尾气。
尾气检测采用ppbRAE 3000+VOC检测仪，处理前尾气VOCs值为50.10mg/m3，经上述方法处理半小时后，仪器检测VOCs值降为9.02mg/m3，去除率为82％。
Claims (1)
1.一种有效去除子囊霉素发酵尾气异味的方法，其特征在于，包括：
将发酵尾气依次通入次氯酸钠溶液、硫酸溶液和氢氧化钾溶液进行三级洗涤，最后以十二烷基硫酸钠溶液进行淋洗；
所述发酵尾气的主要成分包括氨、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、乙硫醚、乙酸乙酯和子囊霉素；
所述次氯酸钠溶液的浓度为0.1～5g/L所述硫酸溶液的浓度为0.0001～0.005mol/L；
所述氢氧化钾溶液的浓度为0.01～1g/L；
所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.1～8g/L；
所述发酵尾气的通气量为1～3m3/h；
容置次氯酸钠溶液的一级洗涤装置的径高比为1：(1～3)；
容置硫酸溶液的二级洗涤装置的径高比为1：(1～3)；
容置氢氧化钾溶液的三级洗涤装置的径高比为1：(1～3)；
容置十二烷基硫酸钠溶液的淋洗装置的径高比为1：(2～4)；
次氯酸钠溶液的体积为其容器容量的0.1～0.4倍；
硫酸溶液的体积为其容器容量的0.1～0.4倍；
氢氧化钾溶液的体积为其容器容量的0.1～0.4倍；
十二烷基硫酸钠溶液的体积为其容器容量的0.1～0.4倍；
容置次氯酸钠溶液的一级洗涤装置、容置硫酸溶液的二级洗涤装置、容置氢氧化钾溶液的三级洗涤装置中的气体导管分别采用分散式布局；
容置十二烷基硫酸钠溶液的淋洗装置中气流自下而上，喷淋液自上而下循环喷淋。
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