CS277304B6

CS277304B6 - Process of microbiological conversion of sulfur-containing noxious substances in waste gases

Info

Publication number: CS277304B6
Application number: CS886870A
Authority: CS
Inventors: Ludwig Berzaczy; Walter Etzenberger; Lothar Dr Dipl Ing Kloimstein; Erwin Dipl Ing Niedermayer; Alfred Prof Dr Dipl In Schmidt; Andreas Dr Dipl In Windsperger
Original assignee: Waagner Biro Ag; Glanzstoff Austria Ges M B H
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1993-01-13
Also published as: HU202770B; ES2040809T3; AT388313B; CN1013735B; EP0312958A1; HUT51172A; JPH01231925A; SU1837945A3; DD275621A5; ATA275287A; US4968622A; EP0312958B1; BG51254A3; PL275352A1; CS687088A3; PT88794B; DE3880425D1; PL158304B1; CN1039190A; CA1302930C

Description

Vynález se týká způsobu mikrobiologické přeměny síru obsahujících škodlivých látek v odpadních plynech, výhodně sirovodíku, sirouhlíku a/nebo karbonylsulfidu, ale také thioalkoholů, thioetherů a thiofenů, na zředěné kyseliny a jejich odstranění, obzvláště z odpadních plynů z výroby umělých vláken.

Je.známé, že se vzduch smísený s výše uvedenými škodlivými látkami likviduje jako spalovací vzduch've výrobnách páry, nebo že se používá jako provzdušňovací médium v čiřících zařízeních odpadních vod. Vzhledem k tomu, že spotřeba kyslíku představuje množství ohraničující kriterium, odpadá ve většině případů likvidovaný znečištěný odpadní vzduch, popřípadě odpadní plyn ve stále větším množství, čímž se stává úplná likvidace těchto odporně zapáchajících odpadních plynů s relativně nepatrnou koncentrací škodlivých plynů neřešitelným problémem.

Známé jsou dále adsorpční postupy pro odlučování sirovodíku a sirouhlíku z odpadních plynů z výroby viskózy. Tak se může například sirovodík adsorbovat na aktivní uhlí s hrubými póry, impregnované jodidem draselným, zatímco sirouhlík se adsorbuje na aktivní uhlí s úzkými póry. Regenerace sírou nasyceného aktivního uhlí se provádí kapalným sirouhlíkem; kyselina sírová se vymývá vodou; sirouhlík se desorbuje vodní párou. Při jiných způsobech se pro oxidaci sirovodíku používá uhlí chudé na těžké kovy. V nepatrném množství se tvořící kyselina sírová se neutralizuje amoniakem.

Oba dva uvedené způsoby se mohou provádět ve dvou pracovních stupních - oxidace sirovodíku a adsorpce sirouhlíku v jednom adsorbéru, nebo při vyšší koncentraci škodlivých látek také ve dvou oddělených adsorbérech.

Dále se používají kombinované způsoby, sestávající z alkalického praní pro odstranění sirovodíku a z adsorpce sirouhlíku na aktivním uhlí.

Také poslední jmenované způsoby nejsou vhodné pro čištění větších množství odpadních plynů s nepatrnou koncentrací škodlivých látek.

Předložený vynález tedy řeší úkol, zneškodnit výše uvažované škodlivé komponenty také v nepatrných koncentracích a učinit vznikající sloučeniny bud schopné prodeje, nebo použití v provozu.

Výše uváděné nevýhody byly odstraněny vypracováním postupu, jehož podstata spočívá v tom, že se odpadní plyn vede přes náplňový reaktor, jehož výplňová tělíska se udržují stále vlhká a jsou potažena imobilizovanými mikroorganismy rodu Thiobacillaceae, jako je výhodně Thiobacillus thiooxidans, a z výplňových tělísek odkapávající kapalina, která obsahuje mikroorganismy oxidované škodlivé látky, výhodně kyselé sirné sloučeniny, se neutralizuje, přičemž oxidované škodlivé sloučeniny se přemění na soli, které se částečně odtahují, a objemová ztráta se doplňuje čistou vodou, zatímco zbytková kapalina s rozpustnými solemi zůstává v·systému.

*r

Odpadní plyn se vede výhodně v protiproudu ke kapalině, smáčející výplňová tělíska, která v podstatě sestává z recirkulované kapaliny obsahující soli, obzvláště síranové ionty a je doplňována stopovými prvky obohacenou čerstvou vodou nebo vyčištěnou odpadní vodúu, takže přírůstek iontů mezi přitékající a odtékající kapalinou se ze systému odstraňuje.

Kapalina odtékající z reaktoru se v odkalovací nádrži neutralizuje přídavkem hydroxidu sodného nebo hydroxidu draselného a přírůstek iontů se odvádí.

Odváděný roztok se zbaví přídavkem hydroxidu vápenatého síranových iontů a vzniklé vápenaté soli se odtáhnou, zatímco vzniklý alkalický roztok, obsahující obzvláště hydroxid sodný a/nebo hydroxid draselný se recirkuluje do odkalovací nádrže a v oblasti reaktoru se dodržuje hranice rozpustnosti.

Při postupu podle předloženého vynálezu se v reaktoru udržuje teplota v rozmezí 15 až 30 °C, výhodně 15- až 25 °C, přičemž sirné bakterie, které se tvoří v biologické čistírně odpadních vod, sepřed svým použitím imobilizují na běžná výplňová tělíska.

Vynález je blíže objasněn na základě příkladu a schematického provozního schéma.

Příklad

Při výrobě střižových vláken, celofánu, celulózových střev nebo nekonečné příze vzniká odpadní plyn v množství asi 50 000 až

000 N m³/t výrobku, který podle stupně výroby obsahuje různé koncentrace sirovodíku, sirouhlíku a/nebo karbonylsulfidu (silný proud plynu, slabý proud plynu). Silný plyn se může všeobecně odebírat k hospodárnému zpětnému získávání sirných komponent. U slabého plynu se vyskytují v každém případě problémy se zápachem, přičemž tento obsahuje výhodně až 3 000 ppm sirouhlíku a 1 000 ppm sirovodíku a/nebo karbonylsulfidu. Část tohoto odpadního plynu se čistí ve zkušebním reaktoru o průměru 30 cm a využitelném obsahu 115 litrů. Tento reaktor je naplněn výplňovými tělísky, která jsou potažena bakteriemi, pocházejícími z kalu z odpadní vody z průmyslového čiřicího zařízení. Tyto bakterie převážně náležejí do rodu Thiobacillaceae. Tyto bakterie se po době adaptace imobilizují po dobu asi jednoho týdne na výplňová tělíska.

Čištěný odpadní plyn proudí reaktorem odspoda nahoru, přičemž v protiproudu k němu je vedena voda v množství 20 až 100 litrů za hodinu pro odtransportování vznikajících produktů látkové přeměny. Tato voda se recykluje, přičemž před vstupem do reaktoru probíhá v kontinuálním provozu regulace hodnoty pH na 3 až 10. Při průchodu kolonou klesne hodnota pH u dále uváděných příkladů o asi 1 až 5 jednotek pH.

Pro odtransportování vytvořených produktů látkové přeměny se z oběhu odebírá asi 1 litr kapaliny za hodinu a nahrazuje se čerstvou vodou. Vytvořený síran se může z odebraného proudu vysrážet vápennou vodou, přičemž probíhá částečné zpětné získáváCS 277304 B6 ní při neutralizaci dodávaného louhu.

Aby se uspokojily nároky organismů na stopové prvky a anorganické látky, jako je fosfor a dusík, přimíchává se odpovídající živný roztok, popřípadě soli stopových prvků, do čerstvé vody, stejně, jako se to používá při pěstování Thiobacillaceae. Přeměna síru obsahujících komponent pomocí bakterií probíhá podle následuj ících rovnic:

h₂s + 2 o₂ h₂so₄

CS₂ + 4 O₂ + 2 H₂O —> COS + 2 O₂ + H₂O — V následujících tabulkách popřípadě sirouhlíku v závislost	2 H₂SO₄ + C0₂ h₂so₄ + co₂ je uváděno odlučování sirovodíku :i na množství procházejícího ply·
nu: 1) Odlučování	sirovodíku
proud plynu	koncentrace	koncentrace odloučení
m³/h	v sur. plynu obj. ppm	v čistém plynu obj. ppm	%
10	20	nezj istitelná	100
15	20	nezjistitelná	100
20	20	stopy	100
30	20	1	95
40	20	4	80

2) Odlučování sirouhlíku

proud plynu m³/h	koncentrace v sur. plynu obj. ppm	koncentrace v čistém plynu obj. ppm	odloučení %
10	80	nezjistitelná	100
15	90	7	92
20	90	8	91
30	80	19	78
40	80	42	42

Z reaktoru odtékající produkty látkové přeměny se neutralizují louhem (hydroxid sodný nebo hydroxid draselný), takže vznikají v podstatě rozpustné soli, které se recyklují. Aby se zabránilo hromadění solí v recyklované kapalině, odtahuje se z neutralizační nádoby množství solného roztoku, odpovídající přírůstku iontů v reaktoru a toto množství kapaliny se nahradí čerstvou vodou. Vzhledem k tomu, že hydroxid sodný a/nebo draselný je relativně drahý, může se jeho část zpětně získávat přídavkem vápenné vody, přičemž reakce probíhá podle následující rovnice:

Na₂SO₄ + Ca (OH) ₂ —> 2 NaOH + CaSO₄

Síran vápenatý vypadává, popřípadě se může zahustit, zatímco zbytek je relativně chudý na sírany a v tomto smyslu se může odvádět přes biologickou čistírnu nebo také vracet pro interní recyklovanou kapalinu.

Na připojeném výkresu je znázorněno proudové schéma předmětného postupu.

V chemickém závodě 1 pro výrobu střižových vláken, celofánu, celulosových střev nebo nekonečné příze odpadá vedle odpadního plynu také síru obsahující odpadní voda, která se biologicky čistí v čistírně 2 odpadních vod. Čistá voda, pokud se nepoužívá pro interní okruhy, se odvádí do kanalizace 3. V biologické čistírně odpadních vod se tvoří sirné bakterie, které se imobilizují na běžná výplňová tělíska. Tato výplňová tělíska se naplní do náplňového reaktoru 4 a zde se udržují neustále ve vlhkém stavu, k čemuž je obzvláště vhodná čistá voda obohacená živnými látkami se sirnými bakteriemi z čistírny 2 odpadních vod.

Přes náplňový reaktor 4 se v protiproudu ke kapalině vede odpadní plyn z chemického závodu, přiváděný vedením 5, přechází do styku se zvlhčovači kapalinou výplňových tělísek a prochází vrstvou těchto výplňových tělísek, přičemž bakterie vážou sirné podíly tohoto odpadního plynu a jako produkt svojí látkové přeměny tvoří kyselinu sírovou, která se rozpouští v odkapávající kapalině a shromažďuje se v patě 6 náplňového reaktoru 4.

Tento roztok obsahující kyselinu se v dalším reaktoru 2 mísí s louhem, obzvláště s hydroxidem sodným nebo hydroxidem draselným, takže se tvoří sůl, která se přivádí do třetího reaktoru 8. V tomto třetím reaktoru 8 se rozpustné soli převedou přídavkem vápenného mléka na v podstatě nerozpustné krystaly, které se z provozu odvádějí do deponií 9, popřípadě se mohou dále zhodnocovat .

Zbytek chudý na síranové ionty se může odvádět přes biologickou čistírnu do kanalizace 2· Kapalina odpadající v reaktoru 3 je v podstatě rozpuštěný hydroxid sodný nebo hydroxid draselný a zavádí se pro vyloučení ztrát chemikálií zpět do reaktoru 7. Oddělení obou reaktorů 2 ^a 8 má v podstatě ten význam, aby se dosáhlo koncentrace roztoku a na druhé straně také oddělení bakteriologického procesu od procesu sádrového, takže tvorba krystalů v reaktoru 2 j® vědomě uzavřená.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob mikrobiologické přeměny síru obsahujících škodlivých látek v odpadních plynech, obzvláště sirovodíku, sirouhlíku a nebo karbonyIsulfidu, ale také thioalkoholů, thioetherů a thiofenů, na zředěné kyseliny a jejich odstranění, obzvláště z odpadních plynů z výroby umělých vláken, vyznačující se tím, že se odpadní plyn vede přes náplňový reaktor, jehož výplňová tělíska se udržují neustále vlhká a jsou potažena zmobilizovanými mikroorganismy z rodu Thiobacillaceae, jako je například Bacillus thiooxidans, a kapalina odkapávající z výplňových tělísek, která obsahuje mikroorganismy oxidované škodlivé látky, především kyselé sloučeniny síry, se neutralizuje, přičemž se oxidované škodlivé látky přemění na soli, které se zčásti odvádějí a objemová ztráta se doplňuje čistou vodou, zatímco zbylá kapalina s rozpuštěnými solemi zůstává dále v systému.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se odpadní plyn vede v protiproudu ke kapalině, smáčející výplňová tělíska, která v podstatě sestává z recirkulované kapaliny obsahující soli, obzvláště síranové ionty, a z čerstvé vody smísené se stopovými prvky, popřípadě vyčištěné odpadní vody, přičemž přírůstek, iontů mezi přitékající a odtékající kapalinou se ze systému odpouští.
3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že se kapalina odtékající z reaktoru neutralizuje v odkalovací nádrži přídavkem hydroxidu sodného nebo hydroxidu draselného a přírůstek iontů se odvádí.
4. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že se v odváděném roztoku vysráží síranové ionty přídavkem hydroxidu vápenatého a vzniklé vápenaté soli se odstraní, zatímco vzniklý roztok obsahující louh, obzvláště obsahující hydroxid sodný a/nebo hydroxid draselný, se recirkuluje do odkalovací nádrže a v oblasti reaktoru se udržují hranice rozpustnosti.
5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že s v reaktoru udržuje teplota v rozmezí 15 až 30 °C, výhodně 20 až 25 °C.
6. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se sirné bakterie, vytvořené v biologické čistírně odpadních vod, imobilizují na běžná výplňová tělíska.