RU2020143894A

RU2020143894A - Способ преобразования соединения серы

Info

Publication number: RU2020143894A
Application number: RU2020143894A
Authority: RU
Inventors: Йоханнес Бернардус Мария КЛОК; Марго ЭЛЗИНГА; Аннемик ТЕР ХЕЙНЕ; Сес Ян Нико БЕЙСМАН; Йоханнес ВЕЙНБЕЛТ
Original assignee: Пакелл Б.В.
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2022-07-11

Claims

1. Способ анаэробного био-электрохимического разложения органического соединения серы до бисульфида, включающий стадии, на которых:

а) засевают био-электрохимический элемент смешанной культурой микроорганизмов, полученной из анаэробно выращенной культуры, при этом смешанная культура содержит метаногены;

b) приводят микроорганизмы в контакт с органическим соединением серы;

с) дают возможность смешанной культуре микроорганизмов преобразовать органическое соединение серы в бисульфид путем прямого или косвенного переноса электронов от катода био-электрохимического элемента к соединению серы в анаэробных условиях.

2. Способ по п. 1, в котором анаэробно выращенная культура получена из ила анаэробного биореактора, такого как анаэробный ферментер, реактор анаэробного сбраживания, реактор анаэробного восстановления или реактор анаэробного извлечения ресурсов.

3. Способ по п. 2, в котором анаэробный биореактор представляет собой реактор с анаэробным слоем осадка в восходящем потоке (upflow anaerobic sludge blanket, UASB).

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором анаэробно выращенная культура получена со станции очистки городских сточных вод.

5. Способ по любому из пп. 2-4, в котором в анаэробный биореактор подают обогащенный метанолом поток.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором органическое соединение серы представляет собой тиол или полиорганическое полисульфидное соединение.

7. Способ по п. 6, в котором тиол представляет собой этантиол или пропантиол.

8. Способ по п. 7, в котором тиол представляет собой этантиол, индивидуально или в смеси, содержащей другие соединения серы.

9. Способ по п. 8, в котором другие соединения серы включают пропантиол.

10. Способ по п. 6, в котором полиорганическое полисульфидное соединение представляет собой диметилдисульфид (DMDS).

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором токсичное соединение преобразуют в менее токсичное соединение.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором содержание органического соединения серы путем преобразования в био-электрохимической системе уменьшают до уровня менее 100 частей на миллион.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором преобразование в бисульфид происходит путем косвенного переноса электронов от катода био-электрохимического элемента к соединению серы.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором условиями процесса являются 30 градусов Цельсия, 0,8 М Na⁺ и рН в диапазоне от 8,5 до 10.

15. Способ по любому из предшествующих пунктов, который осуществляют при окислительно-восстановительном потенциале в диапазоне от 0 до -2000 мВ относительно стандартного электрода Ag/AgCl.

16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором помимо метаногенов смешанная культура дополнительно включает одно или несколько семейств микроорганизмов, выбранных из группы, состоящей из Halomonadaceae, Clostridiaceae 2, Idiomarinaceae, Peptostreptococcaceae, Eubacteriaceae, Rhodobacteraceae, Synergistaceae, ML635J-40 aquatic group, Spirochaetaceae, Erysipelotrichaceae, Ectothiorhodospiraceae и Thermoanaerobacterales Family XIV.

17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором микроорганизмы в смешанной культуре являются катодофильными.

18. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии с) микроорганизмы присутствуют в водном растворе в форме планктонных клеток.

19. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором микроорганизмы присутствуют на поверхности катода в форме биопленки.

20. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором материал поверхности катода содержит углерод или металл, при этом, углерод, необязательно, представляет собой графит.

21. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию абсорбции, на которой органические соединения серы абсорбируют из исходной газовой смеси, содержащей соединения серы, обедненным соединениями серы водным раствором, получая, таким образом, газ, обедненный соединениями серы, и водную смесь, содержащую органическое соединение серы.

22. Способ по п. 21, в котором образующийся бисульфид удаляют из водной смеси путем десорбции, проводимой между водным раствором и газом, обедненным соединениями серы, с получением, тем самым, обедненного водного раствора.

23. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катод представляет собой газодиффузионный электрод, на который подают газ, содержащий соединения серы.

24. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором также бензол, толуол, этилбензол или ксилол преобразуют в метан путем прямого или косвенного переноса электронов от катода био-электрохимического элемента к бензолу, толуолу, этилбензолу или ксилолу.

25. Способ по любому из пп. 22-24, в котором обедненный водный раствор используют на стадии абсорбции в качестве водного раствора, обедненного соединениями серы.

26. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором образовавшийся бисульфид преобразуют в элементарную серу путем биологического окисления бисульфида.

27. Способ преобразования соединения серы в бисульфид путем прямого или косвенного переноса электронов от катода био-электрохимического элемента к соединению серы в анаэробных условиях и в присутствии метаногенов.

28. Способ по п. 24, в котором также присутствуют анаэробные или факультативные анаэробные бактерии.

29. Способ по любому из пп. 27, 28, в котором соединение серы представляет собой этантиол, индивидуально или в смеси, содержащей другие соединения серы.

30. Способ по п. 29, в котором другие соединения серы включают пропантиол.

31. Применение смешанной культуры микроорганизмов из ила анаэробного биореактора для анаэробного био-электрохимического разложения органического соединения серы до бисульфида.