一种提高生物硫颗粒中硫含量的系统及方法技术方案

本发明专利技术一种提高生物硫磺中硫含量的系统及方法，包括生物硫磺分离单元、第一生物硫磺沉降单元、生物硫磺处理单元、第二生物硫磺沉降单元、生物硫磺清洗单元、第三生物硫磺沉降单元；生物硫磺溶液进入生物硫磺分离单元，通过搅拌处理后，进入第一生物硫磺沉降单元；沉降后的生物硫磺进入生物硫磺处理单元，搅拌曝气条件下，盐单胞菌降解、利用硫颗粒上的有机物后，进入第二生物硫磺沉降单元；经过生物清洗清洗单元后进入第三生物硫磺沉降单元，最后经过离心脱水处理，获得高纯度的硫磺颗粒，硫元素的含量可达到99%以上，而且系统结构简单、加工方便、利于放大，运行中不需要高温，综合处理成本低，是一种高效、低成本的生物硫颗粒纯化系统和方法。化系统和方法。化系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
一种提高生物硫颗粒中硫含量的系统及方法


[0001]本专利技术属于环境工程领域，尤其涉及一种提高生物硫颗粒中硫含量的系统及方法。

技术介绍

[0002]硫化氢是一种无色、臭鸡蛋气味的有毒气体，往往存在于天然气、沼气、炼厂气等。硫化氢不仅对输送管道、设备产生强烈的腐蚀作用，而且其燃烧产物二氧化硫也是产生酸雨和雾霾的重要原因。近年来，随着我国环保排放要求的日趋严格，对含硫化氢气体进行有效的脱硫处理已经显得越发重要。与传统物理、化学方法相比，生物脱硫技术具有条件温和、无二次污染、不会堵塞系统等优点。生物脱硫技术可以在常温常压下将气体中的硫化氢快速吸收下来，并在微生物的作用下氧化生成单质硫，并以生物硫磺的形式从体系中排出，达到脱硫的目的。
[0003]随着生物脱硫技术的广泛应用，生物硫磺的产量逐年增加。寻找生物硫磺的利用及资源化方法是控制硫污染和实现硫循环的关键。生物脱硫过程中产生的生物硫磺颗粒具有良好的亲水性，可以做为农药、采矿等行业的原料。但是由于此类应用的规模有限，难以消化大量的生物硫磺。将生物硫磺制备硫酸，并进入工业硫循环体系，是一种循环利用硫资源的新思路。用于制备硫酸的硫磺纯度要求达到99%以上，而生物硫磺由于存在有机外膜等组分，硫元素的含量一般低于90%，难以直接生产硫酸。因此，对生物硫磺进行纯化是很有必要的。目前有研究者采用高温熔融生物硫颗粒的方法，提高硫元素的含量，这种方法需要高温处理，而且会产生大量的含硫废气，此外，此方法连续工作的能力较差，难以工业化应用。本方法将提供一种提高生物硫颗粒中硫含量的系统及方法，将为生物硫磺进入工业硫循环体系提供技术支撑。

技术实现思路

[0004]为解决现有生物脱硫技术中产生的生物硫磺中硫元素的含量较低，无法达到制备硫酸的纯度，本专利技术提供一种提高生物硫颗粒中硫含量的系统及方法，利用异养微生物破环生物硫磺的有机外膜，降解、利用其中有机物的方法，提高生物硫磺中硫元素的含量。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种提高生物硫颗粒中硫含量的系统，包括生物硫磺分离单元、第一生物硫磺沉降单元、生物硫磺处理单元、第二生物硫磺沉降单元、生物硫磺清洗单元、第三生物硫磺沉降单元；所述生物硫磺分离单元为圆柱形反应器，设有进水口、进料口、出料口和排污口；所述生物硫磺分离单元设有搅拌装置；所述第一生物硫磺沉降单元为圆柱形反应器，设有进料口、出料口和排水口；所述生物硫磺沉降单元底部为锥型，出料口位于锥型底部的底部；第二生物硫磺沉降单元和第三生物硫磺沉降单元与第一生物硫磺沉降单元结构相同；
所述生物硫磺处理单元为圆柱形反应器，设有进液口、进料口、出料口、排污口及搅拌装置；所述生物硫磺处理单元底部设有曝气装置，所述生物硫磺处理单元内设有溶氧检测器、pH检测器、温度检测器；所述生物硫磺清洗单元为圆柱形反应器，设有进水口、进料口、出料口和排污口；所述生物硫磺清洗单元设有搅拌装置；上述各单元间通过管道连接，并配有阀门控制；其中，生物硫磺分离单元的出料口与第一生物硫磺沉降单元的进料口相连，第一生物硫磺沉降单元的出料口与生物硫磺处理单元的进料口相连，生物硫磺处理单元出料口与第二生物硫磺沉降单元的进料口相连，第二生物硫磺沉降单元的出料口与生物硫磺清洗单元的进料口相连，生物硫磺清洗单元出料口与第三生物硫磺沉降单元的进料口相连，生物硫磺由沉第三生物硫磺降单元的出料口排出，第三生物硫磺沉降单元的出料口连接离心机，脱水后得到高纯度硫磺颗粒。
[0006]本专利技术还提供了一种提高生物硫颗粒中硫含量的方法，包括以下步骤：（1）将生物脱硫工艺获得的生物硫磺溶液加入到生物硫磺分离单元，通过搅拌处理后进入第一生物硫磺沉降单元；（2）步骤（1）得到的生物硫磺溶液进入生物硫磺处理单元，加入盐溶液，通过搅拌、曝气处理后进入第二生物硫磺沉降单元；（3）步骤（2）得到的生物硫磺溶液进入生物硫磺清洗单元，通过搅拌处理后进入第三生物硫磺沉降单元，沉降的生物硫磺溶液经过离心机离心脱水后，得到硫含量在99%以上的生物硫磺颗粒。
[0007]生物硫磺分离单元将残留在生物硫磺颗粒上的硫氧化微生物，通过搅拌的方式进行两者分离，经过重力沉降后，得到的生物硫颗粒进入生物硫磺处理单元，通过盐单胞菌的作用，降解生物硫颗粒中的有机物，提高生物硫颗粒中硫元素的含量，接着再将沉淀得到的生物硫颗粒进行搅拌清洗，除去掺杂在生物硫颗粒中的盐单胞菌和盐分，最后通过沉降单元和离心处理，得到纯度更高的硫颗粒。
[0008]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（1）还包括以下步骤：从生物硫磺分离单元进水口加入水，至生物硫磺的含量为1wt.%
‑
2 wt.%。
[0009]作为本专利技术的一种改进，在步骤（2）中，所述盐溶液的pH为7.0
‑
8.0，所述盐溶液的浓度为1.0
‑
1.5mol/L，所述步骤（1）得到的生物硫磺与盐溶液的质量比为0.05
‑
0.1:1。
[0010]作为本专利技术的一种改进，所述盐溶液包括0
‑
100 g/L NaCl、0.1
‑
1.0 g/L NH4Cl、0.1
‑
1.0 g/L KNO3、0.5
‑
5.0 g/L K2HPO4和0.05
‑
0.3 g/L MgCl2。
[0011]作为本专利技术的一种改进，在步骤（2）中，所述生物硫磺处理单元中还加入微生物，所述微生物为盐单胞菌；优选地，按总体积5%
‑
10%的接种量加入培养好的盐单胞菌。
[0012]作为本专利技术的一种改进，所述盐单胞菌为Halomonas halophila（CGMCC 1.9002））、Halomonas shengliensis（CGMCC1.7432）中的一种或多种。
[0013]作为本专利技术的一种改进，在步骤（2）中，所述生物硫磺处理单元的温度为25
‑
35℃，溶氧为0.5
‑
3.5mg/L；优选地，生物硫磺处理单元的温度为30
‑
32℃，溶氧为2.5
‑
3.0mg/L。
[0014]作为本专利技术的一种改进，在步骤（2）中，所述步骤（1）中搅拌速度为200
‑
1200rpm，时间为20
‑
40分钟，所述步骤（2）中搅拌速度为200
‑
400rpm，时间为24
‑
72小时；所述步骤（3）中搅拌速度为200
‑
1200rpm，时间为20
‑
40分钟。
[0015]作为本专利技术的一种改进，所述步骤（3）还包括以下步骤：从生物硫磺清洗单元进水口加入水，至生物硫磺的含量为1wt.%
‑
2 wt.%。
[0016]本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术利用微生物对有机物的降解和利用的作用，提高生物硫颗粒中硫元素的含量，达到99%以上。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高生物硫颗粒中硫含量的系统，其特征在于，包括生物硫磺分离单元、第一生物硫磺沉降单元、生物硫磺处理单元、第二生物硫磺沉降单元、生物硫磺清洗单元、第三生物硫磺沉降单元；所述生物硫磺分离单元为圆柱形反应器，设有进水口、进料口、出料口和排污口；所述生物硫磺分离单元设有搅拌装置；所述第一生物硫磺沉降单元为圆柱形反应器，设有进料口、出料口和排水口；所述生物硫磺沉降单元底部为锥型，出料口位于锥型底部的底部；第二生物硫磺沉降单元和第三生物硫磺沉降单元与第一生物硫磺沉降单元结构相同；所述生物硫磺处理单元为圆柱形反应器，设有进液口、进料口、出料口、排污口及搅拌装置；所述生物硫磺处理单元底部设有曝气装置，所述生物硫磺处理单元内设有溶氧检测器、pH检测器、温度检测器；所述生物硫磺清洗单元为圆柱形反应器，设有进水口、进料口、出料口和排污口；所述生物硫磺清洗单元设有搅拌装置；上述各单元间通过管道连接，并配有阀门控制；其中，生物硫磺分离单元的出料口与第一生物硫磺沉降单元的进料口相连，第一生物硫磺沉降单元的出料口与生物硫磺处理单元的进料口相连，生物硫磺处理单元出料口与第二生物硫磺沉降单元的进料口相连，第二生物硫磺沉降单元的出料口与生物硫磺清洗单元的进料口相连，生物硫磺清洗单元出料口与第三生物硫磺沉降单元的进料口相连，第三生物硫磺沉降单元的出料口连接离心机。2.一种利用如权利要求1所述的提高生物硫颗粒中硫含量的系统进行提高生物硫颗粒中硫含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将生物脱硫工艺获得的生物硫磺溶液加入到生物硫磺分离单元，通过搅拌处理后进入第一生物硫磺沉降单元；（2）步骤（1）得到的生物硫磺溶液进入生物硫磺处理单元，加入盐溶液，通过搅拌、曝气处理后进入第二生物硫磺沉降单元；（3）步骤（2）得到的生物硫磺溶液进入生物硫磺清洗单元，通过搅拌处理后进入第三生物硫磺沉降单元，沉降的生物硫磺溶液经过离心机离心脱水后，得到硫含量在99%以上的生物硫磺颗粒。3.根据权利要求2所述的一种提高生物硫颗粒中硫含量的方法，其特征在于，所述步骤（1）还包括以下步骤：从生物硫磺分离单元进水口加入水，至生物硫磺的含量为1wt.%
‑
2 wt.%。4.根据权利要求2所述的一种提高生物硫颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐斌，杨茂华，施键，邢建民，穆廷桢，苗得露，
申请(专利权)人：雅邦绿色过程与新材料研究院南京有限公司，
类型：发明
国别省市：