生物硫磺的分离方法技术

本发明专利技术属于环保净化技术，涉及生物硫磺的分离方法，该方法包括：将含生物硫磺的物料与酶制剂接触，进行酶解处理，得到酶解后的物料；将所述酶解后的物料在外加电压的情况下，与改性剂接触进行絮凝处理，得到絮凝后的产物，对所述絮凝后的产物进行固液分离，得到生物硫磺；其中，所述酶制剂为能够降解生物多聚物的酶制剂。本发明专利技术能够快速高效将生物硫和出水分离，适用于天然气、沼气、燃煤烟气、含硫废水等微生物脱硫工艺中硫回收处理单元的产物，操作简单、电耗低、复合酶制剂和改性剂添加量小、对环境友好，生物硫回收率可达到95％以上，硫磺纯度可达90％以上。纯度可达90％以上。

【技术实现步骤摘要】
生物硫磺的分离方法


[0001]本专利技术涉及环保净化领域，具体涉及一种生物硫磺的分离方法。

技术介绍

[0002]生物脱硫技术是80年代发展起来的常规脱硫替代新工艺，具有许多优点。如不需要催化剂和氧化剂，不需要处理化学污泥，产生很少生物污染，低能耗、回收硫、效率高、无臭味等。缺点是过程不易控制，条件要求苛刻等。
[0003]由生物转化得到的单质硫(生物硫)在多个特性方面，与自然界的化学硫单质有着很大的不同。Lettinga等人通过探究这种由微生物转化得到的生物硫的特性，以及观察这种生物硫的形貌特征，发现这种生物硫，表面非常粗糙，凹凸不平，表面的凸起部分是各种各样的生物大分子多聚物，附着在生物硫颗粒的表面，和化学硫磺颗粒形成鲜明的对比，化学硫磺颗粒的表面是非常光滑的，而且化学硫磺颗粒呈规则的几何立体形状。他发现，这些生物硫颗粒表面的长链多聚物还带有负电荷，对硫颗粒的聚集沉淀有明显的负作用，所以生物转化得到的单质硫呈现胶体状态，不易沉降聚集，在水中呈悬浮状态，很难从水中分离。
[0004]目前常用的颗粒物的分离方法，主要有重力沉降法、离心沉淀法、絮凝沉淀法、气浮法等。关于生物硫磺的分离方法，目前的研究主要集中在硫化物去除过程中对生物硫的分离研究。
[0005]Janssen等研究发现生物硫颗粒表面带负电荷，因此，他们提出采用絮凝沉降的方法，通过向含生物硫颗粒的水体中投加阳离子絮凝剂而达到分离目的。李亚新等认为采用絮凝沉降法可将生物硫颗粒从水体中分离出来，但由于絮凝剂会将生物硫颗粒包裹在内部，对后续的溶剂萃取结晶提纯造成很大的困难。
[0006]李亚新等研究了硫化物经无色硫细菌生物氧化反应器处理后，从出水中回收单质硫，提出采用“慢滤池过滤
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刮砂
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萃取
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蒸馏”的工艺来实现单质硫的回收，通过控制慢砂滤池中过滤的滤速，可实现76.1％～80.0％的单质硫回收率。此工艺路线虽然可行，但是，由于萃取的费用昂贵，经济成本过高，而且毒性很大，所以工程化应用有待考究。
[0007]荷兰Shell
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Paques公司采用气浮的方法回收生物硫颗粒，其工艺设备主要由气浮池、斜板沉淀池、真空转鼓过滤机、热交换器和硫离心分离器等组成，其主要原理是通过加压气浮或者溶气气浮等气浮方式，将生物硫颗粒吹脱至水体表面，再通过表面刮板，将生物硫颗粒刮离水体，并经进一步的离心分离，最终实现生物硫颗粒的分离。但是，此方法不仅能耗较大，经济成本较高，而且生物硫颗粒在浮选过程中易被空气氧化，亦不适于大规模使用。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种生物硫磺的分离方法，该方法通过添加酶制剂以及改性剂结合电极法实现生物硫磺的分离，能够快速高效地分离
生物硫，且操作简单、成本低廉、对环境友好，且生物硫回收率和硫磺纯度高。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供一种生物硫磺的分离方法，该方法包括：将含生物硫磺的物料与酶制剂接触，进行酶解处理，得到酶解后的物料；将所述酶解后的物料在外加电压的情况下，与改性剂接触进行絮凝处理，得到絮凝后的产物，对所述絮凝后的产物进行固液分离，得到生物硫磺；
[0010]其中，所述酶制剂为能够降解生物多聚物的酶制剂。
[0011]优选地，所述酶制剂选自蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、核酸酶和溶菌酶中至少一种。
[0012]优选地，所述改性剂包含絮凝剂、表面活性剂和稳定剂。
[0013]本专利技术所述的生物硫磺的分离方法能将生物硫磺颗粒表面附着的大分子多聚物分解为生物小分子，并将其作为微生物营养源利用，使得生物硫表面带负电附着物减少，可Zeta电位绝对值降低至10mV以下，沉降性能变好。进而采用外加电压和改性剂促进生物硫颗粒的凝聚、聚合，形成颗粒团簇，可使硫颗粒粒度快速增大至40μm以上，生物硫颗粒在重力作用下迅速沉降而得到分离。
[0014]本专利技术能够快速高效将生物硫和出水分离，清液可循环使用，操作简单、电耗低，酶制剂和改性剂添加量小，对环境友好，生物硫回收率可达到95％以上，硫磺纯度可达90％以上。
[0015]本专利技术所述的生物硫磺分离方法，可用于处理来自天然气、沼气、燃煤烟气、含硫废水等微生物脱硫工艺中硫回收处理单元的物料。
具体实施方式
[0016]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0017]本专利技术提供一种生物硫磺的分离方法，该方法包括：将含生物硫磺的物料与酶制剂接触，进行酶解处理，得到酶解后的物料；将所述酶解后的物料在外加电压的情况下，与改性剂接触进行絮凝处理，得到絮凝后的产物，对所述絮凝后的产物进行固液分离，得到生物硫磺；其中，所述酶制剂为能够降解生物多聚物的酶制剂。
[0018]在本专利技术中，所述含生物硫磺的物料可以来自于天然气、沼气、燃煤烟气、含硫废水等微生物脱硫工艺中硫回收处理单元。一般来说，所述物料中硫磺颗粒的表面会附着有生物多聚物，比如多糖、蛋白和脂类等等。
[0019]优选地，所述含生物硫磺的物料中，生物硫磺的含量为0.1
‑
10mg/L，更优选为0.5
‑
5mg/L。
[0020]其中，生物硫磺含量的测定方法采用亚硫酸盐法，参见文献Reduction of produced elementary sulfur indenitrifying sulfide removal process.Environmental biotechnology,2011,90:1129
‑
1136.。
[0021]优选地，所述含生物硫磺的物料中，生物硫磺的颗粒粒径为10μm以下，Zeta电位为40mV以上。
[0022]优选地，所述酶制剂选自蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、核酸酶和溶菌酶中至少一种。
[0023]优选地，所述蛋白酶选自木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶中的至少一种。
[0024]优选地，所述纤维素酶选自β
‑
葡聚糖酶、木聚糖酶和β
‑
葡萄糖苷酶中的至少一种。
[0025]在本专利技术中，所述酶制剂均可通过商购获得。
[0026]优选地，相比于1g生物硫磺，所述蛋白酶的用量为100
‑
5000U(比如可以为100、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000U以及任意两个值之间组成的任意范围)。
[0027]优选地，相比于1g生物硫磺，所述纤维素酶的用量为50
‑
1000U(比如可以为50、100、200、400、600、80本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物硫磺的分离方法，其特征在于，该方法包括：将含生物硫磺的物料与酶制剂接触，进行酶解处理，得到酶解后的物料；将所述酶解后的物料在外加电压的情况下，与改性剂接触进行絮凝处理，得到絮凝后的产物，对所述絮凝后的产物进行固液分离，得到生物硫磺；其中，所述酶制剂为能够降解生物多聚物的酶制剂。2.根据权利要求1所述的分离方法，其中，所述含生物硫磺的物料中，生物硫磺的含量为0.1
‑
10mg/L，优选为0.5
‑
5mg/L；和/或所述含生物硫磺的物料中，生物硫磺的颗粒粒径为10μm以下，Zeta电位为40mV以上。3.根据权利要求1或2所述的分离方法，其中，所述酶制剂选自蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、核酸酶和溶菌酶中至少一种；优选地，相比于1g生物硫磺，所述蛋白酶的用量为100
‑
5000U；优选地，相比于1g生物硫磺，所述纤维素酶的用量为50
‑
1000U；优选地，相比于1g生物硫磺，所述脂肪酶的用量为10
‑
500U；优选地，相比于1g生物硫磺，所述核酸酶的用量为10
‑
500U；优选地，相比于1g生物硫磺，所述溶菌酶的用量为10
‑
200U。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的分离方法，其中，所述酶制剂包含蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、核酸酶和溶菌酶；其中，相比于1g生物硫磺，所述蛋白酶的用量为200
‑
3000U；所述纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱燕，赵运生，孔凡敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：