[发明专利]工业碱性料流的生物处理

说明书

本发明涉及用于处理包含硫化物和碳酸盐的工业碱性料流的方法，包括以下步骤：a)提供包含硫化物和碳酸盐的工业碱性料流；b)将该工业碱性料流供应到包含硫化物氧化细菌的生物反应器，并且通过在氧气的存在下使该工业碱性料流经受硫化物氧化细菌并向生物反应器中供应pH调节剂以将pH维持在8至11的范围内从而将硫化物氧化为元素硫来从所述料流中除去硫化物，c)从生物反应器取出包含元素硫的经处理的工业碱性料流，其中在步骤b)中在将工业碱性料流供应到生物反应器之前，将硫化物氧化细菌的一部分从生物反应器移出并与工业碱性料流混合。

技术领域

本发明涉及一种用于生物处理工业碱性料流的方法。

背景技术

由于盐和污染物的混合物，许多工业过程产生造成环境处理挑战的碱性料流，并且如果不再需要该碱性料流，则可能出现安全处理此类料流的问题。工业碱性料流的一个实例是废烧碱，其是一种已被用尽并且不再可用的(即废的)工业苛性碱溶液。

已知不同的废烧碱。乙烯废烧碱来自乙烯裂解装置的裂解气的碱洗。该液体由碱洗塔产生。乙烯产品气体被H₂S(气体)和CO₂(气体)污染，并且那些污染物通过在碱洗塔中的吸收而产生NaHS(溶液)和Na₂CO₃(溶液)来除去。氢氧化钠被消耗并且所产生的废水(乙烯废烧碱)被硫化物和碳酸盐以及小部分的有机化合物所污染。

炼厂废烧碱来自多种来源：汽油的Merox处理；煤油/喷气燃料的Merox处理；以及LPG的碱洗/Merox处理。在这些料流中，将硫化物和有机酸从产物料流中除去而进入苛性碱相。氢氧化钠被消耗并且所产生的废水(对于汽油是含甲酚的废烧碱；对于煤油/喷气燃料是环烷的废烧碱；对于LPG是硫化物的废烧碱)通常被混合且被称为炼厂废烧碱。这种废烧碱被硫化物、碳酸盐以及在许多情况下大部分的重质有机酸污染。

另一种工业碱性料流是来自造纸过程的纸浆厂液体。纸浆厂的碱性料流包括通常称为白液、黑液和绿液的料流。绿液是由溶解来自牛皮纸(Kraft)回收炉的熔融物而产生。绿液通常包含碳酸钠(Na₂CO₃)、硫化钠(Na₂S)和氢氧化钠(NaOH)作为主要化合物。白液包含硫化钠和氢氧化钠作为主要组分，并且被碳酸盐污染。黑液包含木质素衍生物作为主要组分和硫化钠以及碳酸盐。

典型地，工业碱性料流被碳酸盐污染。由于在反应器和供应管线中出现不希望的碳酸盐沉淀，所以在工业碱性料流中碳酸盐的存在使得工业碱性料流的处理复杂化。

用于含硫化物的废烧碱的生物处理的方法在本领域是已知的，并且例如描述于WO9804503中。在WO9804503描述的方法中，将废烧碱溶液引入到含有硫化物氧化细菌的单好氧反应器中，并且通过将反应器中的氧化还原电位控制在低于-300mV的值(相对于Ag/AgCl电极)来将硫化物部分地转化为元素硫并且部分地转化为硫酸盐。所描述的方法的缺点是需要非常巨大的反应器来将废烧碱转化至足够低以满足排放到环境中的现代法规要求的水平。

WO2005044742公开涉及了使用生物氧化来处理含硫盐，具有回收溶解的盐的可能性。唯一的实施例公开了在其中处理水性溶液的方法，该水性溶液含有约75g/l的钠(3M)和45g/l的溶解的硫化物。将该溶液与尤其含有氮和磷源的营养液一起进料到在30℃的温度下连续操作的5升生物反应器，该生物反应器含有硫(碱)弧菌属(Thio(alkali)vibrio)菌株(包括菌株DSM 13738)。在生物反应器上部的气体再循环确保混合。为了将溶液中的氧化还原电位维持在相对于Ag/AgCl参比电极的以铂电极测量的-100至-450mV、优选-360至-430mV的值，将氧气添加到气体再循环中。利用玻璃电极测量pH。通过在气体再循环中注入CO₂气体，将pH控制在9至12，特别是在约10.5的值。硫(碱)弧菌属细菌将溶解的硫化物转化为元素硫。将来自生物反应器的流出物引导通过沉降器，在那里将硫从液体分离出来。