[发明专利]将二硫化物生物转化成单质硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将二硫化物生物转化成单质硫的方法。特别地，本发明涉及处理包含硫化合物(包括硫化氢)的气流(也称为酸性气体流)的方法，其中该气流在吸收塔中与液体碱性吸收剂接触以获得处理过的气流和包含二硫化物的液体碱性吸收剂，并且其中使用硫化物-氧化细菌将液体碱性吸收剂中的二硫化物生物转化成单质硫。

发明背景

通过硫化物-氧化细菌将二硫化物生物转化成单质硫的方法在本领域中是公知的。通常在此类方法中，已经用于从酸性气体流中吸收硫化氢并包含吸收的硫化氢(主要以二硫化物形式，但通常在一定程度上包含硫化物、多硫化物和/或溶解的硫化氢)的液体碱性吸收剂与硫化物-氧化细菌接触以便将溶解的硫化物(主要为二硫化物形式)转化成单质硫。在其它料流中，例如在废苛性料流中的二硫化物也可以在此类生物转化过程中转化成单质硫。

包括酸性气体吸收阶段并随后生物氧化溶解的硫化物的方法例如公开在WO92/10270、WO94/29227、WO98/57731、US2008/0190844和WO2005/092788中。

在现有技术的方法中，通过酸性气体吸收获得的含有二硫化物的碱性吸收剂与硫化物-氧化细菌在好氧生物反应器中接触以便将二硫化物转化成单质硫并获得再循环至吸收阶段的再生吸收剂。从部分再生吸收剂中回收单质硫。

在US2008/190844的方法中，描述了一种方法，其中借助阳离子混凝剂分离存在于所谓好氧硫生物反应器的流出物中的生物质和水溶液。该生物质可以再循环至该反应器，水溶液可以再循环至酸性气体吸收器或涤气器。不包含任何生物质的这种水溶液可以在好氧生物反应器中处理。

在例如WO94/29227中公开的方法中，溶解的硫化物用硫化物-氧化细菌氧化。在WO94/29227中提到，装载到生物反应器中的硫化物体积负荷优选低于1000毫克/升.小时，更优选低于200毫克/升.小时以避免过高的流出物硫化物浓度。在生物硫化物氧化法中，优选防止生物氧化至较高氧化的硫化合物如硫酸盐或化学氧化至硫代硫酸盐。在WO94/29227中提到，可以通过调节对生物反应器的氧供给来显著降低向较高氧化的硫化合物的氧化。提到了每摩尔硫化物0.5至1.5摩尔氧的优选范围。

但是在实践中已经发现，甚至在其中供应至生物反应器的氧的量已经控制在每摩尔硫化物0.5至1.5摩尔氧的范围内的情况下，仍可能形成不合意的大量硫酸盐和硫代硫酸盐。由此在本领域中需要改进的(硫代)硫酸盐形成的预防。

发明概述

通过以下方法实现该目的。用于将二硫化物生物转化成单质硫的方法，包括以下步骤：

a)在硫化物-氧化细菌的存在下和在厌氧条件下将溶解在水溶液中的二硫化物转化成单质硫以获得包含单质硫和用过的硫化物-氧化细菌的第一液体流出物；

b)在氧化剂的存在下再生步骤(a)中获得并包含在水溶液中的用过的硫化物-氧化细菌以获得包含再生的硫化物-氧化细菌的第二液体流出物；

c)从该第一和/或该第二液体流出物中分离单质硫；

d)在步骤(a)中使用再生的硫化物-氧化细菌作为该硫化物-氧化细菌。

申请人发现当按照上述方法进行二硫化物向单质硫的生物氧化时，朝向单质硫的选择性显著提高并且不期望的硫酸盐与硫代硫酸盐的生成减少。该方法的另一优点在于在步骤(a)中水溶液中的二硫化物含量可以高于先前的方法，而不会生成大量硫代硫酸盐作为副产物。这是有利的，因为其例如降低了反应器设备的尺寸或提高了现有设备的容量。申请人发现，二硫化物可以在厌氧条件下(即在不存在分子氧的情况下)被硫化物-氧化细菌选择性地氧化成单质硫。

本发明的方法的一个重要优点在于显著降低了硫酸盐的生物形成，并显著提高了朝向单质硫的选择性。不希望被任何理论束缚，据信在第一阶段中在厌氧条件下在单质硫的存在下将硫化物-氧化细菌暴露于二硫化物抑制该硫化物-氧化细菌中涉及二硫化物向硫酸盐的转化的酶体系，有利于涉及二硫化物和/或多硫化物向单质硫的选择性氧化的酶体系。

与现有技术的生物硫化物-氧化法相比，由于在富含二硫化物的溶液与分子氧之间不发生直接接触，还显著减少了二硫化物的化学氧化造成的硫代硫酸盐形成。

本发明的方法的另一优点在于由于较少形成不期望的氧化产物如硫酸盐和硫代硫酸盐，必须从该方法中清除以避免不期望化合物的过度积累的排出流可以减少，并由此在该方法中保持更大量的硫化物-氧化细菌，并且需要加入到该过程中的补充化学品(如任选的碱)更少。