202770. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hulladékgázokban lévő kéntartalmú szennyezőanyagok mikrobiológiai átalakítására
HU 202770B A találmány tárgya eljárás hulladékgázokban levő kéntartalmú szennyezőanyagok mikrobiológiai átalakítására. A találmány szerinti eljárással főleg H2S, CS2 és/vagy COS, továbbá tioalkohol, tioéterek és tiofénszármazékok átalakítása végezhető el híg savvá, továbbá ennek - főleg a műszálgyártás hulladékgázaból történő - eltávolítása. Ismert, hogy a fent említett szennyezőket tartalmazó levegőt égetőlevegőként hasznosítjuk a gőztermelésben, vagy szennyvíztisztító berendezésként hasznosítják a gőztermelésben, vagy szennyvíztisztító berendezésekben levegőztetésre. A mindenkori oxigénszükséglet azonban mennyiségileg korlátozott, és a legtöbb esetben az ártalmatlanná teendő szennyezett levegő, illetve hulladékgáz mennyisége tetemesen meghaladja a fenti célokra felhasználható mennyiséget, így ezen rossz szagú, káros anyagokat viszonylag kis koncentrációban tartalmazó hulladékgázok teljes mennyiségének az eltüntetése meg nem oldott probléma. H2S és CS2 viszkóza-hulladékgá/okból történő elváalsztására adszorpciós eljárások ismeretesek. H2S például kálium-jodiddal impregnált, nagypórusos aktívszénen adszorbeálható, míg CS2 kispórusos aktívszénen köthető meg. A kénre nézve kimerült aktívszenet folyékony szén-diszulfiddal regenerálják; a kánsavat vízzel mossák ki; a szén-diszulfidot vízgőzzel deszorbeáltátják. Egy másik eljárás szerint a hidrogén-szulfid oxidálásához nehézfémekben szegény szenet használnak fel. A kisebb mennyiségben képződő kénsavat ammóniával semlegesítik. A két eljárás szerint a hidrogén-szulfid oxidálása és a szén-diszulfid adszorbeáltatása egy lépésben, de magasabb koncentrációk esetén két lépésben is végezhető el. Kombinált eljárások is ismertek, ahol a hidrogénszulfidot lúgos mosással, a szén-diszulfidot aktívszénen történő adszorbeál tatással távolítják el. A fenti eljárások egyike sem alkalmas az olyan szennygázok kezelésére, amelyek viszonylag nagy mennyiségben keletkeznek és csak kis koncentrációban tartalmazzák a káros anyagokat. A 32 17 9923 sz. NSZK-beli szabadalom leírás olyan eljárást ismertet, amelynek során a biológiailag lebontható szennyezőket porlasztott vízben abszorbeálják és töltőtestágyon települt aerób mikroorganizmusok segítségével lebontják. A találmány feladata olyan módszer kialakítása volt, amellyel a fenti káros anyagok kis koncentráció esetén is ártalmatlanná tehetők, és a keletkező vegyületek vagy eladásra alkalmas termékek, vagy hasznosíthatók, vagy legalább messzemenően közömbösek. A találmány lényege abban van, hogy a hulladékgázt olyan töltőtest-reaktoron keresztül vezetjük, amelynek töltőtesteit mindig nedvesen tartjuk 15- 30 °C-on, előnyösen 20-25 °C-on, 7 alatti pH érték mellett és a Thiobacillaceae családba tartozó, immobilizált mikroorganizmusokkal, előnyösen Thiobacillus thiooxidans mikroorganizmussal betelepítettük, majd a mikroorganizmusok által oxidált káros anyagokat, előnyösen savas kénvegyületeket tartalmazó, lecsúrgó folyadékot semlegesítjük, a semlegesítéskor keletkező sókat kicsapjuk, kiszűrjük és a körfolyamatból eltávolítjuk, míg az oldott 1 sókat tartalmazó folyadékot - a térfogatveszteség vízzel való pótlása után - visszavezetjük a körfolyamatba. A találmány lényeges kiviteli alakjai az aligénypontokból vehetők ki. A találmány szerinti eljárás során felhasználható mikroorganizmusok u. kénbaktériumok, és nem tiszta tenyészetet, hanem vegyes populációt képeznek. A gyakorlatban előnyösen úgy járunk el, hogy a töltőtesteket az üzemi szennyvíztisztítóban tároljuk, aminek során a szennyvíztisztítóban levő baktériumok rátelepednek. A töltő testekkel együtt a bioreaktorba került mikroorganizmusok az ott uralkodó körülményekhez (tápanyagkínálathoz) automatikusan adaptálódnak, azaz az ott nem életképes baktériumok már az üzembehelyezés első fázisában elhalnak, csak az adott szennygáz tisztítására képes baktériumok maradnak életben. Erre a természetes kiválasztódásra nem gyakorolunk hatást. Az így kapott tenyészet viszonylag hosszú életű. Kiviteli példa A találmányt egy kiviteli példa kapcsán, a csatolt rajz segítségével közelebbről ismertetjük. A vágott szál, cellulóz üveg, cellulóz bél vagy végtelen cellulóz fonal előállítása során egy tonna termékre számítva 50 000 - 70 000 m3 hulladékgáz keletkezik, amely az eljárási művelettől függő koncentrációban hidrogén-szulfidot, szén-diszulfidot és/vagy karbonil-szulfidot tartalmaz (erősgáz és gyengegáz áramáról is beszélünk). A koncentráltabb erősgáz a kénkomponensek gazdaságos visszanyerésére használható fel. A gyengegáz előnyösen legfeljebb 3000 ppm szén-diszulfidot, 1000 ppm hidrogén-szulfidot és/vagy szénoxid-szulfidot tartalmaz, és minden esetre a bűze miatt problémás. Ennek a gáznak egy részét 30 cm átmérőjű, 115 liter hasznos térfogatú kísérleti reaktorban tisztítjuk. A reaktort kitöltő töltőtestek az üzemi szennyvíztisztító fölös iszapjából származó baktériumokkal telepítjük be, többnyire a Thiobacillaceae családjához tartozó baktériumokról van szó. Mintegy egy hét adaptációs idő elteltével a baktériumokat a töltőtesteken immobilizáltuk. A tisztítandó szennygáz lentről felfelé áramlik át a reaktoron, míg elleáramban mintegy 20-100 1/óra vizet szivattyúzunk át a reaktoron, a keletkezett anyagcseretermékek eltávolítása céljából. A vizet körfolyamatban vezetjük, és a folyamatos üzemben, mielőtt a víz belépése a reaktorba, pH-ját 7 értékre állítjuk. A később példaként megnevezett esetekben a pH- érték, ahogy halad a folyadék a reaktoron keresztül, 1-5 pH egységgel csökken. Az anyagcseretermékek eltávolítására óránként mintegy 1 liter vizet elvezetünk a körfolyamatból, ezt friss vízzel pótoljuk. Az elvezetett vízből a keletkezett szulfátot meszes vízzel csaphatjuk ki, így a semlegesítéshez használt lúg egy részét visszanyerjük. A mikroorganizmusok nyomelemekkel és szervetlen anyagokkal, így foszforral és nitrogénnel történő ellátása céljából megfelelő összetételű tápoldatot, illetve nyomelemek sóit keverjük a friss vízhez, a Thiobacülaceae tenyésztéséhez szokásos módon. A kéntartalmú komponenseket a mikroorganizmusok az alábbi egyenletek szerint alakítják át: 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
