一種生物處理黃磷尾氣中磷化氫氣體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種生物處理黃磷尾氣中磷化氫氣體的方法，屬于廢氣領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]黃磷是一種非常重要的、無法替代的化工原料，用它作原料可以生產(chǎn)出磷酸、農(nóng)藥、洗滌劑、磷肥等數(shù)百種產(chǎn)品，廣泛使用在肥料工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)藥工業(yè)、電子工業(yè)、紡織工業(yè)、飼料工業(yè)、玻璃工業(yè)、冶金工業(yè)和陶瓷工業(yè)等，在國防工業(yè)上也有重要地位；但它的生產(chǎn)過程卻是高能耗和高污染的。所謂高能耗，因為每生產(chǎn)一噸黃磷至少要消耗14000千瓦時電和1.6噸焦炭，所以有些地方將它稱為“載能工業(yè)”，在能源越來越緊的時代，黃磷生產(chǎn)常常作為限產(chǎn)對象；所謂高污染，是它在生產(chǎn)過程中，要產(chǎn)生許多的廢氣、廢水、廢渣。
[0003]目前我國的黃磷總產(chǎn)量達180萬噸，居世界首位。黃磷生產(chǎn)企業(yè)約150家，生產(chǎn)裝置主要分布在云南、貴州、四川、湖北四省。黃磷生產(chǎn)需要消耗大量的能源，并對周圍環(huán)境帶來極大影響，是典型的資源型產(chǎn)業(yè)。黃磷生產(chǎn)能耗大、成本高，已成為制約磷化工發(fā)展的主要因素。
[0004]目前國內(nèi)外企業(yè)絕大多數(shù)都使用電爐法生產(chǎn)黃磷。其生產(chǎn)原理是將磷礦石和還原劑焦丁在電爐的高溫下起還原反應(yīng)，將五氧化二磷中的磷還原成單質(zhì)磷，同時產(chǎn)生出大量的尾氣。每生產(chǎn)I噸黃磷約產(chǎn)生2500?3000標準立方米的黃磷尾氣，除了 20%?25%的黃磷尾氣用于烘干原料外，大部分都放空燃燒掉。這種生產(chǎn)方式除了浪費大量的能源外，還排放大量二氧化碳，污染環(huán)境。目前黃磷的吸收系統(tǒng)都無法將煙氣里的磷吸收干凈，總有少量的磷、硫化氫和磷化氫在排空后燃燒成五氧化二磷、二氧化硫，遇水后變成磷酸、硫酸，形成酸雨，對環(huán)境造成危害，同時造成CO資源嚴重浪費。
[0005]在當(dāng)前資源短缺、能源緊張、環(huán)境污染嚴重的情況下，黃磷尾氣的凈化與綜合利用，是黃磷生產(chǎn)實現(xiàn)節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)的一個重要途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前傳統(tǒng)處理黃磷尾氣需要消耗大量的催化劑，而且工藝復(fù)雜，處理費用高的弊端，提供了一種生物處理黃磷尾氣中磷化氫氣體的方法，該方法通過攝磷菌能在好氧的環(huán)境下吸收磷的特性，進行培養(yǎng)和馴化高效除磷的攝磷菌，并將選出的攝磷菌培養(yǎng)在培養(yǎng)基中，再將培養(yǎng)基負載在生物轉(zhuǎn)盤上，將轉(zhuǎn)盤放入水中，并將磷化氫氣體向水中進行曝氣，該方法利用磷化氫氣體融入水，利用攝磷菌在好氧的環(huán)境下吸收磷的特性進行除磷，該方法除磷效果顯著，而且攝磷菌通過自身代謝可以重復(fù)循環(huán)使用，降低了處理成本。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種生物處理黃磷尾氣中磷化氫氣體的方法，其具體制備步驟為:
(I)取從活性污泥混合液和有機廢水中經(jīng)過培養(yǎng)和馴化后，選取攝磷效果明顯的攝磷菌菌種，將其放入培養(yǎng)基中；
(2)把上述攝磷菌菌種的培養(yǎng)基負載在生物轉(zhuǎn)盤上，之后安裝負載菌種的生物轉(zhuǎn)盤在水中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤，使盤面50%浸在水中，另外50%暴露在空氣中；
(3)將黃磷尾氣通過曝氣栗向水中進行曝氣，使磷化氫氣體溶于水，曝氣同時打開生物轉(zhuǎn)盤，并設(shè)置轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為2?4轉(zhuǎn)/分鐘。
[0008]所述的攝磷菌菌種的培養(yǎng)和馴化方法為:
(1)按體積百分比計，分別選取20%富含反硝化攝磷菌的活性污泥混合液，79.9%的有機廢水和0.1%的乳化劑，放入混合均勻組成接種液；
(2)先測量其酸堿性，用鹽酸或氫氧化鈉將其pH值調(diào)節(jié)到7，然后使菌種在混合接種液內(nèi)馴化時間I?2個月；
(3)將菌種液稀釋一倍后倒在缺磷培養(yǎng)基上，控制溫度為20?30°C，培養(yǎng)10?20天，培養(yǎng)期間進行仔細觀察；
(4)菌種以1000r/ min離心出來，之后用100?150mL的無菌蒸餾水進洗滌，洗滌干凈后進行離心分離，取上清液，仔細觀察后選取一個微生物菌種多且分布均勻的一個平板，進行平板劃線培養(yǎng)，保持溫度在30?40°C ;
(5)將上述培養(yǎng)得到的菌株分別放入富磷培養(yǎng)液上，在20?30°C下，200r/min的環(huán)境中振蕩培養(yǎng)3?5天；
(6)在無菌條件下將增菌液用水稀釋一倍后加入到上述的培養(yǎng)液中，在10?30r/min的厭氧環(huán)境中振蕩培養(yǎng)4?5h后加入總質(zhì)量5?1mg的正磷酸鹽，然后曝氣使溶解氧濃度為2?4mg/L，時間為10?20h ；
(7)取8?10mL菌液，濾紙過濾取澄清的無菌液體培養(yǎng)基，測定接種后PO43 — P含量的變化，選出攝磷效果最為明顯的攝磷菌菌種。
[0009]
本發(fā)明的應(yīng)用方法是:取從活性污泥混合液和有機廢水中經(jīng)過培養(yǎng)和馴化后，選取攝磷效果明顯的攝磷菌菌種，將其放入培養(yǎng)基中，把攝磷菌菌種的培養(yǎng)基負載在生物轉(zhuǎn)盤上，之后安裝負載菌種的生物轉(zhuǎn)盤在水中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤，使盤面50%浸在水中，另外50%暴露在空氣中，將黃磷尾氣通過曝氣栗向水中進行曝氣，使磷化氫氣體溶于水，曝氣同時打開生物轉(zhuǎn)盤，并設(shè)置轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為2?4轉(zhuǎn)/分鐘，經(jīng)測定，通過水時磷化氫濃度為200mg/m3，經(jīng)過處理后排出的磷化氫氣體濃度為20mg/m3，去除率達到90%。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
(1)該方法通過攝磷菌自身代謝可以重復(fù)循環(huán)使用，降低了處理成本；
(2)該方法除磷化氫氣體效果顯著，吸收率達到90%以上。
【具體實施方式】
[0011]取從活性污泥混合液和有機廢水中經(jīng)過培養(yǎng)和馴化后，選取攝磷效果明顯的攝磷菌菌種，將其放入培養(yǎng)基中；把攝磷菌菌種的培養(yǎng)基負載在生物轉(zhuǎn)盤上，之后安裝負載菌種的生物轉(zhuǎn)盤在水中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤，使盤面50%浸在水中，另外50%暴露在空氣中；黃磷尾氣通過曝氣栗向水中進行曝氣，使磷化氫氣體溶于水，曝氣同時打開生物轉(zhuǎn)盤，并設(shè)置轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為2?4轉(zhuǎn)/分鐘。
[0012]所述的攝磷菌菌種的培養(yǎng)和馴化方法為:
按體積百分比計，分別選取20%富含反硝化攝磷菌的活性污泥混合液，79.9%的有機廢水和0.1%的乳化劑，放入混合均勻組成接種液；先測量其酸堿性，用鹽酸或氫氧化鈉將其PH值調(diào)節(jié)到7，然后使菌種在混合接種液內(nèi)馴化時間I?2個月；將菌種液稀釋一倍后倒在缺磷培養(yǎng)基上，控制溫度為20?30°C，培養(yǎng)10?20天，培養(yǎng)期間進行仔細觀察；菌種以1000r / min離心出來，之后用100?150mL的無菌蒸餾水進洗滌，洗滌干凈后進行離心分離，取上清液，仔細觀察后選取一個微生物菌種多且分布均勻的一個平板，進行平板劃線培養(yǎng)，保持溫度在30?40°C ;將培養(yǎng)得到的菌株分別放入富磷培養(yǎng)液上，在20?30°C下，200r/min的環(huán)境中振蕩培養(yǎng)3?5天；在無菌條件下將增菌液用水稀釋一倍后加入到上述的培養(yǎng)液中，在10?30r/min的厭氧環(huán)境中振蕩培養(yǎng)4?5h后加入總質(zhì)量5?1mg的正磷酸鹽，然后曝氣使溶解氧濃度為2?4mg/L，時間為10?20h ;取8?10 mL菌液，濾紙過濾取澄清的無菌液體培養(yǎng)基，測定接種后PO43 -P含量的變化，選出攝磷效果最為明顯的攝憐囷囷種。
[0013]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:取從活性污泥混合液和有機廢水中經(jīng)過培養(yǎng)和馴化后，選取攝磷效果明顯的攝磷菌菌種，將其放入培養(yǎng)基中，把攝磷菌菌種的培養(yǎng)基負載在生物轉(zhuǎn)盤上，之后安裝負載菌種的生物轉(zhuǎn)盤在水中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤，使盤面50%浸在水中，另外50%暴露在空氣中，將黃磷尾氣通過曝氣栗向水中進行曝氣，使磷化氫氣體溶于水，曝氣同時打開生物轉(zhuǎn)盤，并設(shè)置轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為2?4轉(zhuǎn)/分鐘，經(jīng)測定，通過水時磷化氫濃度為200mg/m3，經(jīng)過處理后排出的磷化氫氣體濃度為20mg/m3，去除率達到90%。
[0014]實例I
取從活性污泥混合液和有機廢水中經(jīng)過培養(yǎng)和馴化后，選取攝磷效果明顯的攝磷菌菌種，將其放入培養(yǎng)基中；把攝磷菌菌種的培養(yǎng)基負載在生物轉(zhuǎn)盤上，之后安裝負載菌種的生物轉(zhuǎn)盤在水中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤，使盤面50%浸在水中，另外50%暴露在空氣中；黃磷尾氣通過曝氣栗