专利名称：一种生物活性碳及利用其去除油田储油罐中H<sub>2</sub>S的方法
—种生物活性碳及利用其去除油田储油罐中H2S的方法技术领域
本发明公开了一种生物活性碳及利用该生物活性碳去除油田储油罐中H2S的方法。
背景技术：
生物活性炭是以颗粒活性炭为载体富集微生物后可形成生物膜，通过生物膜的生物降解和活性炭的吸附作用可去除污染物，同时生物膜还可生物降解活性炭吸附的部分污染物使活性炭再生，从而大大延长了活性炭的使用周期。但目前生物活性炭的应用主要集中在饮用水的净化处理领域。
随着石油化工业的发展，石化企业的恶臭污染日益严重，特别是含有硫化氢的恶臭气体危害更加显著。去除硫化氢的方法一般采用物理化学法，如吸附法、吸收法、氧化法等。虽然这些方法在国际上已广泛应用于工业生产中，并且积累了丰富的经验，但是，它们都存在着投资大、高能耗以及产生二次污染等缺点，不符合环保要求。油田生产区分布有许多大型储油罐，罐中释放出的H2S对现场工作人员的身心健康及周围环境造成了严重的危害。但是，目前还没有一种专门针对油田储油罐硫化氢污染的有效解决方法。发明内容
本发明的目的之一在于提供一种生物活性碳，该生物活性碳主要用于去除污染气体中的硫化氢。
为此，本发明提供的生物活性碳，该生物活性碳包括改性活性碳和吸附在改性活性碳上的硫酸盐氧化菌，其特征在于，所述生物活性碳采用下述方法制备
步骤一，制备改性活性碳
将干燥活性碳用质量分数为20%的NaOH溶液浸泡24小时后，在110°C温度下干燥浸泡后的活性碳制得改性活性碳；
步骤二，选育硫酸盐氧化菌
( I)将取自污水处理厂回流污泥中的活性污泥加入到液体培养基M1中后在30°C恒温条件下振动培养3飞天，得到菌液，其中活性污泥与液体培养基M1的体积比为I :10 ；
所述液体培养基M1的配方为
蒸馏水IOOmL;
Na2S2O3 0. 5g ；
NH4Cl :0. Olg;
NaHPO4 · 12Η20 :0· 05g ;
MgCl2 · 6Η20 :0· 02g ;
NaHCO3 0. Ig ；
(2)将菌液在富集营养基M2中连续转接培养直至培养液的吸光度值为O. 6^0. 8 时，所得的培养液为硫酸盐氧化菌液；在转接培养过程中，第一次接入到富集营养基M2中的待培养菌液为步骤(I)得到的菌液，以后每次接入到富集营养基M2中的待培养菌液为上一轮培养的菌液，并且，每次所加的待培养菌液与富集营养基M2的体积比为1 9 ;每次在 30°C条件下振动培养3飞天后检测培养液的吸光度；
所述富集营养基M2的配方为
蒸馏水IOOmL;
Na2S2O3:1 g、
NH4Cl :0.2g、
K2HPO4 :0. 3g、
MgCl2 · 6H20 0. 05g、
CaCl2 0. 02g ；
pH 为7±0.5;
步骤三，改性活性碳吸附硫酸盐氧化菌并驯化
首先，将改性活性碳填充于柱中；
接着，在填充有改性活性碳的柱中循环滴加含有NaS2的硫酸盐氧化菌液，直至柱流出液的NaS2去除率A彡90% ；
然后，向柱中连续通入含有H2S气体的空气直至柱排出气体中的H2S去除率 B 彡 95% ；
最后，将柱中的填充物在20_40°C条件下干燥至其含水率为3(Γ40%即得生物活性碳;
其中=NaS2去除率A的计算如(式I)所示
A = (° , ( X 100% (式 I)(O
(式I)中CQ为含有NaS2的硫酸盐氧化菌液中NaS2的摩尔浓度；
C’为柱流出液中NaS2的摩尔浓度；
H2S去除率B的计算如(式2)所示
B =差^· X 100% (式 2 )go
(式2)中g(l为柱进口处气体中的H2S的摩尔浓度；
g’为柱排出气体中H2S的摩尔浓度。
优选的,上述的活性碳的粒径为O. 5mm-lmm。
优选的，上述含有NaS2的硫酸盐氧化菌液中的NaS2质量浓度为5mg/L。
优选的，上述通入柱中的含有H2S气体的空气中H2S气体的浓度为lmg/L，且通气量为 O. 5L/min。
本发明提供的生物活性碳是在活性炭表面及孔隙中生长大量的硫氧化细菌，利用改性活性炭吸附H2S和硫氧化细菌对H2S进行转化对污染气体中的H2S气体进行去除，其转化反应式如(式3)所示
H2S+02=H20+S (式 3)
该生物活性炭具有对H2S具有很强的吸附和转化能力，对污染气体中的H2S具有很好的去除效率。
本发明的另一目的在于提供一种上述生物活性碳去除油田储油罐中H2S的方法， 具体是将填充有生物活性碳的装置放在油田储油罐口，利用生物活性碳吸附从储油罐中排出的气体中的H2S,所述装置底部开设有进气孔。
在去除过程中每f 2个月于装置中的生物活性碳上喷洒营养液，该营养液的配方为
蒸馏水IOOmL;
Na2S2O3 0. 5g ；
NH4Cl 0. Olg ；
NaHPO4 · 12H20 0. 05g ；
MgCl2 · 6H20 0. 02g ；
NaHCO3 0. Ig0
上述装置为筒式装置，该所述筒式装置的外壁上设有搭耳；所述筒式装置上部设有筒盖，该筒盖的侧壁开设有排气孔。
优选的，生物活性碳在上述筒式装置中的填充厚度为筒式装置高度的三分之二。
本发明提供的油田储油罐中H2S的去除方法具有下列特点
(I)活性炭改性与微生物处理相结合，在常温条件下即能达到良好的有毒有害气体的去除效果，且效果持久。
(2)改性活性炭能够显著提高对有毒有害气体H2S的吸附容量，所吸附的H2S作为营养基质供给微生物，使得微生物生物膜有稳定的基质供给，提高了 H2S的去除效果，其去除率为90%以上，这样使活性碳在不需要再生的情况下可在较长时间内维持较高的去除效率。
以下结合附图
与具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。
图I为筒式装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开的生物活性碳的制备方法为在填充有改性活性碳的柱(内径为5cm， 高30cm的有机玻璃柱或其他器皿中循环滴加含有NaS2的硫酸盐氧化菌液，直至柱流出液的NaS2去除率A彡90%,接着向柱中按照O. 5L/min的通气量连续通入含有H2S气体的空气 (H2S的浓度为lmg/L)进行驯化，检测柱排出气体中H2S去除率B ^ 95%时，生物活性炭驯化结束；将柱中的填充物在2(T40°C条件下干燥使其含水率在3(Γ40%即得生物活性碳。其中含有NaS2的硫酸盐氧化菌液中的NaS2质量浓度为5mg/L ；NaS2去除率A的计算如(式I) 所示
权利要求
1.一种生物活性碳，该生物活性碳包括改性活性碳和吸附在改性活性碳上的硫酸盐氧化菌，其特征在于，所述生物活性碳采用下述方法制备步骤一，制备改性活性碳将干燥活性碳用质量分数为20%的NaOH溶液浸泡24小时后,在110°C温度下干燥浸泡后的活性碳制得改性活性碳；步骤二，选育硫酸盐氧化菌(1)将取自污水处理厂回流污泥中的活性污泥加入到液体培养基M1中后在30°C恒温条件下振动培养3飞天，得到菌液，其中活性污泥与液体培养基M1的体积比为I :10 ；所述液体培养基M1的配方为蒸懼水IOOmL ；Na2S2O3 :0· 5g ；NH4Cl 0. Olg ；NaHPO4 · 12H20 0. 05g ；MgCl2 · 6H20 0. 02g ；NaHCO3 0. Ig ；(2)将菌液在富集营养基M2中连续转接培养直至培养液的吸光度值为O.6^0. 8时，所得的培养液为硫酸盐氧化菌液；在转接培养过程中，第一次接入到富集营养基M2中的待培养菌液为步骤(I)得到的菌液，以后每次接入到富集营养基M2中的待培养菌液为上一轮培养的菌液，并且，每次所加的待培养菌液与富集营养基M2的体积比为1 9 ;每次在30°C条件下振动培养3飞天后检测培养液的吸光度；所述富集营养基M2的配方为蒸懼水IOOmL ；Na2S2O3 :lg、NH4Cl 0. 2g、K2HPO4 0. 3g、MgCl2 · 6H20 0. 05g、CaCl2 0. 02g ； pH 为7±0. 5 ；步骤三，改性活性碳吸附硫酸盐氧化菌并驯化首先，将改性活性碳填充于柱中；接着，在填充有改性活性碳的柱中循环滴加含有NaS2的硫酸盐氧化菌液，直至柱流出液的NaS2去除率A彡90% ；然后，向柱中连续通入含有H2S气体的空气直至柱排出气体中的H2S去除率B ^ 95% ； 最后，将柱中的填充物在20-40°C条件下干燥至其含水率为3(Γ40%即得生物活性碳； 其中=NaS2去除率A的计算如(式I)所示 (式I)中=Ctl为含有NaS2的硫酸盐氧化菌液中NaS2的摩尔浓度；C’为柱流出液中NaS2的摩尔浓度；H2S去除率B的计算如(式2)所示B = go~^ xi00%(式 2) g0(式2)中g(l为柱进口处气体中的H2S的摩尔浓度； g’为柱排出气体中H2S的摩尔浓度。
2.如权利要求I所述的生物活性碳，其特征在于，所述的活性碳的粒径为O.5mnTlmm。
3.如权利要求I所述的生物活性碳，其特征在于，所述含有NaS2的硫酸盐氧化菌液中的NaS2质量浓度为5mg/L。
4.如权利要求I所述的生物活性碳，其特征在于，所述通入柱中的含有H2S气体的空气中H2S气体的浓度为lmg/L，且通气量为O. 5L/min。
5.一种利用权利要求I所述的生物活性碳去除油田储油罐中H2S的方法，其特征在于， 将填充有生物活性碳的装置放在油田储油罐口，利用生物活性碳吸附从储油罐中排出的气体中的H2S,所述装置底部开设有进气孔。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在去除过程中每f2个月于装置中的生物活性碳上喷洒营养液，该营养液的配方为蒸懼水IOOmL ；Na2S2O3 :0· 5g ；NH4Cl 0. Olg ；NaHPO4 · 12H20 0. 05g ；MgCl2 · 6H20 0. 02g ；NaHCO3 0. Ig0
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述装置为筒式装置，该所述筒式装置的外壁上设有搭耳；所述筒式装置上部设有筒盖，该筒盖的侧壁开设有排气孔。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，生物活性碳在筒式装置中的填充厚度为筒式装置高度的三分之二。
全文摘要
本发明公开了一种生物活性碳及利用其去除油田储油罐中H2S的方法，以有效去除油田储油罐中的H2S污染气体。所公开的生物活性碳由经氢氧化钠溶液改性的活性碳和吸附在该改性活性碳上的硫酸盐氧化菌组成；利用上述生物活性碳去除储油罐中H2S气体时，将填充有上述生物活性碳的装置放置在储油罐口，利用改性活性碳的吸附作用和微生物的降解作用对由储油罐中的H2S进行去除，去除过程中改性活性碳吸附的H2S可作为微生物的营养基质，这样活性碳无需再生即可在较长时间内保持对H2S较高的去除效率。
文档编号B01D53/02GK102935330SQ20121044197
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者刘永军, 刘孝坤, 张爱宁 申请人:西安建筑科技大学