用于工业生物反应器给料的稳定分散形式的硫生物适应的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于工业生物反应器给料的稳定分散形式的硫（S）生物适应的系统，其包括：a）含有液体培养基的罐，所述液体培养基由上清液稀释液或一部分硫氧化细菌培养物组成，b）从所述罐进料的再循环泵，和c）喷射器，在其进口处连接于再循环泵，并且在其出口处连接回罐，使再循环线路闭合。在喷射器给料途径中存在细粉形式的S的供应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于工业生物反应器给料的稳定分散形式的硫（S）生物适应的系统，其包括：a）含有液体培养基的罐，所述液体培养基由上清液稀释液或一部分硫氧化细菌培养物组成，b）从所述罐进料的再循环泵，和c）喷射器，在其进口处连接于再循环泵，并且在其出口处连接回罐，使再循环线路闭合。在喷射器给料途径中存在细粉形式的S的供应。【专利说明】专利
本专利技术涉及用于工业生物反应器给料的稳定分散形式的硫生物适应的系统。此外，公开了用于工业生物反应器给料的稳定分散形式的硫生物适应的方法。专利技术背景生物浸取是生物采矿中最重要的过程，并且被定义为利用直接或间接微生物作用，将来自复合基质的金属溶解于酸性介质中的方法。用于这些过程中的微生物可以属于细菌或古细菌域，并且可以根据它们对于特定过程的实用性来归类。例如，我们可以区分硫和铁氧化微生物，其通常用于生物浸矿中。对于生物采矿操作，一般惯例是引入生物反应器，以产生生物质。这些生物反应器是基于细菌在其中增殖的液相(传统反应器)，或基于含有粘附细菌的固体填充床，溶液通过其进行渗滤(细胞柱反应器)。鉴于生物采矿细菌的铁和硫氧化过程的重要性，我们可以找到用于铁和硫氧化微生物的生物反应器，硫氧化微生物是本专利技术的焦点。在硫氧化微生物中，在涉及硫或还原硫化合物的工业过程中最常见和最广泛发现的是嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)。培养这些微生物中的必需步骤是给反应器供应细菌的天然底物，硫。所用的硫是细粉，大小在30至300 μ m之间，并且具有各种操作问题:首先，其是疏水的，因此不能溶解于生物反应器的含水酸性环境中；其次，当细粉与含氧空气，如大气接触时，其变成易燃的和爆炸性的，其使得需要连续进料的反应器定量进料变得复杂化；最后，工业生物反应器的大尺寸牵涉暂停用于将硫分配至反应器中的装载操作。如果发生风吹或其他相似现象，进料操作必须暂停。第一个陈述在生物质产生中具有重要后果。在任何硫氧化细菌培养物中，从添加接种物和硫的时间点开始，存在潜伏期，直至指数生长期。这很大程度上是由于硫的疏水性引起的，这意味着其作为用于微生物的底物不是立即可被生物利用的。对克服所有这些不便利性的硫进料系统存在需求。专利技术人已经设计了用于工业生物反应器进料的稳定分散形式或浓稠浆液的硫生物适应的系统和方法。所获得的硫分散体不再具有细硫粉末的易燃/爆炸特性。作为液体，可以将其掺入罐中，而没有与风吹或其他相似现象相关的操作问题。令人惊讶地，这种分散体确保细菌对硫的立即生物利用。这显著缩短了停滞期，并且可以缩短硫氧化细菌生物反应器中的生物质产生时间。本专利技术的系统包括通过连接到再循环线路的喷射器掺入细硫粉，再循环线路与辅助罐连接。所述液体介质是上清液稀释液或硫氧化细菌培养物的一部分。该系统提供了容易操作的均匀的硫液体悬浮液，因此避免了细硫粉的危险。所得到的硫分散体可以直接用作液相`反应器的底物。此外，如果使硫分散体变稠，并且将所得到的浆液用于制备生长培养基，则其可以用作填充床反应器的底物。此外，专利技术人已经发现了这种分散体或浆液允许硫的立即生物利用。如果所述分散体或浆液直接作为底物加入硫氧化细菌生物质产生生物反应器，则缩短了停滞期，因此也缩短了生物质产生时间。现有技术在现有技术中尚未发现有文献解决了本专利技术中提出的技术问题，本专利技术的目的是获得工业生物反应器给料中稳定分散形式的硫。然而，现有技术中已经认识到硫粉问题，如其易燃性和爆炸性。例如，美国专利3，779，884 (1974)公开了用于农业目的的硫分散体的方法。在此，将水相湍流用于使硫雾化，并且在水中产生细分散体。该系统含有循环设计，其中使硫通过泵，其对分散体施压。本专利技术不同于美国专利3，779，884，因为其使用由上清液稀释液或一部分硫氧化细菌培养物组成的液体培养基来代替水。此外，其使用喷射器系统来产生分散体。这些区别产生了可生物适应的硫分散体，其最终是稳定的，并且作为可以通过机械搅拌重悬浮的细粉轻轻倒出。另一方面，该分散体在水中是不稳定的，并且随着搅拌停止，硫依然保持漂浮在水表面上，产生肉眼可见的硫絮凝物。随后，我们发现了美国专利4，372，872(1983)，其描述了如何借助于强烈搅拌将熔融硫注入水流中来产生细硫悬浮液。然而，同一篇文献还提及了由于聚集在水中制备硫分散体有多么困难。此外，其表明了外部表面活性剂将是有帮助的，但没有对所述表面活性剂进行鉴定，也没有将其掺加到该过程中。美国申请2003/0185637A1 (2003)描述了用于运输含有硫粉的硫颗粒并且除去所述粉末的方法。该方法包括使用喷射器系统在硫颗粒上泵水，以产生含有硫颗粒和粉末的水溶液。然后，将含有硫粉和其他杂质的水与运送硫颗粒的水分离。最终，将水与硫颗粒分离，并且贮存干的硫颗粒。喷射器系统是现有技术公知的，并且用于将液体、气体或粉末物质掺入液体组合物中。例如，美国专利4，695，378(1987)描述了用于处理矿水的系统，其由喷射器组成来充气并将粉末状中和剂加入处理过的水中。在第二个实例中，美国专利6，988，823B2 (2006)描述了用于“润湿细固体”的系统，并且表明了通过所述技术，不溶性化合物可以产生均匀的分散体。该系统结合喷射器来混合粉末和水流。该文献没有使用再循环；而是描述了使用内部搅拌棒来混合溶液/分散体。总之，尽管存在一些解决方法来作为分散体运送硫粉，但这些已经证明了其在水中，与使用本专利技术的系统和方法获得的可生物适应的硫分散体相比不太稳定。现有技术中没有解决本专利技术中提出的技术问题，以获得用于给工业生物反应器给料的稳定分散体中的可生物适应的硫。所分析的文献中描述的用于细硫粉浆液或分散体的用途是用于农业部门，其中将硫用作杀真菌剂，并且从未如本专利技术那样，考虑用作反应器的进料，或用作微生物生长培养基。本专利技术的概述本专利技术涉及用于工业生物反应器给料的稳定分散形式的硫(S)生物适应的系统，其包括:a)含有液体培养基的罐，所述液体培养基由上清液稀释液或一部分硫氧化细菌培养物组成，b)从罐进料的再循环泵，和c)喷射器，在其进口处连接于再循环泵，并且在其出口处连接回罐，使再循环线路闭合。在喷射器的进料通路中，存在细粉形式的S供应。上清液或一部分硫氧化细菌培养物在含硫培养基中被稀释100至10倍。第二个方面，本专利技术公开了一种用于工业生物反应器给料的稳定分散形式的硫生物适应的方法，其包括:a)在含有液体培养基的罐中，启动通过再循环泵的再循环，所述液体培养基由上清液稀释液或一部分硫氧化细菌培养物组成；b)将细硫粉的供应连接到喷射器，喷射器在其进口处连接于再循环泵，在其出口处连接回存储器。通过喷射器内产生的抽吸使掺入的硫雾化。附图简述图1显示了本专利技术优选配置的流程图，并且包括:含有液体培养基的罐(1)，所述液体培养基含有上清液稀释液或一部分硫氧化细菌培养物；从罐(I)进料的再循环泵(2)，和在其进口处连接于再循环泵(2)并且在其出口处连接回罐(I)的喷射器(3)，使再循环回路闭合，并且其中喷射器(3)在其给料途径中有细硫粉的供应。图2显示了本专利技术的第二个优选配置的流程图。除了图1中所述的系统以外，这个配置还含有:在再循环泵(2)的出口处，用于指引流动的装置(4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于工业生物反应器给料的稳定分散形式的硫生物适应的系统，其中包括下列各项：a）含有液体培养基的罐（1），所述液体培养基由上清液稀释液或一部分硫氧化细菌培养物组成，b）从罐（1）进料的再循环泵（2），和c）喷射器（3），在其进口处连接于再循环泵（2），并且在其出口处连接回罐（1），使再循环线路闭合，并且在喷射器（3）的给料途径中有细硫粉的供应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·帕拉达瓦尔德堪托斯，S·加尔维斯阿芬达诺，R·巴蒂亚奥尔鲍姆，F·拉乌雷桑坦德尔，
申请(专利权)人：拜奥希格马股份有限公司，
类型：
国别省市：