CN101037271A - 将含硫化合物转化为单质硫的生物脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

一种通过高效生物反应器以及一体化自动控制能够脱除烟气、废水中含硫化合物并回收单质硫的装置。本发明的脱硫装置主要由SO2吸收塔，硫酸盐还原厌氧反应器，H2S吸收罐，单质硫生成反应器，硫沉淀池，循环泵，压滤机，和硫储存罐组成。

Description

将含硫化合物转化为单质硫的生物脱硫装置
技术领域
一种将含硫化合物转化为单质硫的生物脱硫装置。具体的说是一套通过高效生物反应器以及一体化自动控制能够脱除烟气、废水中含硫化合物并回收单质硫的装置。
背景技术
在大气环境中，人类制造排放的二氧化硫已成为首要污染物，在我国尤为严重。我国最主要的一次性能源是煤炭，约占我国能源消耗量的70％。煤炭中通常含有0.25％～7％的硫，在燃烧过程中生成的SO2随烟道气排入大气，造成酸雨。据统计，2005年全国二氧化硫排放总量为2549万吨，超过总量控制目标(1800万吨)749万吨，其中工业二氧化硫的总排放量为2168万吨。目前我国SO2的年排放量已经超过欧洲和美国居世界首位，其中SO2污染范围已达国土面积的40％。因此研究和开发防治SO2污染的脱硫技术已经迫在眉睫。
硫酸盐在厌氧环境下会产生H2S，严重腐蚀处理设施和排水管道，且气味恶臭，严重污染大气，人吸入后会引起不良反应，严重者会有生命危险。另外硫酸盐废水排入水体会使受纳水体酸化，pH降低，危害水生生物；排入农田会破坏土壤结构，使土壤板结，减少农作物产量及降低农产品品质。目前，我国很多城市的地下水已经受到不同程度的硫酸盐污染，寻求行之有效的硫酸盐废水处理工艺设备早已成为环境工程界普遍关注的问题。硫酸盐废水来源广泛，许多工业废水，比如食品(糖蜜、海产品、食用油等)加工、制药、造纸和制浆废水等，都含有高浓度的硫酸盐。
利用微生物脱硫与化学和物理方法脱硫相比具有投资少、运行成本低、能耗少、可有效减少环境污染等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种可将烟气、废水中含硫化合物脱除并转化为单质硫的生物处理装置。通过高效生物反应器以及一体化自动控制装置达到单质硫回收和吸收液循环利用，从而有效解决SO2的污染，实现废物资源化，并最终达到环境效益和经济效益的统一。
本发明的脱硫装置主要由SO2吸收塔1，硫酸盐还原厌氧反应器2，H2S吸收罐3，单质硫生成反应器4，硫沉淀池5，循环泵6，压滤机7，和硫储存罐8组成(图1)。
烟气从SO2吸收塔1下部10通入，吸收液从SO2吸收塔1上部9通入，向下喷淋，烟气和吸收液在填料层22混合，吸收后的尾气从SO2吸收塔1的顶部12排出，吸收了烟气中SO2的吸收液从吸收塔1底部15流出并进入硫酸盐还原厌氧反应器2，经过硫酸盐还原菌(SRB)的作用将硫酸盐，亚硫酸盐转化为硫化物和硫化氢气体，硫化物随溶液从硫酸盐还原厌氧反应器2的上部11流出，硫化氢气体从硫酸盐还原厌氧反应器2的顶部16通出，进入H2S吸收罐3，吸收液17同硫酸盐还原厌氧反应器2的上部11流出的硫化物溶液一起进入单质硫生成反应器4，反应器4底部21通入空气，保证反应器4内合适的氧化还原电位，尾气从反应器4顶部14排出，反应液从反应器4上部18流出，进入硫沉淀池5，沉淀后的含硫污泥送入压滤机7，压滤后的硫在硫储存罐8种储存，沉淀池5沉淀后的碱性清液作为吸收液由循环泵6，回流至SO2吸收塔1和H2S吸收罐3。
单质硫生成反应器(图2)内部有一导流筒29，通过上下两个固定条28，31固定于反应器中心，导流筒下端距曝气管3215～35cm。反应器下部设有进水口23，底部设有进气管21，进气管21与曝气管32相通；反应器上部设有出水口27，顶部设有排气口14；反应器的中部和下部各设有取样口30，为了控制氧化还原电位和pH，反应器还设有在线监测的氧化还原电极25和pH电极24，反应器的温度通过反应器外部的夹套26来维持稳定。
含有硫化物的废水由进水口23进入反应器，空气从进气管21通入反应器，气带着水从导流筒29内由下向上流动，导流筒外的水从上向下流动，形成环流，使废水，空气和脱硫微生物在反应器内充分混合，根据氧化还原电极25的监测结果，通过调节空气通入量来控制反应器内的氧化还原电位维持在合适值，尾气从顶部排气口14排出，反应后的废水带着氧化生成的单质硫从出水口27流出。
本发明的有益效果：烟气中的SO2通过吸收塔溶解于水生成亚硫酸盐、硫酸盐；在厌氧环境下，硫酸盐还原菌(SRB)将亚硫酸盐、硫酸盐还原成硫化物；然后再在好氧条件下通过脱硫微生物(无色硫杆菌)的作用将硫化物转化为单质硫，再经过沉淀、分离，从而将硫元素从系统中去除。
附图说明
图1微生物脱硫装置
1、SO2吸收塔，2、硫酸盐还原厌氧反应器，3、H2S吸收罐，4、单质硫生成反应器，5、硫沉淀池，6、循环泵，7、压滤机，8、硫储存罐，
图2单质硫生成反应器
14、排气口，21、进气管，23、进水口，24、pH电极，25、氧化还原电极，26、夹套2，27、出水口，28、上固定条，29、导流筒，30、取样口，31、下固定条，32、曝气管
具体实施方式
下面通过实施例对本发明给予进一步详细的说明。
实施例1：烟气脱硫
火力发电厂产生的烟气，在SO2吸收塔用NaOH溶液吸收；吸收液与柠檬酸发酵废水一起在接种厌氧颗粒污泥的硫酸盐还原厌氧反应器中反应，控制温度在35-37℃，pH值6.5-7.5；产生的气体通入H2S吸收罐用NaOH溶液吸收H2S，吸收液进入单质硫生成反应器，单质硫生成反应器中：温度30-40℃，pH值在7-8，ORP在-340mv～-360mv，最后单质硫在沉淀池中沉淀，经压滤后储存。
实施例2：硫酸盐废水脱硫
含高浓度硫酸盐的糖蜜酒精废水在接种厌氧颗粒污泥的硫酸盐还原厌氧反应器中反应，控制温度在35-37℃，pH值6.5-7.5；产生的气体通入H2S吸收罐用NaOH溶液吸收H2S，吸收液进入单质硫生成反应器，单质硫生成反应器中：温度30-40℃，pH值在7-8，ORP在-340mv～-360mv，最后单质硫在沉淀池中沉淀，经压滤后储存。
实施例3：含硫化物废水脱硫
含硫化物浓度400mg/L的废水进入单质硫生成反应器，单质硫生成反应器中：温度30-40℃，pH值在7-8，ORP在-340mv～-360mv，最后单质硫在沉淀池中沉淀，经压滤后储存。

Claims (3)

1.一种生物脱硫装置，其特征在于能将废水，废气中的含硫化合物转化为单质硫。
2.根据权利要求1所述的生物脱硫装置，其特征在于脱硫装置主要由SO2吸收塔(1)，硫酸盐还原厌氧反应器(2)，H2S吸收罐(3)，单质硫生成反应器(4)，硫沉淀池(5)，循环泵(6)，压滤机(7)，和硫储存罐(8)构成，烟气从SO2吸收塔(1)下部(10)通入，吸收液从SO2吸收塔(1)上部(9)通入，向下喷淋，烟气和吸收液在填料层(22)混合，吸收后的尾气从SO2吸收塔(1)的顶部(12)排出，吸收了烟气中SO2的吸收液从吸收塔(1)底部(15)流出并进入硫酸盐还原厌氧反应器(2)，经过硫酸盐还原菌的作用将硫酸盐，亚硫酸盐转化为硫化物和硫化氢气体，硫化物随溶液从硫酸盐还原厌氧反应器(2)的上部(11)流出，硫化氢气体从硫酸盐还原厌氧反应器(2)的顶部(16)通出，进入H2S吸收罐(3)，吸收液(17)同硫酸盐还原厌氧反应器(2)的上部(11)流出的硫化物溶液一起进入单质硫生成反应器(4)，反应器(4)底部(21)通入空气，保证反应器(4)内合适的氧化还原电位，尾气从反应器(4)顶部(14)排出，反应液从反应器(4)上部(18)流出，进入硫沉淀池(5)，沉淀后的含硫污泥送入压滤机(7)，压滤后的硫在硫储存罐(8种储存，沉淀池(5)沉淀后的碱性清液作为吸收液由循环泵(6)，回流至SO2吸收塔(1)和H2S吸收罐(3)。
3.根据权利要求2所述的单质硫生成反应器，其特征在于内部有一导流筒(29)，通过上下两个固定条(28)，(31)固定于反应器中心，导流筒下端距曝气管(32)15～35cm。反应器下部设有进水口(23)，底部设有进气管(21)，进气管(21)与曝气管(32)相通；反应器上部设有出水口(27)，顶部设有排气口(14)；反应器的中部和下部各设有取样口(30)，为了控制氧化还原电位和pH，反应器还设有在线监测的氧化还原电极(25)和pH电极(24)，反应器的温度通过反应器外部的夹套(26)来维持稳定。
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