CN106378005A - 绿色硫细菌处理沼气中硫化氢装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种绿色硫细菌处理沼气中硫化氢装置，其包括沼气吸收塔，生物反应器和循环管道，三者相连通并形成循环系统，所述生物反应器的顶盖为透明的将阳光过滤后形成蓝绿光的有机玻璃，所述生物反应器的内部设有折流板，所述折流板将所述生物反应器分成至少一个反应区，每个所述折流板的内侧壁上设有多个光源；每个所述反应区的底端设有用于排出污泥的排泥阀，通过绿色硫细菌的光合作用将反应区内的硫化氢氧化成硫单质，充足的光源及污泥的及时排除使绿色硫细菌代谢增强，加快反应速率，低能耗同时不会产生二次污染。

Description

绿色硫细菌处理沼气中硫化氢装置
技术领域
本发明涉及一种生物脱硫的领域，尤其是涉及一种通过微生物处理沼气中的硫化氢装置。
背景技术
生物脱硫，又称生物催化脱硫(简称BDS)，生物脱硫(BDS)是利用微生物或它所含的酶催化含硫化合物(H2S、有机硫)、将其所含的硫积放出来(转化为S0或单质S)的过程。
目前沼气脱硫采用化学法处理和生物脱硫方法。化学法脱硫运行费用很高，主要在运行过程中需要大量的化学药剂和并且系统较能耗较高，会产生新的含硫化合物，如果得不到很好处置会产生新的污染物。生物脱硫是替代化学脱硫的一种新技术，它能够在很多方面克服化学脱硫的不足，能耗极低，不产生二次污染，具有非常好的前景；目前生物脱硫涉及两大类微生物，光能自养型微生物和化能自养型微生物，目前现有技术多采用化能自养型微生物进行处理，需要外加营养元素，运行费用略高；目前所采用的光能自养型微生物处理方法存在很大的局限性，由于反应体系中生成硫的微颗粒后，透光率将大大降低，从而影响脱硫效率，所以在技术和经济上难以普及应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种绿色硫细菌处理沼气中硫化氢装置，利用绿色硫细菌需要阳光的特点，在生物反应器内设置折流板，折流板上设置光源，且生物反应器的顶盖上设有可将阳光过滤为蓝绿光的有机玻璃，从而提高绿色硫细菌的的光合作用，来将水中氧化氢氧化成硫单质。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种绿色硫细菌处理沼气中硫化氢装置，其包括具有沼气入口和沼气出口的沼气吸收塔，生物反应器和循环管道，三者相互连通并形成循环系统；所述生物反应器包括顶盖和底盖，其特征在于：所述生物反应器的顶盖为透明的将阳光过滤后形成蓝绿光的有机玻璃，所述生物反应器的内部设有多道用于将水流形成推流的折流板，所述折流板将所述生物反应器分成至少一个反应区，每个所述折流板的内侧壁上设有多个光源；每个所述反应区的底端设有用于排出污泥的排泥阀。
优选地，每相邻的两个所述反应区间有两个折流板，所述折流板的一端固定在所述生物反应器的上盖或底盖，另一端为溢流口，所述每两个相邻的所述折流板的所述溢流口的方向相反。
优选地，所述沼气吸收塔设有具有生物填料的一级吸收区和设置在所述一级吸收区上方的具有生物填料的二级吸收区，所述一级吸收区设有第一喷淋装置，用于对沼气进行预湿润；所述二级吸收区设有第二喷淋装置，用于对经过湿润的沼气中的硫化氢充分溶于水中。
优选地，所述沼气入口设置在一级吸收区的靠近所述生物反应器的侧壁上，所述沼气出口设置在所述沼气吸收塔的顶端，采用气液逆流润湿沼气的方式，使沼气中硫化氢与水充分接触。
优选地，所述沼气吸收塔的侧壁上设有至少一个视窗，阳光通过视窗进入沼气吸收塔内使循环液中的绿色硫细菌与硫化氢初步反应。
优选地，所述循环管道的一端与所述第一级喷淋装置和所述第二级喷淋装置相连接，另一端与所述生物反应器最末端相连接，所述循环管道设有循环水泵，用于使循环系统内的水循环运行。
优选地，所述循环管道上还设有监测水压力的压力表和监测循环水流量的流量计。
优选地，还包括用于控制所述循环系统内的水温的温度控制装置和向生物反应器中自动加药的加药装置。
优选地，所述温度控制装置包括温度传感器，用于对水加热的蒸汽加热盘管和设置在所述蒸汽加热盘管上的电动比例阀，所述温度传感器和蒸汽加热盘管均设置在所述生物反应器内的不同位置，通过温度传感器检测温度并将温度数值信号传输到电动比例阀的控制单元，所述电动比例阀的所述控制单元接收温度信号并控制所述电动比例阀的停止加入蒸汽或开始加入蒸汽。
优选地，所述生物反应器还包括PH计和液位计，所述用于监测循环系统内的PH值，所述液位计用于监测所述生物反应器内的液位。
本发明的有益效果是：本发明可以充分利用阳光和绿色硫细菌的光合作用对沼气中的硫化氢进行处理和回收，低能耗，不产生二次污染，化学药剂用量极少，处理后的硫单质纯度高可再次回收利用。
附图说明
图1是本发明绿色硫细菌处理沼气中硫化氢装置的示意图。
附图标记：
1、沼气吸收塔，11、沼气出口，12、视窗，13、沼气入口，14、第一喷淋装置，15、第二喷淋装置；
2、生物反应器，21、第一反应区，22、第二反应区，23、第三反应区，24、第四反应区，25、排泥阀，26、折流板，27、顶盖，28、光源，29、底盖，261、溢流口；
3、循环管道，31、循环水泵，32、压力表，33、流量计，34、排水阀；
4、温度控制装置，41、电动比例阀，42、蒸汽加热盘管，43、蒸汽入口，44、冷水出口，45、温度传感器；
5、液位计，6、自来水口，7、加药口。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
结合图1所示，本发明所揭示的绿色硫细菌处理沼气中硫化氢装置，其包括沼气吸收塔1和生物反应器2，沼气吸收塔1的底端与生物反应器2顶盖前端相通，沼气吸收塔1的上端与生物反应器2的末端通过循环管道3相连通，沼气吸收塔1，生物反应器2及循环管道3三者之间形成了循环系统。沼气吸收塔1具有沼气入口13和沼气出口11，沼气通过沼气入口13进入沼气吸收塔1内部，经过沼气吸收塔1的喷淋使得沼气中的硫化氢与水充分融合并随水流进入生物反应器2内，生物反应器2内的绿色硫细菌接收光源后进行光合作用并最终将沼气内的硫化氢氧化成硫单质从而去除硫化氢，同时循环管道将处理后的水继续回流至沼气吸收塔循环使用，处理后的沼气通过沼气出口排出。
具体地，生物反应器2包括顶盖27和底盖29，生物反应器2的顶盖为透明的将阳光过滤后形成蓝绿光的有机玻璃制成，当水流进生物反应器2内时，形成密封空间使得生物反应器2内部处于缺氧状态，同时阳光可以透过有机玻璃进入生物反应区2内，供绿色硫细菌光合作用，绿色硫细菌以硫化氢作为供氢体，还原二氧化碳合成菌体细胞，而硫化氢则被氧化池硫单质或进一步氧化成硫酸，绿色硫细菌脱硫反应可以表示为：
2H2S+CO2+hv→2S0+H2O，
H2S+2CO2+2H2O+hV→2(CH2O)+H2SO4。
生物反应器2的内部设有多道折流板26，折流板26将所述生物反应器2分成至少一个反应区，使得水流在生物反应器2内形成推流，且可以根据实际处理工作量的需求进行增加或减少反应器容积，前段反应区内生成的硫单质颗粒在水流上升过程中逐渐沉淀到池底，从而减小对下一段反应器内水体浊度的影响，同时通过多段式的反应可以有效降低设备尺寸，生物反应器2的整体可以根据沼气量的大小进行扩展增加反应区的数量，增大处理能力。每个所述折流板26的内侧壁上设有多个光源28，本实施例中的光源采用钨灯，当然也可以采用其它有利于生物生产环境的光源，增强水体光照度，减轻硫单质颗粒对水体浊度影响，有效促进绿色硫细菌和硫化氢的反应。而且每个所述反应区的底端设有用于排出污泥的排泥阀25，当含有硫单子的污泥颗粒积存到一定量时，会对反应区内的光强度造成一定影响，此时通过排泥阀25将污泥颗粒排出或进入下一道工序。
本发明的一个具体实施例，通过折流板26将生物反应器2分为四个反应区，分别为第一反应区21、第二反应区22、第三反应区23、第四反应区24，每两个相邻的反应区间有两个折流板26，第一反应区21的与所述第二反应区22相背离一端的折流板26上端与生物反应器2顶盖27相连接，下端为溢流口261。第一反应区21的与所述第二反应区22相邻间的水流先经过的折流板26的下端与生物反应器2的底端29相连接，上端为溢流口261，水流后进过的折流板26的上端与生物反应器2的顶盖27相连接，下端为溢流口261，每个反应区间的折流板26均以此设计，体能够形成推流形成多段式的反应形式，水进入第一反应区21经过绿色硫细菌的光合作用形成的污泥率先沉淀至第一反应器21底部，经第一次处理后的水则继续通过折流板26上部溢流口261和第二反应区22折流板26下部溢流口261进入第二阶段反应22区域，这样第一反应区21内的污泥颗粒基本不会对后续阶段的反应产生影响，大大改善了硫化氢的去除率和保证了光合作用的稳定性。同时形成弯折的水流，增加的水流的流程增加了绿色硫细菌的反应时间，以此类推，每个反应区的反应相同。
沼气吸收塔1设有一级吸收区和二级吸收区，所述一级吸收区设有第一喷淋装置14，喷淋装置将循环液喷出，对沼气起到预湿润同时循环液吸收部分硫化氢作用；所述二级吸收区设有第二喷淋装置15，可以使90％的硫化氢溶解在循环液中，第一喷淋装置14与第二喷淋装置15均采用高效的螺旋喷嘴。在一二级反应器内堆放PP填料，可以大大增大气液接触的比表面积，使得硫化氢能够充分溶解在循环液中。优选地，沼气入口13设置在一级吸收区的靠近所述生物反应器的侧壁上，所述沼气出口11设置在沼气吸收塔1的顶端。
沼气吸收塔1的侧壁上设有至3个视窗12，也可以根据需要设置一个或多个，阳光通过视窗12进入沼气吸收塔1内使循环液中的绿色硫细菌与硫化氢初步反应。如图1所示循环管道3的一端与所述第一喷淋装置14和所述第二喷淋装置15相连接，另一端与所述生物反应器2的末端相连接，所述循环管道3上设有循环水泵31，监测水压力的压力表32和监测循环水流量的流量计33，通过压力表32及流量计33控制循环系统的循环速度。循环水泵31通过控制污水在生物反应器中的上升流速在5m/h，污水在池体中的停留时间保证在10h左右。
此外生物反应器2还设有水温的温度控制装置4，温度控制装置4包括温度传感器45，用于对水加热的蒸汽加热盘管42和设置在所述蒸汽加热盘管42上的电动比例阀41，所述温度传感器45和蒸汽加热盘管42设置在所述生物反应器2内的不同位置，通过温度传感器4检测温度并将温度数值信号传输到电动比例阀的控制单元，所述电动比例阀42的所述控制单元接收温度信号，当检测温度低于35℃时，电动比例阀42的打开蒸汽入口43，蒸汽进入蒸汽加热盘管开始对水温加热汽，被冷却的蒸汽变成冷水从冷水出口44排出，高于35℃时，蒸汽入口被关闭停止加热，这样保持生物反应器2内的水温保持在35℃，便于绿色硫细菌的存活和繁殖能力。同时在生物反应器2前端位置还设有PH计(未标出)和液位计5，控制生物反应器2内的液位，PH计监测循环系统内液体的PH值，有利于保持控制反应器内水体PH值在7左右，以便更好控制绿色硫细菌的生存环境，另外也可根据水环境的需要设置加药装置，加药装置可通过的加药口77向生物反应器2内加入利于脱硫的药品或调节PH值的药品。
在操作过程中定期在生物反应器2出水段取水检测水中硫酸根含量，若反应器内光照过度生成了硫酸，则通过排水阀34将水排到废水站前端调节池进行处理，若未检测出硫酸根离子，则利用水泵将循环液输送至吸收塔进行再利用。同时当水位较低时可通过自来水口6进行加水。在反应区底部形成的污泥颗粒沉淀至反应器底部后，可以通过隔膜式污泥泵输送到压滤机进行压滤脱水处理，脱水后的污泥含有大量硫单质，可以用来清洁水体及用作施肥等。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种绿色硫细菌处理沼气中硫化氢装置，其包括具有沼气入口和沼气出口的沼气吸收塔，生物反应器和循环管道，三者相互连通形成循环系统；所述生物反应器包括顶盖和底板，其特征在于：所述生物反应器的顶盖为透明的将阳光过滤后形成蓝绿光的有机玻璃，所述生物反应器的内部设有多道用于将水流形成推流的折流板，所述折流板将所述生物反应器分成至少一个反应区，每个所述折流板的内侧壁上设有多个光源每个所述反应区的底端设有用于排出污泥的排泥阀。
2.根据权利要求1所述的硫化氢装置，其特征在于：每相邻的两个所述反应区间有两个折流板，所述折流板的一端固定在所述生物反应器的所述上盖或所述底盖，另一端为溢流口，所述每两个相邻的所述折流板的所述溢流口的方向相反。
3.根据权利要求1或2所述的硫化氢装置，其特征在于：所述沼气吸收塔设有具有生物填料的一级吸收区和设置在所述一级吸收区上方的具有生物填料的二级吸收区，所述一级吸收区设有第一喷淋装置，用于对沼气进行预湿润；所述二级吸收区设有第二喷淋装置，用于对经过湿润的沼气中的硫化氢充分溶于水中。
4.根据权利要求3所述的硫化氢装置，其特征在于：所述沼气入口设置在一级吸收区的靠近所述生物反应器的侧壁上，所述沼气出口设置在所述沼气吸收塔的顶端，采用气液逆流润湿沼气的方式，使沼气中硫化氢与水充分接触。
5.根据权利要求1或2所述的硫化氢装置，其特征在于：所述沼气吸收塔的侧壁上设有至少一个视窗，阳光通过所述视窗进入沼气反应器内使循环液中的绿色硫细菌与硫化氢初步反应。
6.根据权利要求3所述的硫化氢装置，其特征在于：所述循环管道的一端与所述第一喷淋装置和所述第二喷淋装置相连接，另一端与所述生物反应器的末端的相连接，所述循环管道上设有循环水泵，用于使循环系统内的水循环运行。
7.根据权利要求6所述的硫化氢装置，其特征在于：所述循环管道上还设有监测水压力的压力表和监测循环水流量的流量计。
8.根据权利要求1所述的硫化氢装置，其特征在于：还包括用于控制所述循环系统内水温的温度控制装置和向所述生物反应器中自动加药的加药装置。
9.根据权利要求8所述的硫化氢装置，其特征在于：所述温度控制装置包括温度传感器，用于对水加热的蒸汽加热盘管和设置在所述蒸汽加热盘管上的电动比例阀，所述温度传感器和所述蒸汽加热盘管设置在所述生物反应器内的不同位置，通过所述温度传感器检测温度并将温度数值信号传输到电动比例阀的控制单元，所述电动比例阀的所述控制单元接收温度信号并控制所述电动比例阀的停止加入蒸汽或开始加入蒸汽。
10.根据权利要求1所述的硫化氢装置，其特征在于：所述生物反应器还包括PH计和液位计，所述用于监测循环系统内的PH值，所述液位计用于监测所述生物反应器内的液位。
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