CN108192807A - 一种借助于硫循环的能源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种借助于硫循环的能源系统，对于那些不利于产甲烷菌生长的条件，可借助于硫循环，即使用硫酸盐还原菌将硫酸盐/亚硫酸盐还原生成硫化物，将硫化物酸化为硫化氢后，封闭燃烧，获取能源。水洗硫化氢燃烧后生成的二氧化硫，生成亚硫酸，使其进入厌氧系统，再进行硫酸盐还原菌还原，形成循环，不断获取能源。

Description

一种借助于硫循环的能源系统

技术领域

本发明涉及一种能源系统，尤其涉及一种利用硫循环的能源系统。

背景技术

人们最熟悉的能源系统是碳循环系统：低价碳燃烧生成高价碳并释放能量；高价碳(通常是CO₂)通过植物还原为低价碳，再燃烧，形成循环。

硫元素，也存在着这种循环：低价硫(S^2-、S⁰等，以硫化物和单质硫为代表)燃烧生成高价硫(S⁴⁺、S⁶⁺等，以二氧化硫和硫酸盐为代表)并释放能量；高价硫通过硫酸盐还原菌还原为低价硫，再燃烧，形成循环。

只不过，硫的化合物中，许多是对人有害的，因此，没有人去研究这一循环的实际应用。

如果将硫循环置于一个封闭的系统，使硫循环过程中生成的各种硫的化合物不释放到环境中，则硫循环是有实际应用的可行性的-----硫循环过程中，硫元素是不消耗的，硫酸盐还原菌只需要消耗一些碳源，就能完成高价硫的还原，而在我们日常生活中，这种碳源是大量的，如餐厨垃圾、有机废物等；这就相当于，借助于硫的循环，我们将有机废物变成了能源。

当然，有机废物可以通过厌氧发酵，产生沼气而直接变成能源，并不需要借助于硫循环。但是，产甲烷菌对生存条件是有要求的，而硫酸盐还原菌的生存能力要强于产甲烷菌，特别是对有害物质的耐受性方面，要好于产甲烷菌。

因此，对于那些不利于产甲烷菌生长的条件，借助于硫循环产生能源，就有了实用的价值。

本专利正是这样的一种设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在不利于产甲烷菌生长的条件下，借助于硫循环产生能源的系统，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：准备；将硫酸盐放入水解池；

步骤二：加料；将有机废弃物加入水解池；

步骤三：水解；在水解池内进行水解反应，并将水解池生成的气体导入厌氧气收集柜；

步骤四：还原；使水解池内的水解液流入厌氧池，在厌氧池内进行硫酸盐还原反应；使生成的气体进入厌氧气收集柜；使厌氧反应后的水进入出水池；出水池的水，一部分进入好氧曝气池，一部分返回水解池，一部分水进入尾水处理系统；

步骤五：封闭燃烧；使厌氧气收集柜中的气体进入封闭燃烧系统进行燃烧，获取能源；

步骤六：洗气；经封闭燃烧后的气体进行入洗气柜，用好氧曝气池的出水进行洗气；洗气水进入含硫水收集池，洗过的气进入尾气处理系统；

步骤七：驱硫；使含硫水收集池内的水进入出水池，将出水池产生的气体导入硫化氢收集柜，然后导入厌氧气收集柜；

步骤八：排渣；将水解池内的不溶渣排入尾渣处理系统；

步骤九：重复；重复步骤二至步骤九。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在不利于产甲烷菌生长的条件下，可借助于硫循环，将有机废弃物转化为能源。

附图说明

图1是本发明实施例的一种借助于硫循环的能源系统的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施例。

实施例：

如图1所示的一种借助于硫循环的能源系统，包括水解池1、厌氧池2、出水池3、好氧曝气池4、硫化氢收集柜5、厌氧气收集柜6、封闭燃烧系统7、洗气柜8、含硫水收集池9、尾气处理系统10、尾渣处理系统11和尾水处理系统12。

参照图1，本实施例的运行方法包括以下步骤：

步骤一：准备；将硫酸盐放入水解池1；

步骤二：加料；将有机废弃物加入水解池1；

步骤三：水解；在水解池1内进行水解反应，并将水解池1内生成的气体导入厌氧气收集柜6；水解池1的主要作用是将有机废弃物水解成易于微生物利用的小分子物，为后续反应提供碳源，由于生化反应的复杂性，难免有会有厌氧产气等反应发生，为保持系统的封闭性，因此，本步骤要求将生产的气体导入厌氧气收集柜6；

步骤四：还原；使水解池1内的水解液流入厌氧池2，在厌氧池2内进行硫酸盐还原反应；有机废弃物经水解后，形成了易于被微生物利用的碳源，同时，由于加入了硫酸盐，因此，水解池1出水是含碳含硫混合液；混合液进入厌氧池2后，硫酸盐还原菌和产甲烷菌处于竞争状态，控制好碳硫比及其他条件，使硫酸盐还原菌处于优势，使硫酸盐还原反应为主反应。反应生成的气体进入厌氧气收集柜6；使厌氧反应后的水进入出水池3；出水池3的水，一部分进入好氧曝气池4，一部分返回水解池1，一部分水进入尾水处理系统12；

步骤五：封闭燃烧；使厌氧气收集柜6中的气体进入封闭燃烧系统7进行燃烧，获取能源；厌氧气收集柜6中的气体主要是硫化氢、二氧化碳及副反应生成的甲烷，其燃烧会放出大量的热量，形成可利用的能源；

步骤六：洗气；经封闭燃烧后的气体进入洗气柜8，洗气柜8内的气体主要成份是SO₂和CO₂，用好氧曝气池4的出水进行洗气，SO₂会生成H₂SO₃而进入水中；洗气水进入含硫水收集池9，此时，含硫水收集池9内的水，其酸性是很大的；洗过的气进入尾气处理系统10；

步骤七：驱硫；使含硫水收集池9内的水进入出水池3，由于含硫水收集池9内的水酸性很大，经过硫酸盐还原菌的作用而生成的硫化物，将和酸性水反应生成硫化氢，将硫化氢导入硫化氢收集柜5，然后导入厌氧气收集柜6，一并进行入封闭燃烧系统7；

步骤八：排渣；将水解池1内的不溶渣排入尾渣处理系统11；

步骤九：重复；重复步骤二至步骤九。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种借助于硫循环的能源系统，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：准备；将硫酸盐放入水解池；

步骤二：加料；将有机废弃物加入水解池；

步骤三：水解；在水解池内进行水解反应，并将水解池生成的气体导入厌氧气收集柜；

步骤四：还原；使水解池内的水解液流入厌氧池，在厌氧池内进行硫酸盐还原反应；使生成的气体进入厌氧气收集柜；使厌氧反应后的水进入出水池；出水池的水，一部分进入好氧曝气池，一部分返回水解池，一部分水进入尾水处理系统；

步骤五：封闭燃烧；使厌氧气收集柜中的气体进入封闭燃烧系统进行燃烧，获取能源；

步骤六：洗气；经封闭燃烧后的气体进行入洗气柜，用好氧曝气池的出水进行洗气；洗气水进入含硫水收集池，洗过的气进入尾气处理系统；

步骤七：驱硫；使含硫水收集池内的水进入出水池，将出水池产生的气体导入硫化氢收集柜，然后导入厌氧气收集柜；

步骤八：排渣；将水解池内的不溶渣排入尾渣处理系统；

步骤九：重复；重复步骤二至步骤九。