CN110240331B - 使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其包括沉淀池，电解池，气浮机，脱硫塔，凝水器，干式脱硫罐。沼液依次通过电解池且在电解池内与沼液反应，后进入脱硫塔，后依次进入凝水器与干式脱硫罐，后排出清洁沼气，而沼液则依次通过沉淀池，电解池，气浮机，后通过喷淋到脱硫塔内，再返回到电解池内，循环多次使用。通过沼气沼液两条流通途径，且沼气与沼液在电解池、脱硫塔内接触反应，完成沼气脱硫，并且利于后续沼液的处理。通过上述系统后沼液中COD去除率达到28％，沼气中H2S的去除率为99.9％。

Description

使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法及系统
技术领域
本发明属于以畜禽粪污为原料的大型沼气脱硫技术领域，具体涉及为一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法及系统。
背景技术
以畜禽粪污为原料的大型沼气工程，通过厌氧发酵产生的沼气含有大量硫化氢气体，其硫化氢含量通常在1000ppm-5000ppm。硫化氢不仅是有毒有害气体，燃烧后产生的二氧化硫对燃烧设备和金属管道具有很强的腐蚀性，排放到空气中造成大气污染。因此，为了安全利用沼气，必须在使用前对沼气进行脱硫处理。
大型沼气工程目前高浓度硫化氢的脱除方法主要有碱法脱硫和生物脱硫两种。碱法脱硫通常使用pH值8.0以上的碱性溶液作为吸附剂，来吸收沼气中的硫化氢，以载氧体为催化剂，将硫化氢转化为单质硫。现有的碱法脱硫系统需要消耗碱液；单质硫分离较为困难，往往因为悬浮硫过高引发填料堵塞等问题；其供氧量较大，系统能耗很高。
生物脱硫是利用脱硫微生物菌群的作用将沼气中的硫化氢转化为单质硫或硫酸根，从而将沼气中的硫化氢脱除。如沼气生物脱硫方法，201210075244.7主要通过好氧脱硫菌群作用实现生物脱硫。但目前的生物脱硫工艺还存在诸多问题，吸收液的溶氧量难以控制，脱硫微生物菌群难以适应气量变化，因此脱硫效果不稳定。
另有，一种电絮凝处理液去除沼气中硫化氢的方法，201410081589.2主要利用电絮凝后的沼液脱除沼气中硫化氢，对于高硫化氢含量的沼气，需要进行多级反复脱硫，电极消耗快，处理量及脱硫效率难以满足工程化要求。
以畜禽粪污为原料的沼气工程，其产生的沼液经过曝气或其他方式处理后，其pH值会升高，经本发明人研究后发现，该沼液具有吸收沼气中H2S的能力。因此，可以利用沼气工程产生的沼液来处理沼气中的H2S。
气浮是一种污水处理方法，是在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程。气浮在实现沼液曝气的同时，并可有效分离出沼液中悬浮颗粒。目前气浮在给水、工业废水和城市污水处理方面都有应用，但如何将气浮技术有效的应用以畜禽粪污为原料的沼气脱硫工艺中，现有技术并没有涉及。
本发明针对现有技术中脱硫方法存在的能耗高，不好控制；操作繁琐，脱硫效率低；脱硫成本高，单质硫、硫化物沉淀不好处理等问题，提供一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法及系统。
发明内容
为了克服现有技术中脱硫方法存在的能耗高，不好控制；操作繁琐，脱硫效率低；脱硫成本高，单质硫、硫化物沉淀不好处理等问题，本发明提供一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法及系统。
一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其包括沉淀池，电解池，气浮机，脱硫塔，凝水器，干式脱硫罐；其特征在于，所述沉淀池包含一个沼液入口与一个沼液出口；电解池上包括2个沼液入口与一个沼液出口、一个沼气入口与一个沼气出口，气浮机包括一个沼液入口及一个沼液出口；脱硫塔包括一个沼液入口与一个沼液出口、一个沼气入口与一个沼气出口；凝水器包括一个沼气入口与一个沼气出口；干式脱硫罐包括一个沼气入口与一个沼气出口；沉淀池的沼液入口为沼液第一入口，沉淀池的沼液出口与电解池的第一沼液入口连接，电解池的沼液出口与气浮机的沼液入口连接，气浮机的沼液出口与脱硫塔的沼液入口连接，脱硫塔的沼液出口与电解池的第二沼液入口连接；电解池的沼气入口为沼气第一入口；电解池的沼气出口与脱硫塔沼气入口连接；脱硫塔的沼气出口与凝水器的沼气入口连接，凝水器的沼气出口与干式脱硫罐沼气入口连接，干式脱硫罐的沼气出口排出清洁沼气。通过上述一条沼液流通通道，一条沼气流通通道，依次通过各个器械结构，沼液一旦进入系统后循环处理多次后进行下一次沼液的更换。可直接利用沼液进行沼气脱硫的系统及方法，且脱硫系统使用的沼液为以畜禽粪污为原料的厌氧发酵系统产生的新鲜沼液，不需添加任何其他原料。
进一步，在沉淀池与电解池之间设置一个进水泵，进水泵设置的目的为提高沼液的转移速度，以提高系统整体的运行速度。
进一步，在电解池与气浮机之间也设置一个进水泵，提高沼液的转移速度。
进一步，在气浮机与脱硫塔之间设置一个喷淋泵；喷淋泵的设置目的为实现沼液加速转移及实现沼液均匀的在脱硫塔上方喷出。
进一步，气浮机包括气浮池、溶气罐、回流水泵、刮沫机及空压机，通过此种设置实现气浮目的。气浮池上端设置刮沫机；气浮池前连接电解池沼液出口；后连接回流水泵，回流水泵连接到溶气罐，溶气罐连接气浮池；溶气罐还连接一个空压机；气浮池上还设置一个与脱硫塔连接的沼液出口；沼液在气浮机内循环数次后；经与脱硫塔连接的沼液出口进入脱硫塔。
进一步，气浮池的沼液出口先连接喷淋泵，喷淋泵上设置一喷淋头，喷淋头为脱硫塔的沼液入口。
进一步，电解池设有金属材料的阳极和阴极，阳极可以设置多个，阳极设置2～6个，通电使得沼液中的金属离子在阳极聚集，电解池为封闭式的电解池。
进一步，电解池的总电流范围为5～20A。
进一步，脱硫塔底部设置沼液出口且与电解池阴极端的第二沼液入口连接，此种设置的目的可以使沼液循环使用一段时间。
进一步，干式脱硫罐为装有氧化铁及活性炭等脱硫剂的干式脱硫罐。
本发明还公开了一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法：
(1)沼液经运输管道首先进入到沉淀池，初步沉淀去除沼液中的大颗粒杂质；
(2)初次使用时沼液来自于沉淀池，之后沼液依次通过各个装置进行循环使用；将沼气通入到电解池阳极端，沼液中的金属离子可以与沼气中以及沼液中吸收的H2S反应生成沉淀，从而部分H2S被去除，沉淀物与沼液中的有机物形成羟基络合物，产生絮状悬浮物，然后通过泵进入到气浮机中处理；
(3)电解池中的沼液泵入到气浮机中，通过气浮作用，电解池中的沼液泵入到气浮机中，通过气浮作用，沼液中吸收的H2S氧化为单质硫，生成的单质硫被沼液中的絮凝物及固体颗粒吸附，一起被分离，同时气浮过程可吹脱沼液中的CO2，从而恢复沼液吸收H2S气体的能力；
(4)经过气浮处理后的沼液，经过喷淋泵进入到脱硫塔上端，喷头处向下均匀喷洒沼液；沼气经运输管道进入到脱硫塔下端，脱硫塔中部有填料，沼气与沼液在塔内接触，可将硫化氢吸收到沼液中，从而去除沼气中的硫化氢；
(5)经过脱硫塔后的沼气经过凝水器降低含水量，然后再通过干式脱硫罐，得到清洁沼气。
进一步，步骤(1)沼液添加量按照每10000m3沼气，沼液添加量为10-80m3。
进一步，电解池沼气流量为0.5vvm-3vvm之间。
进一步，气浮池的水力停留时间在5～30min，表面负荷率为2.5～8m3/(m2.h)。
进一步，步骤(4)中控制气液比为8:1～12:1；
进一步，整个脱硫系统的沼液需每12h全部更换一次。或者当脱硫塔沼气出口端的H2S去除率低于95％时，或者出口H2S浓度高于200ppm时，需要更换沼液。因为沼液经过多次电解和气浮后，沼液中的金属离子和有机胶体会减少，导致脱硫效果下降。
进一步，处理沼液进行沼气脱硫的方法：
(1)厌氧发酵罐排放的新鲜沼液通过沼液输送泵，经沼液运输管道首先进入到沉淀池，沉淀24小时，用于初步沉淀去除沼液中的大颗粒杂质；
(2)初次使用时沼液来自于沉淀池，之后沼液进行循环使用。电解池设有金属材料的阳极和阴极，阳极设置多个，通常2～6个即可，通电使得沼液中的金属离子在阳极聚集，电解池为封闭式电解池，将沼气通入到电解池阳极端，沼液中的金属离子可以与沼气中以及沼液中吸收的H2S反应生成沉淀，从而部分H2S被去除，沉淀物与沼液中的有机物形成羟基络合物，产生絮状悬浮物，然后通过泵进入到气浮机中处理。电解池沼气流量为0.5vvm-3vvm之间；
(3)电解池中的沼液泵入到气浮机中，通过气浮作用，沼液中吸收的H2S氧化为单质硫，生成的单质硫被沼液中的絮凝物及固体颗粒吸附，一起被分离，同时气浮过程使沼液中的CO2被吹脱，从而恢复沼液吸收H2S气体的能力。气浮机的水力停留时间在5～30min，表面负荷率为2.5～8m3/(m2.h)；
(4)经过气浮处理后的沼液，经过喷淋泵进入到脱硫塔上端，喷头处向下均匀喷洒沼液；电解池的沼气经沼气运输管道进入到脱硫塔下端，控制气液比为8:1～12:1；脱硫塔中部有填料，沼气与沼液在塔内接触，可将硫化氢吸收到沼液中，从而去除沼气中的硫化氢。脱硫塔底部与电解池阴极端连通，沼液可以循环使用；
(5)经过脱硫塔后的沼气，其H2S处理精度可以达到100ppm级，经过凝水器降低含水量，然后再通过干式脱硫罐，将H2S浓度处理到6ppm以下。干式脱硫罐内装有氧化铁、活性炭等脱硫剂；
(6)整个脱硫系统的沼液需每12h全部更换一次。或者，当脱硫塔沼气出口端的H2S去除率低于95％时，或者出口H2S浓度高于200ppm时，需要更换沼液。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下技术优势：
1、本发明为一种可直接利用沼液进行沼气脱硫的系统及方法。
2、不需添加其他化学物质：本发明所述脱硫系统使用的沼液为以畜禽粪污为原料的厌氧发酵系统产生的新鲜沼液，不需添加任何其他化学物质，如碱、催化剂、营养液等。
3、工艺简单、操作方便：本发明的沼气脱硫方法，在电解处理过程中，阳极端的金属离子可以与沼气中以及沼液中吸收的H2S反应，产生FeS等沉淀物质，这种沉淀物与沼液中的有机物形成羟基络合物，产生絮凝物；在气浮过程中，H2S氧化为单质硫，生成的单质硫被沼液中的絮凝物及固体颗粒吸附，一起被分离。因此，本发明通过气浮机，同时实现了H2S氧化为单质硫的过程、单质硫分离的过程，无需增加额外的工艺与设备，与传统的碱法脱硫及生物脱硫相比，工艺简单、操作方便。
4、脱硫效果明显：本发明所述的利用沼液实现沼气脱硫净化的系统，可以将沼气中的H2S处理到6ppm以下，H2S去除率可以达到99％，脱硫效果非常明显。
5、沼液可循环利用：经过电解、气浮处理后，沼液吸收的H2S氧化为单质硫，沼液吸收的CO2被吹脱，提高沼液的pH值，从而恢复沼液吸收H2S气体的能力，同时能将沼液中絮凝物、固体颗粒物及单质硫颗粒去除，避免在脱硫塔中堵塞填料，影响气液接触效果，可实现沼液循环利用。
6、提高沼气中甲烷含量：经过电解和气浮处理的沼液，可以吸收一部分CO2，提高沼气中的甲烷含量2个百分点。
7、有利于沼液处理：经过电解和气浮后的沼液，可以去除沼液中的大部分固体颗粒，沼液COD降低了20％，有利于沼液的后续处理。
附图说明
图1为本发明实施例4结构式流程结构示意图；
图2为本发明实施例4流程图；
图3为本发明实施例5结构式流程结构示意图；
图4为本发明实施例5流程图；
图中，1、沉淀池；11、进水泵；2、电解池；3、气浮机；31、溶气罐；32、刮沫机；33、回流水泵；34、空压机；4、喷淋泵；5、脱硫塔；6、凝水器；7、干式脱硫罐。
具体实施方式
实施例1一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的系统
一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其包括沉淀池1，电解池2，气浮机3，脱硫塔5，凝水器6，干式脱硫罐7；其特征在于，所述沉淀池1一个沼液入口与一个沼液出口；电解池2上包括2个沼液入口与一个沼液出口、一个沼气入口与一个沼气出口，气浮机3包括一个沼液入口及一个沼液出口；脱硫塔5包括一个沼液入口与一个沼液出口、一个沼气入口与一个沼气出口；凝水器6包括一个沼气入口与一个沼气出口；干式脱硫罐7包括一个沼气入口与一个沼气出口；沉淀池1的沼液入口为沼液第一入口，沉淀池1的沼液出口与电解池2的第一沼液入口连接，电解池2的沼液出口与气浮机3的沼液入口连接，气浮机3的沼液出口与脱硫塔5的沼液入口连接，脱硫塔5的沼液出口与电解池2的第二沼液入口连接；电解池2的沼气入口为沼气第一入口；电解池2的沼气出口与脱硫塔5沼气入口连接；脱硫塔5的沼气出口与凝水器6的沼气入口连接，凝水器6的沼气出口与干式脱硫罐7沼气入口连接，干式脱硫罐7的沼气出口排出清洁沼气。通过上述一条沼液流通通道，一条沼气流通通道，依次通过各个器械结构，可直接利用沼液进行沼气脱硫，且脱硫系统使用的沼液为以畜禽粪污为原料的厌氧发酵系统产生的新鲜沼液，不需添加任何其他原料。脱硫塔5底部设置沼液出口且与电解池2阴极端的第二沼液入口连接，此种设置的目的可以使沼液循环使用一段时间。气浮机3包括气浮池、溶气罐31、回流水泵33、刮沫机32及空压机34，通过此种设置实现气浮目的。气浮池上端设置刮沫机32；气浮池前连接电解池2沼液出口；后连接回流水泵33，回流水泵33连接到溶气罐31，溶气罐31连接气浮池；溶气罐还连接一个空压机34；气浮池上还设置一个与脱硫塔5连接的沼液出口；沼液在气浮机3内循环数次后；经与脱硫塔5连接的沼液出口进入脱硫塔5。
实施例2一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的系统
一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其包括沉淀池1，电解池2，气浮机3，脱硫塔5，凝水器6，干式脱硫罐7；其特征在于，所述沉淀池1一个沼液入口与一个沼液出口；电解池2上包括2个沼液入口与一个沼液出口、一个沼气入口与一个沼气出口，气浮机3包括一个沼液入口及一个沼液出口；脱硫塔5包括一个沼液入口与一个沼液出口、一个沼气入口与一个沼气出口；凝水器6包括一个沼气入口与一个沼气出口；干式脱硫罐7包括一个沼气入口与一个沼气出口；沉淀池1的沼液入口为沼液第一入口，沉淀池1的沼液出口与电解池2的第一沼液入口连接，电解池2的沼液出口与气浮机3的沼液入口连接，气浮机3的沼液出口与脱硫塔5的沼液入口连接，脱硫塔5的沼液出口与电解池2的第二沼液入口连接；电解池2的沼气入口为沼气第一入口；电解池2的沼气出口与脱硫塔5沼气入口连接；脱硫塔5的沼气出口与凝水器6的沼气入口连接，凝水器6的沼气出口与干式脱硫罐7沼气入口连接，干式脱硫罐7的沼气出口排出清洁沼气。通过上述一条沼液流通通道，一条沼气流通通道，依次通过各个器械结构，可直接利用沼液进行沼气脱硫的系统及方法，且脱硫系统使用的沼液为以畜禽粪污为原料的厌氧发酵系统产生的新鲜沼液，不需添加任何其他原料。
在沉淀池1与电解池2之间设置一个进水泵11，进水泵11设置的目的为提高沼液的转移速度，以提高系统整体的运行速度。在电解池2与气浮机3之间也设置一个进水泵11，提高沼液的转移速度。
在气浮机3与脱硫塔5之间设置一个喷淋泵4；喷淋泵4的设置目的为实现沼液加速转移及实现沼液均匀的在脱硫塔5上方喷出。
气浮机3包括气浮池、溶气罐31、回流水泵33、刮沫机32及空压机34，通过此种设置实现气浮目的。气浮池上端设置刮沫机32；气浮池前连接电解池2沼液出口；后连接回流水泵33，回流水泵33连接到溶气罐31，溶气罐31再连接气浮池；溶气罐还连接一个空压机34；气浮池上还设置一个与脱硫塔5连接的沼液出口；沼液在气浮机3内循环数次后；经与脱硫塔5连接的沼液出口进入脱硫塔5。气浮池的沼液出口先连接喷淋泵4，喷淋泵4上设置一喷淋头，喷淋头为脱硫塔5的沼液入口。
电解池2设有金属材料的阳极和阴极，阳极可以设置多个，通常2～6个即可，通电使得沼液中的金属离子在阳极聚集，电解池2为封闭式的电解池2。电解池2的总电流范围为5～20A。
实施例3一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法
一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法具体为：
(1)厌氧发酵罐排放的新鲜沼液通过沼液输送泵，经沼液运输管道首先进入到沉淀池1，沉淀24小时，用于初步沉淀去除沼液中的大颗粒杂质。
(2)初次使用时沼液来自于沉淀池1，之后沼液进行循环使用。电解池2设有金属材料的阳极和阴极，阳极设置多个，通常2～6个即可，通电使得沼液中的金属离子在阳极聚集，电解池2为封闭式电解池2，将沼气通入到电解池2阳极端，沼液中的金属离子可以与沼气中以及沼液中吸收的H2S反应生成沉淀，从而部分H2S被去除，沉淀物与沼液中的有机物形成羟基络合物，产生絮状悬浮物，然后通过泵进入到气浮机3中处理。电解池2沼气流量为0.5vvm-3vvm之间。
(3)电解池2中的沼液泵入到气浮机3中，通过气浮作用，沼液中吸收的H2S氧化为单质硫，生成的单质硫被沼液中的絮凝物及固体颗粒吸附，一起被分离，同时气浮过程使沼液中的CO2被吹脱，从而恢复沼液吸收H2S气体的能力。电解池2气浮机3气浮池的水力停留时间在5～30min，表面负荷率为2.5～8m3/(m2.h)。
(4)经过气浮处理后的沼液，经过喷淋泵4进入到脱硫塔5上端，喷头处向下均匀喷洒沼液；电解池的沼气经沼气运输管道进入到脱硫塔5下端，控制气液比为8:1～12:1；脱硫塔5中部有填料，沼气与沼液在塔内接触，可将硫化氢吸收到沼液中，从而去除沼气中的硫化氢。脱硫塔5底部与电解池2阴极端连通，从而沼液可以循环使用一段时间。
(5)经过脱硫塔5后的沼气，其H2S处理精度可以达到50ppm以下，经过凝水器6降低含水量，然后再通过干式脱硫罐7，将H2S浓度处理到6ppm以下。干式脱硫罐7内装有氧化铁、活性炭等脱硫剂。
(6)整个脱硫系统的沼液12h全部更换一次，或者出口H2S浓度高于200ppm时进行更换沼液。其更换间隔可根据脱硫效果来决定。因为沼液经过多次电解和气浮后，沼液中的金属离子和有机胶体会减少，导致脱硫效果下降。
实施例4一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法
以日产10000m3沼气的粪污沼气工程为例，沼液经过38℃中温厌氧发酵30天制备，沼液pH值8.0，每天可产生200吨沼液，该工程产生的沼气中H2S含量3000ppm。该工程利用沼液实现沼气脱硫工艺的流程如下：
(1)脱硫装置参数：进水泵11设置2台(50m3/h)，喷淋泵4设置1台(50m3/h)，气浮机3设置1套(处理量50m3/h，溶气水量10m3/h)，沉淀池1设置1座(20m3)，脱硫塔5设置1座(处理量500m3/h)，电解池2设置1座(5m3，电流6A)，凝水器6设置1座，干式脱硫罐7设置1座(1.5m3)。
(2)厌氧发酵罐排放的新鲜沼液10m3先在沉淀池1静置沉淀1天，在此处初步沉淀去除沼液中的大颗粒杂质。
(3)初次使用的沼液清液泵入到脱硫系统。首先在电解池2中电解，沼气通入到电解池2阳极端底部，沼气中以及沼液中吸收的H2S与沼液中的金属离子结合生成沉淀物，进而形成絮凝物，沼气从电解池2顶部排出。
(4)电解池2阳极端沼液泵入到气浮机3中，经过气浮处理的沼液经喷淋泵4进入到脱硫塔5上端，喷头处向下均匀喷洒沼液；沼气进入到脱硫塔5下端，与沼液在填料中接触，H2S被沼液中的有机胶体吸收，沼气从脱硫塔5顶部排出。脱硫塔5底部与电解池2阴极端联通，沼液循环使用。从脱硫塔5出来的沼气H2S浓度可以处理到150ppm以下，长时间超过150ppm，则需要更换沼液。
(5)沼气经过凝水器6后，沼气中的水经过冷凝去除，然后沼气进入到干式脱硫罐7中。
(6)沼气进入到干式脱硫罐7，H2S被脱硫剂吸收，可以将H2S浓度处理到6ppm以下，达到国家一级天然气的H2S含量标准。脱硫剂可以采用活性炭或同等性能药剂。
(7)每间隔12h，脱硫系统的沼液完全更换一次，从而可将沼液中的单质硫与沉淀物带走。
Figure GDA0002251308030000101
沼气CH<sub>4</sub> 沼气CO<sub>2</sub> 沼气H<sub>2</sub>S 沼液COD
进入系统前 60％ 39％ 3000ppm 20000mg/L
电解池2后 60％ 39％ 2500ppm ----
脱硫塔5后 62％ 37％ 150ppm ----
最终排放 62％ 37％ 6ppm 15000mg/L
实施例5一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法
以日产30000m3沼气的粪污沼气工程为例，沼液经过38℃中温厌氧发酵30天制备，沼液pH值8.4，每天可产生600吨沼液，该工程产生的沼气中H2S含量5000ppm。该工程利用沼液实现沼气脱硫工艺的流程如下：
(1)脱硫装置参数：进水泵11设置2台(50m3/h，150m3/h)，喷淋泵4设置2台(100m3/h)，气浮机3设置1套(处理量150m3/h，溶气水量30m3/h)，沉淀池11座(60m3)，脱硫塔5设置2座(单塔处理量1500m3/h)，电解池2设置1座(10m3，电流10A)，凝水器6设置1座，干式脱硫罐7设置1座(3m3)。
(2)厌氧发酵罐排放的新鲜沼液40m3先在沉淀池1静置沉淀1天，在此处初步沉淀去除沼液中的大颗粒杂质。
(3)初次使用的沼液清液泵入到脱硫系统。首先在电解池2中电解，沼气通入到电解池2阳极端底部，沼气中以及沼液中吸收的H2S与沼液中的金属离子结合生成沉淀物，进而形成絮凝物，沼气从电解池2顶部排出。
(4)电解池2阳极端沼液泵入到气浮机3中，经过气浮处理的沼液经喷淋泵4进入到脱硫塔51和脱硫塔52上端，喷头处向下均匀喷洒沼液；沼气先进入到脱硫塔51下端，从脱硫塔51顶部出来，然后再进入到脱硫塔52下端，之后从脱硫塔52顶部排出。沼气与沼液在填料中接触，H2S被沼液中的有机胶体吸收。脱硫塔51与脱硫塔52的底部与电解池2阴极端联通，沼液循环使用。从脱硫塔52出来的沼气H2S浓度可以处理到200ppm以下，长时间超过200ppm，则需要更换沼液。
(5)沼气经过凝水器6后，沼气中的水经过冷凝去除，然后沼气进入到干式脱硫罐7中。
(6)沼气进入到干式脱硫罐7，H2S被脱硫剂吸收，可以将H2S浓度处理到6ppm以下，达到国家一级天然气的H2S标准。脱硫剂可以采用活性炭或同等性能药剂。
(7)每间隔12h，脱硫系统的沼液完全更换一次，从而可将沼液中的单质硫与沉淀物带走。
Figure GDA0002251308030000111
沼气CH<sub>4</sub> 沼气CO<sub>2</sub> 沼气H<sub>2</sub>S 沼液COD
进入系统前 62％ 37％ 5000ppm 25000mg/L
电解池2后 62％ 37％ 4400ppm ----
脱硫塔5后 64％ 35％ 200ppm ----
最终排放 64％ 35％ 6ppm 18000mg/L
实施例6清洁沼气及沼液处理后的效果
沼气检测可以采用在线式沼气分析仪，也可以采用便携式沼气分析仪，也可以使用简易的H2S检测针管，沼气分析仪一般可以同时检测CH4、CO2、H2S等气体成分。COD检测采用重铬酸钾法(GB11914-1989)。
以“日常沼气1万方，初始H2S浓度3000ppm，排放沼液COD 20000mg/L”为例，采用该专利实施例4的工艺，脱硫塔5出口的H2S浓度可以降至150ppm(去除率95％)，再经过干式脱硫罐7后H2S浓度可以降至6ppm以下(总的去除率99.8％)。沼液经过沉淀、电解和气浮处理，在脱硫系统循环使用，最终排放时沼液COD可降至15000mg/L(去除率25％)。
上述实施例的说明只是用于理解本发明。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进，这些改进也将落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其包括沉淀池（1），电解池（2），气浮机（3），脱硫塔（5），凝水器（6），干式脱硫罐（7）；其特征在于，所述沉淀池（1）包含一个沼液入口与一个沼液出口；电解池（2）上包括2个沼液入口与一个沼液出口、一个沼气入口与一个沼气出口，气浮机（3）包括一个沼液入口及一个沼液出口；脱硫塔（5）包括一个沼液入口与一个沼液出口、一个沼气入口与一个沼气出口；凝水器（6）包括一个沼气入口与一个沼气出口；干式脱硫罐（7）包括一个沼气入口与一个沼气出口；沉淀池（1）的沼液入口为沼液第一入口，沉淀池（1）的沼液出口与电解池（2）的第一沼液入口连接，电解池（2）的沼液出口与气浮机（3）的沼液入口连接，气浮机（3）的沼液出口与脱硫塔（5）的沼液入口连接，脱硫塔（5）的沼液出口与电解池（2）的第二沼液入口连接；电解池（2）的沼气入口为沼气第一入口；电解池（2）的沼气出口与脱硫塔（5）沼气入口连接；脱硫塔（5）的沼气出口与凝水器（6）的沼气入口连接，凝水器（6）的沼气出口与干式脱硫罐（7）沼气入口连接，干式脱硫罐（7）的沼气出口排出清洁沼气。
2.根据权利要求1所述的使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其特征在于，在沉淀池（1）与电解池（2）之间设置一个进水泵（11）。
3.根据权利要求1所述的使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其特征在于，在电解池（2）与气浮机（3）之间也设置一个进水泵（11）。
4.根据权利要求1所述的使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其特征在于，在气浮机（3）与脱硫塔（5）之间设置一个喷淋泵（4）。
5.根据权利要求4所述的使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其特征在于，气浮机（3）包括气浮池，溶气罐（31）、回流水泵（33）、刮沫机（32）及空压机（34）；气浮池上端设置刮沫机（32）；气浮池前连接电解池（2）沼液出口；后连接回流水泵（33），回流水泵（33）连接到溶气罐（31），溶气罐（31）再连接气浮池；溶气罐还连接一个空压机；气浮池上还设置一个与脱硫塔（5）连接的沼液出口；沼液在气浮机（3）内循环数次后；经与脱硫塔（5）连接的沼液出口进入脱硫塔（5）。
6.根据权利要求5所述的使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫系统，其特征在于，气浮池的沼液出口先连接喷淋泵（4），喷淋泵（4）上设置一喷淋头，喷淋头为脱硫塔（5）的沼液入口。
7.一种使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫方法，采用如权利要求1所述的系统，其特征在于，
（1）、沼液经运输管道首先进入到沉淀池（1），初步沉淀去除沼液中的大颗粒杂质；
（2）、初次使用时沼液来自于沉淀池（1），之后沼液依次通过各个装置进行循环使用；将沼气通入到电解池（2）阳极端，沼液中的金属离子可以与沼气中以及沼液中吸收的H2S反应生成沉淀，从而部分H2S被去除，沉淀物与沼液中的有机物形成羟基络合物，产生絮状悬浮物，然后通过泵进入到气浮机（3）中处理；
（3）、电解池（2）中的沼液泵入到气浮机（3）中，通过气浮作用，沼液中吸收的H2S氧化为单质硫，生成的单质硫被沼液中的絮凝物及固体颗粒吸附，一起被分离，同时气浮过程可吹脱沼液中的CO2，从而恢复沼液吸收H2S气体的能力；
（4）、经过气浮处理后的沼液，经过喷淋泵（4）进入到脱硫塔（5）上端，喷头处向下均匀喷洒沼液；电解池的沼气经沼气运输管道进入到脱硫塔（5）下端，脱硫塔（5）中部有填料，沼气与沼液在塔内接触，可将硫化氢吸收到沼液中，从而去除沼气中的硫化氢；
（5）、经过脱硫塔（5）后的沼气经过凝水器（6）降低含水量，然后再通过干式脱硫罐（7），得到清洁沼气。
8.根据权利要求7所述的使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫方法，其特征在于，步骤（1）沼液添加量按照每10000m3沼气沼液添加量为10-80m3。
9.根据权利要求7所述的使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫方法，其特征在于，电解池（2）沼气流量为0.5vvm-3vvm之间。
10.根据权利要求7所述的使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫方法，其特征在于，气浮池的水力停留时间在5~30min，表面负荷率为2.5~8m3/(m2.h)。
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