CN113968637A - 一种高效可控的沼气生物脱硫再生池 - Google Patents

Abstract

本发明属于气体生物脱硫污水处理设备技术领域，具体地说，涉及一种高效可控的沼气生物脱硫再生池，包括：池体(1)和顶板(13)；所述池体(1)被折流挡板(14)分割为高强度曝气区(15)、沉淀池(2)和低强度曝气区(16)；富液进水管(3)通过进水口与高强度曝气区(15)连通；贫液出水管(4)通过出水口与低强度曝气区(16)连通；池体(1)的内壁上布设有控温(21)；高强度曝气区(15)内设置曝气主管(7)和多个第一曝气支管(8)；曝气主管(7)上级联多个第一曝气支管(8)，且连接管(17)上级联多个第二曝气支管(18)；第一曝气支管(8)和第二曝气支管(18)上均开设多个曝气孔(9)，且二者均设置曝气器。

Description

一种高效可控的沼气生物脱硫再生池

技术领域

本发明属于气体生物脱硫污水处理设备技术领域，具体地说，涉及一种高效可控的沼气生物脱硫再生池。

背景技术

目前，利用各种有机废弃物，对其进行厌氧发酵，制备产生沼气，在制备产生的沼气中中除含有主要成分的甲烷和二氧化碳外，其中还含有一定浓度的硫化氢。其中，硫化氢是一种高毒性和极强腐蚀性的气体，未经脱硫处理的沼气如果直接利用，则会产生严重的设备腐蚀和环境污染。因此，需要对制备产生的沼气进行脱硫处理。

常用的沼气脱硫方法有物理化学法和生物法。其中，物理化学法主要利用化学试剂与制备产生的沼气接触，并利用化学试剂与沼气中的硫化氢发生化学反应，从而去除硫化氢气体，化学试剂吸收硫化氢是通过试剂与硫化氢的反应实现的，反应后试剂就不在具备吸收硫化氢的能力，需要通过加热或催化反应等进行再生，让该化学剂恢复到能再与硫化氢反应的能力，或者是把吸收后的试剂更换掉。因此，采用物理化学法，需要用到大量的化学试剂，有些还会产生大量的固液体废弃物，因此，存在运行费用高，易产生二次污染，环境不友好等缺点。

生物法就是采用生物脱硫技术除去制备产生的沼气中的硫化氢；生物脱硫技术是20世纪80年代发展起来的一种新型脱硫工艺。该技术采用弱碱液吸收硫化氢后，利用微生物将硫离子转化成单质硫，具有无需催化剂和化学氧化剂(采用空气)、能耗低、硫回收效率高等优点，因而倍受业内关注。

现有的生物脱硫再生池富液中溶解的硫离子被氧化成单质硫后，因曝气量不可控，溶液继续大量接触氧气造成硫元素过度氧化成硫酸，导致系统运行不稳定，硫沉淀少，硫泥质量差，碱耗量高等问题。

发明内容

为解决现有技术存在上述缺陷，本发明提出了一种高效可控的沼气生物脱硫再生池，所述生物脱硫再生池包括池体和顶板；顶板盖在池体上；

所述池体被折流挡板分割为高强度曝气区、沉淀池和低强度曝气区；

高强度曝气区和低强度曝气区分别位于折流挡板的两侧，沉淀池靠近折流挡板的一端；

池体的侧壁上设有进水口、出水口、控温水进口、控温水出口和曝气口，

富液进水管通过进水口与高强度曝气区连通；贫液出水管通过出水口与低强度曝气区连通；

池体的内壁上布设有控温盘管，控温盘管的入口端位于控温水进口，控温盘管的出口端位于控温水出口；

高强度曝气区内设置曝气主管和多个第一曝气支管；曝气主管穿过曝气口插入高强度曝气区，曝气主管上级联多个第一曝气支管，高强度曝气区和低强度曝气区之间通过连接管连通，且连接管上级联多个第二曝气支管；第一曝气支管和第二曝气支管上均开设多个曝气孔；

高强度曝气区通过设置在沉淀池上的泵和去沉淀池管与沉淀池连通；低强度曝气区通过设置在沉淀池上的上清液溢流口与沉淀池连通。

作为上述技术方案的改进之一，所述第一曝气支管之间的间距从靠近富液进水管处向靠近沉淀池的方向呈阶梯式增加；

第二曝气支管之间的间距从靠近沉淀池向靠近池体的出水口处方向呈阶梯式增加。

作为上述技术方案的改进之一，所述第一曝气支管和第二曝气支管均为管式曝气器。

作为上述技术方案的改进之一，所述池体被多个折流挡板分割为多个高强度曝气区和低强度曝气区。

作为上述技术方案的改进之一，所述顶板上开设多个观察孔；顶板上还增设营养液添加口，该营养液添加口设置在曝气主管的上方。

作为上述技术方案的改进之一，所述池体内壁的四个角落处均设置内圆角。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的再生池可分别在高强度曝气区和低强度曝气区，控制不同强度的曝气量，工艺简单、操作方便、自动化程度高，可有效解决再生池曝气量控制难度大，硫离子氧化程度不可控的问题。

附图说明

图1是本发明的一种高效可控的沼气生物脱硫再生池的俯视图；

图2是本发明的一种高效可控的沼气生物脱硫再生池的截面图。

附图标记：

1、池体 2、沉淀池

3、富液进水管 4、贫液出水管

5、去沉淀池管 6、上清液溢流口

7、曝气主管 8、第一曝气支管

9、曝气孔 10、控温水进口

11、控温水出口 12、沉淀物排出口

13、顶板 14、拆流挡板

15、高强度曝气区 16、低强度曝气区

17、连接管 18、第二曝气支管

19、循环泵 20、螺杆泵

21、控温盘管

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1和2所示，本发明提供了一种高效可控的沼气生物脱硫再生池，所述生物脱硫再生池包括池体1和顶板13；顶板13盖在池体1上；

所述池体1被折流挡板14分割为高强度曝气区15、沉淀池2和低强度曝气区16；

高强度曝气区15和低强度曝气区16分别位于折流挡板14的两侧，沉淀池2靠近折流挡板14的一端，且沉淀池2与折流挡板14呈垂直关系放置；

池体1的侧壁上设有进水口、出水口、控温水进口10、控温水出口11和曝气口，

富液进水管3通过进水口与高强度曝气区15连通；贫液出水管4通过出水口与低强度曝气区16连通；

池体1的内壁上布设有控温盘管21，控温盘管的入口端位于控温水进口10，控温盘管的出口端位于控温水出口11；

高强度曝气区15内设置曝气主管7和多个第一曝气支管8；曝气主管7穿过曝气口插入高强度曝气区15，曝气主管7上级联多个第一曝气支管8，高强度曝气区15和低强度曝气区16之间通过连接管连通17，且连接管17上级联多个第二曝气支管18；第一曝气支管8和第二曝气支管18上均开设多个曝气孔9；

高强度曝气区15通过设置在沉淀池2上的泵和去沉淀池管5与沉淀池2连通；

低强度曝气区16通过设置在沉淀池2上的上清液溢流口6与沉淀池2连通。其中，将高强度曝气区15中经过高强度曝气处理的混合液通过泵和去沉淀池管6泵入沉淀池2，进行沉淀和去单质硫，在沉淀池2内沉淀后，上清液通过上清液溢流口6溢流回低强度曝气区16，与该高强度曝气区内的混合液混合后形成循环液，并进入低强度曝气区16。

第一曝气支管8之间的间距从靠近富液进水管3处向靠近沉淀池2的方向呈阶梯式增加，如图1所示，整个池体1中，从右向左设置的多个第一曝气支管8，每个第一曝气支管8上的曝气强度是固定的，但是从右向左沿着该方向，其曝气强度逐渐减小；

第二曝气支管18之间的间距从靠近沉淀池2向靠近池体1的出水口处方向呈阶梯式增加，如图1所示，整个池体1中，从左向右设置的多个第二曝气支管18，每个第二曝气支管18上的曝气强度是固定的，但是从左向右沿着该方向，其曝气强度逐渐减小；

第二曝气支管18之间的间距大于第一曝气支管8之间的间距。其中，在本实施例中，曝气强度以每米减少3％-10％。

第一曝气支管8和第二曝气支管18均为管式曝气器，，第一曝气支管8的数量随着间距的增加而变少；第二曝气支管18的数量随着间距的增加而变少，其目的是为了使保其效果和硫离子的氧化程度可控。

曝气主管7平行于池体的底部，且平行于高强度曝气区15内的水流方向，

根据实际需要，所述池体1被多个折流挡板14分割为多个高强度曝气区15和低强度曝气区16；其目的是可对各个不同强度曝气区的曝气量进行更精准的控制，脱硫效率更高；同时为了使循环液形成不同浓度硫离子浓度的溶液连续流场，且同一强度曝气区内和两个不同强度曝气区之间的溶液流场连续，硫离子浓度逐渐减小。

所述生物脱硫再生池呈长方体结构，在其他具体实施例中，所述生物脱硫再生池也可根据需要，设置为圆柱体、正方体或其他不规则形状的结构。

池体1上方设置的顶板13可供操作人员进行行走；顶板13上开设多个观察孔，便于操作人员观察；顶板13上还增设营养液添加口，该营养液添加口设置在曝气主管7的上方，便于在曝气前，预先将富液与营养液进行混合。在其他具体实施例中，所述营养液添加口还可以设置在池体1的侧壁上，且与富液进水管的出水口并行设置，其目的是便于在曝气前，预先将富液与营养液进行混合。

所述池体1内壁的四个角落处均设置内圆角，避免曝气死区与硫泥在高强度曝气区或低强度曝气区沉淀。

所述沉淀池的底部与池体的底部平行且平齐，且沉淀池的顶部高于高强度曝气区的顶部，便于从沉淀池2内沉淀得到的上清液通过上清液溢流口流回至高强度曝气区15；

沉淀池2内置有斜板沉淀器，用于将悬浮于贫液中的单质硫沉淀出来，单质硫泥从底部排除，上清液溢流回到再生池中；利用设置在贫液出水管4上的循环泵19，将通过贫液出水管4流出的溶液，通过分别与贫液出水管4和沉淀池2连通的去沉淀池管5，流至沉淀池2内，经过沉淀后得到的上清液溢流回高强度曝气区15，沉积在沉淀池2底部的硫泥通过外置的螺杆泵20从沉淀物排出口12排出。

为了防止在高强度曝气区已经被较充分氧化成单质硫的硫离子继续大量接触氧气而造成硫元素过氧化，采取了两方面的措施：一是减小低强度曝气区的曝气量，二是在高强度曝气区的末端设置沉淀池2，把已被氧化成单质硫的部分硫元素及时取出，减小单质硫进一步暴露在溶解氧中的可能性。

本发明提供的高效可控的沼气生物脱硫再生池的具体工作过程如下：

富含硫离子的富液与营养液混合后，得到的混合液通过富液进水管3从进水口流入高强度曝气区15，曝气主管7中通入空气，利用设置在第一曝气支管8，采用逐渐减小的高强度曝气，将混合液中的硫离子氧化成单质硫，将带有单质硫的混合液经过泵和去沉淀池管5泵入沉淀池2中，进行沉淀，将沉淀池2中的上层的上清液通过上清液溢流口6溢流回低强度曝气区16，

将从高强度曝气区15流出的混合液与上清液进行混合，形成循环液，再利用第二曝气支管18，采用逐渐减小的低强度曝气，并对循环液中的硫离子氧化成单质硫，与循环液一起沿着与贫液出水管4流出，并通过循环泵19泵入外部设置的收集装置；其中，低强度曝气区16中的硫离子浓度相对较小，部分循环液经过沉淀后硫泥浓度也减小，低强度曝气区16采取较小的曝气量对循环液作进一步处理，即将部分剩余的硫离子氧化成单质硫，同时较小的硫泥浓度也可避免进一步氧化单质硫。

本发明提供的一种高效可控的生物脱硫再生池，将再生池分为高强度曝气区15、沉淀池2和低强度曝气区16；通过第一曝气支管和第二曝气支管，优化设置控制对应的曝气量，工艺简单，易于控制，针对再生池内不同的硫离子浓度区，采用不同的曝气强度，极大的提高了前端硫离子的处理效率和氧气利用率，而且经过高强度曝气区的除硫处理，单质硫大量产生，在高强度曝气区，靠近沉淀池的末端，将脱硫液进行沉淀，有效避免了单质硫进一步被氧化成硫酸根的可能性，这种设置可极大的降低生物脱硫药剂成本和提高系统稳定性。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种高效可控的沼气生物脱硫再生池，其特征在于，所述生物脱硫再生池包括：池体(1)和顶板(13)；所述顶板(13)盖在池体(1)上；

所述池体(1)被折流挡板(14)分割为高强度曝气区(15)、沉淀池(2)和低强度曝气区(16)；

高强度曝气区(15)和低强度曝气区(16)分别位于折流挡板(14)的两侧，沉淀池(2)靠近折流挡板(14)的一端；

池体(1)的侧壁上设有进水口、出水口、控温水进口(10)、控温水出口(11)和曝气口；

富液进水管(3)通过进水口与高强度曝气区(15)连通；贫液出水管(4)通过出水口与低强度曝气区(16)连通；

池体(1)的内壁上布设有控温(21)，控温盘管的入口端位于控温水进口(10)，控温盘管的出口端位于控温水出口(11)；

高强度曝气区(15)内设置曝气主管(7)和多个第一曝气支管(8)；曝气主管(7)穿过曝气口插入高强度曝气区(15)，曝气主管(7)上级联多个第一曝气支管(8)，高强度曝气区(15)和低强度曝气区(16)之间通过连接管(17)连通，且连接管(17)上级联多个第二曝气支管(18)；第一曝气支管(8)和第二曝气支管(18)上均开设多个曝气孔(9)；

高强度曝气区(15)通过设置在沉淀池(2)上的泵和去沉淀池管(5)与沉淀池(2)连通；低强度曝气区(16)通过设置在沉淀池(2)上的上清液溢流口(6)与沉淀池(2)连通。

2.根据权利要求1所述的高效可控的沼气生物脱硫再生池，其特征在于，所述第一曝气支管(8)之间的间距从靠近富液进水管(3)处向靠近沉淀池(2)的方向呈阶梯式增加；

第二曝气支管(18)之间的间距从靠近沉淀池(2)向靠近池体(1)的出水口处方向呈阶梯式增加。

3.根据权利要求2所述的高效可控的沼气生物脱硫再生池，其特征在于，所述第一曝气支管(8)和第二曝气支管(18)均为管式曝气器。

4.根据权利要求1所述的高效可控的沼气生物脱硫再生池，其特征在于，所述池体(1)被多个折流挡板(14)分割为多个高强度曝气区(15)和低强度曝气区(16)。

5.根据权利要求1所述的高效可控的沼气生物脱硫再生池，其特征在于，所述顶板(13)上开设多个观察孔；顶板(13)上还增设营养液添加口，该营养液添加口设置在曝气主管(7)的上方。

6.根据权利要求1所述的高效可控的沼气生物脱硫再生池，其特征在于，所述池体(1)内壁的四个角落处均设置内圆角。

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