CN212102450U - 一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置，由如下设备组成：pH调整罐、硫化氢解析塔、微生物硫酸盐还原罐、进料泵、营养液投加泵、外部循环泵、防爆风机、内部循环泵、抽吸泵；各设备之间通过管道连接。其中，微生物硫酸盐还原罐内部设置陶瓷膜组件，硫化氢解析塔内设置填料。与传统化学制硫化氢装置相比，所述微生物产硫化氢发生装置运行成本低，而且反应过程在常温常压下进行，不使用危险化学品，提升了操作的安全性。

Description

一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置

技术领域

本实用新型属于水和废水处理技术领域，涉及一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置。

背景技术

污酸的净化处理是有色冶炼行业内的热点问题。硫化沉淀工艺可以使污酸中的重金属离子得以有效沉淀去除。硫化沉淀工艺可以通过投加硫氢化钠药剂实现，也可以通过现场制备硫化氢气体投加实现。因为投加硫氢化钠的方式面临储存管理的风险，所以现场制备硫化氢气体完成投加的方式受到业内的重视。传统化学制备硫化氢的方式通常需要在高温高压下进行，或者需要使用硫酸等危险化学品，运行成本高，而且同样面临现场安全生产管理的问题。

微生物硫酸盐还原产硫化氢的方式是利用微生物的作用，利用污酸中原有的硫酸根，还原产生硫化氢，属于一种以废治废的工艺。其运行成本低，而且反应过程是在常温常压下进行，是一种绿化环保的处理过程。

实用新型内容

为了决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置。该装置通过微生物作用，将污酸中的硫酸根还原产生硫化氢，通过硫化氢解析塔，实现循环液中硫化氢的气液解析，形成含硫化氢气体，该气体可以直接投加在污酸中，实现污酸的硫化沉淀。

为了实现上述目的，本实用新型的提供一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置，由如下设备组成：pH调整罐、硫化氢解析塔、微生物硫酸盐还原罐、进料泵、营养液投加泵、外部循环泵、防爆风机、内部循环泵、抽吸泵；各设备之间通过管道连接；

其中，该pH调整罐为中空罐体，上部设有污酸进口，该污酸进口下方设有营养液进口，下部设有调整罐出口，对侧下部设有调整罐进口；

该硫化氢解析塔为中空罐体，中上部为填料区，内部填装填料，在该硫化氢解析塔顶部设有出气口，接近顶部处设有解析塔进口，在填料区之下设有进气口，下部设有解析塔出口；

该微生物硫酸盐还原罐为中空罐体，上部相对设有第一出口、第二出口，下部相对设有第一进口、第二进口；在该微生物硫酸盐还原罐内部设有陶瓷膜组件；

进料泵与pH调整罐的污酸进口连接，营养液投加泵与pH调整罐的营养液进口连接，pH调整罐的调整罐出口经外部循环泵与微生物硫酸盐还原罐的第一进口连接；防爆风机与硫化氢解析塔的出气口连接，微生物硫酸盐还原罐的第一出口与硫化氢解析塔的解析塔进口连接；微生物硫酸盐还原罐的第二出口经内部循环泵与第二进口连接；该陶瓷膜组件连通的管道从该微生物硫酸盐还原罐顶部穿出与抽吸泵连接。

优选地，所述陶瓷膜组件为板式陶瓷膜组件，孔径为0.1～0.45微米。

优选地，所述填料为聚乙烯球形填料，其粒径为5～50毫米。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置，相对于传统化学制硫化氢装置，该装置利用微生物作用，将污酸中硫酸根还原成为硫化氢，属于一种以废治废的绿色装置，运行成本显著降低；同时，相对于传统化学制硫化氢装置需要在高温高压下运行，或使用硫酸等危险化学品，该微生物产硫化氢装置是在常温常压下运行，而且反应过程不使用危险化学品，显著提升现场安全运行水平。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢装置的结构示意图。

图2为本实用新型提供的用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢装置的运行工艺图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例详细介绍本实用新型。但以下的实施例仅限于解释本实用新型，本实用新型的保护范围应包括权利要求的全部内容，不仅仅限于本实施例。

实施例1

一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置，如图1所示，由如下设备组成：pH调整罐1、硫化氢解析塔2、微生物硫酸盐还原罐3、进料泵4、营养液投加泵5、外部循环泵6、防爆风机7、内部循环泵8、抽吸泵9；各设备之间通过管道连接(图1中用单线表示管道)；

其中，该pH调整罐1为中空罐体，上部设有污酸进口11、其下设有营养液进口12，下部设有调整罐出口13，对侧下部设有调整罐进口14；

该硫化氢解析塔2为中空罐体，中上部为填料区21，内部填装填料，在该硫化氢解析塔顶部设有出气口22，接近顶部处设有解析塔进口23，在填料区之下设有进气口24，下部设有解析塔出口25；

该微生物硫酸盐还原罐3为中空罐体，上部相对设有第一出口31、第二出口32，下部相对设有第一进口33、第二进口34；在该微生物硫酸盐还原罐内部设有陶瓷膜组件35；

该进料泵4与pH调整罐1的污酸进口11连接，营养液投加泵5与pH调整罐1的营养液进口12连接，pH调整罐1的调整罐出口13经外部循环泵6与微生物硫酸盐还原罐3的第一进口33连接；防爆风机7与硫化氢解析塔2的出气口22连接，微生物硫酸盐还原罐3的第一出口31与硫化氢解析塔2的解析塔进口23连接；微生物硫酸盐还原罐3的第二出口32经内部循环泵8与第二进口34连接；该陶瓷膜组件35连通的管道从该微生物硫酸盐还原罐3顶部穿出与抽吸泵9连接。

优选地，所述陶瓷膜组件35为板式陶瓷膜组件，孔径为0.1～0.45微米。

优选地，所述填料为聚乙烯球形填料，其粒径为5～50毫米。

在使用上述装置时，如图2所示，将污酸经进料泵从污酸进口通入pH调整罐，营养液经营养液投加泵从营养液进口通入pH调整罐，最终进入微生物硫酸盐还原罐，为微生物硫酸盐还原罐中的微生物提供碳源和氮源，营养液主要成分为10％甘油和0.1％的硫酸铵。进入pH调整罐的污酸和营养液与从硫化氢解析塔流出的循环液混合，由于经硫化氢解析塔解析的循环液中硫化氢和二氧化碳被解离，会使pH抬升到9左右，而污酸为酸性，二者混合会使混合液的pH调整到7左右。混合液从pH调整罐的调整罐出口经外部循环泵从微生物硫酸盐还原罐的第一进口进入微生物硫酸盐还原罐，在微生物硫酸盐还原罐中定植的微生物将污酸中的硫酸根还原成硫化氢，使得污酸变成含有硫化氢的酸液；含有硫化氢的酸液通过溢流从第一出口流出从解析塔进口进入硫酸盐解析塔中；通过硫化氢解析塔解析完硫化氢的循环液进入pH调整罐，硫化氢通过硫化氢解析塔的出气口经防爆风机排出，用于污酸硫化沉淀；循环液从解析塔出口经pH调整罐的调整罐进口进入pH调整罐，与从进料泵和营养液投加泵进入的污酸和营养液混合；微生物硫酸盐还原罐与内循环泵经第二出口和第二进口形成内循环；微生物硫酸盐还原罐的陶瓷膜组件经管道与抽吸泵连接，陶瓷膜组件组件将微生物硫酸盐还原罐中菌种截留在罐中，将多余的溶液排出。由于整个系统中在不断补入营养液和污酸，使得系统中产生多余溶液，通过抽吸泵排出

硫化氢解析塔通过气液交换，将溶液中溶解的硫化氢向气相中扩散，填料用于增大气液接触的面积，促进气液交换。

由于硫化氢解析塔顶部通过防爆风机抽取硫化氢气体，因此需要设计一个进气口，保证气压平衡。

硫化氢解析过程会提升溶液pH，因此利用进料泵在pH调整罐投加污酸，一方面调整循环液的pH到中性，另一方面补充循环液中的硫酸根。同时，通过微生物营养液投加泵在pH调整罐中往循环中投加微生物营养液。微生物硫酸盐还原罐设置内部循环泵，主要为了使循环液在微生物硫酸盐还原罐内形成一定的上升流速，提高反应速率。微生物硫酸盐还原罐内设置陶瓷膜组件，通过抽吸泵形成负压，对循环液进行过滤，从而形成整套装置的出液。

所用微生物主要为硫酸盐还原菌，可以将硫酸盐还原为硫化氢，优选脱硫杆菌属(Desulfobacter)微生物，装置启动时连同营养液直接投入微生物产硫化氢反应罐，以启动反应。

利用上述微生物产硫化氢装置，生产用于污酸硫化沉淀的硫化氢气体。装置初期启动时，在微生物产硫化氢反应罐中加入经过酸度中和的污酸溶液，加入1％的城市污水处理厂剩余污泥，加入微生物营养液，开启内循环泵，运行 72h，随后开启外部循环泵和防爆风机，实现循环液在微生物产硫化氢反应罐、硫化氢解析塔以及pH调整罐内的循环，此时，循环液中硫酸根浓度呈现下降趋势，防爆风机出口气体中硫化氢含量开始上升，已经可以用污酸硫化沉淀的硫化氢投加，当循环液中硫酸根浓度下降到80％，开启进料泵和微生物营养液投加泵，开启抽吸泵，开始往循环中补充污酸和微生物营养液，控制进料泵投加污酸的量，可以控制整套系统硫化氢产量。上述实施例中，进料泵流量为 1m³/d，获得的硫化氢产量为28.3kg/d。

从上述实施例可以看出，本实用新型提供一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置，为微生物产硫化氢创造了适宜的生存空间，通过设计可以为微生物提供源源不断地营养源，使得微生物持续不断地产生硫化氢。并且全程在常温常压下运行，反应过程不使用危险化学品，显著提升现场安全运行水平。

Claims (3)

1.一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置，其特征在于，由如下设备组成：pH调整罐、硫化氢解析塔、微生物硫酸盐还原罐、进料泵、营养液投加泵、外部循环泵、防爆风机、内部循环泵、抽吸泵；各设备之间通过管道连接；

其中，该pH调整罐为中空罐体，上部设有污酸进口，该污酸进口下方设有营养液进口，下部设有调整罐出口，对侧下部设有调整罐进口；

该硫化氢解析塔为中空罐体，中上部为填料区，内部填装填料，在该硫化氢解析塔顶部设有出气口，接近顶部处设有解析塔进口，在填料区之下设有进气口，下部设有解析塔出口；

该微生物硫酸盐还原罐为中空罐体，上部相对设有第一出口、第二出口，下部相对设有第一进口、第二进口；在该微生物硫酸盐还原罐内部设有陶瓷膜组件；

进料泵与pH调整罐的污酸进口连接，营养液投加泵与pH调整罐的营养液进口连接，pH调整罐的调整罐出口经外部循环泵与微生物硫酸盐还原罐的第一进口连接；防爆风机与硫化氢解析塔的出气口连接，微生物硫酸盐还原罐的第一出口与硫化氢解析塔的解析塔进口连接；微生物硫酸盐还原罐的第二出口经内部循环泵与第二进口连接；该陶瓷膜组件连通的管道从该微生物硫酸盐还原罐顶部穿出与抽吸泵连接。

2.根据权利要求1所述一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置，其特征在于，所述陶瓷膜组件为板式陶瓷膜组件，孔径为0.1～0.45微米。

3.根据权利要求1所述一种用于污酸硫化沉淀的微生物产硫化氢发生装置，其特征在于，所述填料为聚乙烯球形填料，其粒径为5～50毫米。

Images