[發明專利]沼氣生產-脫硫一體化裝置

無效

• 申請號: 201010106825.3
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101760425A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 鄭平;陸慧鋒;陳小光;余一
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;B01D53/84;B01D53/52;C02F3/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及有機廢水厭氧處理裝置，尤其涉及一種沼氣生產-脫硫一體化裝 置。

背景技術

沼氣發酵是有機廢水處理的重要手段之一。由于運行成本低、污泥產量少、 可回收沼氣，沼氣發酵技術受到了環境工程界的青睞。生活污水含有3～6mg/L 有機硫和30～60mg/L無機硫，一些工業有機廢水(如紙漿廢水、制革廢水、制 藥廢水等)的硫酸鹽含量甚至高達9000mg/L以上。在這些含硫廢水的厭氧生物 處理過程中，會產生大量硫化氫氣體，濃度約為1～20g/m³。硫化氫是一種劇毒 有害氣體。在空氣中及潮濕環境條件下，硫化氫對管道、燃燒器以及其它金屬 設備、儀器儀表等有強烈腐蝕作用；硫化氫燃燒生成二氧化硫，可直接影響人 類身體健康；二氧化硫遇水生成硫酸，則有強烈的腐蝕作用。沼氣脫硫是沼氣 生產中不可或缺的處理工序。

沼氣脫硫的方法有化學法、物化法和生物法等。目前我國沼氣工程上普遍 應用的脫硫技術以物理化學法為主(俗稱干法脫硫)，即用三氧化二鐵脫硫劑脫 除沼氣中的H₂S。在常溫下，沼氣通過脫硫劑床層，硫化氫與活性氧化鐵接觸， 生成三硫化二鐵，然后與空氣接觸，鐵的硫化物轉化為氧化鐵和單質硫。這樣 的脫硫再生過程可循環多次，直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分孔隙被硫或其他 雜質覆蓋而失去活性。氧化鐵干法脫硫工藝簡單，成熟可靠，造價低(25m³脫 硫塔造價約為8萬)，能達到較高的凈化程度。但是，此法處理成本較高(15元 /kg(H₂S)左右)，運行操作麻煩(每4～6個月需更換或再生脫硫劑一次)，且 廢棄的脫硫劑存在二次污染問題。

與物理法和化學法相比，生物法脫硫具有設備簡單、成本低、環保清潔、 可回收單質硫等特點，是極具發展潛力的脫硫技術。所謂生物脫硫，就是在合 適的溫度、濕度、營養和供氧條件下，通過硫細菌的代謝作用將硫化氫轉化為 單質硫或者硫酸。反應過程為：

H₂S+2O₂——H₂SO₄

2H₂S+O₂——2S°+2OH^-

將沼氣生產與沼氣脫硫合二為一，開發沼氣生物-脫硫一體化裝置，不僅可以 簡化設備，省去沼氣輸送氣泵，還可以原位緩解硫化氫對厭氧消化的抑制作用， 提高厭氧反應器對含硫廢水的適應性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種沼氣生產-脫硫一體化裝置。

沼氣生產-脫硫一體化裝置包括沼氣生產裝置和沼氣脫硫裝置，沼氣生產裝 置包括沼氣生產區I和三相分離區II，沼氣脫硫裝置包括單質硫分離區III和沼 氣脫硫區IV，沼氣生產區I底部設有排泥管，反應筒的壁上從下到上依次設有 進水管、取樣管和回流管；三相分離區II內部從下到上依次設有污泥沉淀室、 倒漏斗狀三相分離器和第一氣室，三相分離區筒壁外側設有溢流出水管和噴淋 液回流管；單質硫分離區III內部設有斜板式噴淋液貯槽，斜板式噴淋液貯槽的 斜板板面上縱向設有空氣輸入管、沼氣輸入管和錐形布氣器，斜板中心設有噴 淋液液位管，斜板噴淋液貯槽上方設有第二氣室，單質硫分離區III筒壁外側設 有氣體監測采樣管和排硫管；沼氣脫硫區IV主體為脫硫筒，脫硫筒內部從下到 上依次設有生物填料、盤型噴淋頭和第三氣室，脫硫筒的壁上設有沼氣輸出管， 盤型噴淋頭通過輸送管與外部的循環噴淋泵相連。

所述的沼氣生產裝置與沼氣脫硫裝置的體積比為2.5∶1～5∶1。所述的噴淋液 液位管上端與斜板式噴淋液貯槽內液體表面齊平，錐形布氣器比斜板式噴淋液 貯槽內液面高2～4cm，噴淋液液位管下端浸入三相分離區II發酵液液面下3～4 cm，斜板式噴淋液貯槽的斜板與水平面夾角α為20°～30°，斜板式噴淋液貯槽的 斜板低端與排硫管相連，噴淋液回流管管口設在三相分離區II發酵液液面下5 cm。