[實用新型]一種沼氣生產-脫硫-脫氮一體化裝置

無效

• 申請號: 201020119772.4
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN201825943U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 鄭平;陸慧鋒;陳小光
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107
• 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

本實用新型涉及一種沼氣生產-脫硫-脫氮一體化裝置，適用于沼氣工程、有機廢水厭氧處理工程等。?

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。研究證明，一些微生物能夠以硝酸鹽或亞硝酸鹽為電子受體將硫化物氧化成單質硫。與好氧生物脫硫相比，單位廢氣處理費用更低。隨著短程硝化工藝的推廣應用，把短程硝化產生的亞硝酸鹽用作沼氣脫硫的電子受體，可進一步降低廢氣處理成本。其反應式為：?

H₂S+2/3NO₂^-+2/3H⁺——S⁰+1/3N₂+4/3H₂O?

或??H₂S+2/5NO₃^-+2/5H⁺——S⁰+1/3N₂+6/5H₂O?

將沼氣生產與脫硫-脫氮合二為一，開發一種沼氣生物-脫硫-脫氮一體化裝置，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

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種沼氣生產-脫硫-脫氮一體化裝置。?

沼氣生產-脫硫-脫氮一體化裝置包括相連接的沼氣生產區、三相分離區、脫硫-脫氮區和硝化廢水儲罐，沼氣生產區包括排泥管、進水管、反應筒、取樣管和回流管，反應筒底部設有排泥管，反應筒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，污泥沉淀室的外側壁設有第一溢流出水管，第一氣室的外側壁設有沼氣采樣監測管；脫硫-脫氮區主體包括第一脫硫-脫氮筒和第二脫硫-脫氮筒，第一脫硫-脫氮筒和第二脫硫-脫氮筒包括沼氣輸入管、第二溢流出水管、第二氣室、凈化沼氣恒壓管、第三氣室、沼氣收集管、第一脫硫-脫氮筒、硝化廢水自流管、排硫管、第二脫硫-脫氮筒、盤型布氣器和污泥斗，第一脫硫-脫氮筒和第二脫硫-脫氮筒下部分別設有污泥斗，污泥斗上部設有盤型布氣器，盤型布氣器與沼氣輸入管相連，污泥斗底端與排硫管連接，凈化沼氣恒壓管的上下端分別與第三氣室和第二氣室連接，硝化廢水自流管將上下兩個沼氣脫硫-脫氮筒內的液體連通，第一脫硫-脫氮筒外側壁上設有沼氣收集管，第二脫硫-脫氮筒外側壁上設有第二溢流出水管。?

所述的沼氣生產區、三相分離區和沼氣脫硫-脫氮區的體積比為2∶1∶1～4∶1∶1。所述的凈化沼氣恒壓管上端比第一脫硫-脫氮筒內液面高出1～2cm；硝化廢水自流管上端與第一脫硫-脫氮筒內液面齊平，硝化廢水自流管下端比第二脫硫-脫氮筒內液面低2～4cm。所述的污泥斗為錐形，污泥斗的底角α為100～120°。?