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方案

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％。

Methodology and system of biogas desulfurization using electrolysis and air flotation to treat biogas slurry

【技术实现步骤摘要】
使用电解和气浮处理沼液进行沼气脱硫的方法及系统
本专利技术属于以畜禽粪污为原料的大型沼气脱硫
，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。
技术介绍
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，经本专利技术人研究后发现，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。本专利技术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。
技术实现思路
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，本专利技术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，脱硫塔的沼液入口折返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。本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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)的沼液入口折返与电解池(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。

【技术特征摘要】
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)的沼液入口折返与电解池(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：董泰丽，崔青青，孙颖材，陈莉，
申请(专利权)人：山东民和生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37