沼气原位脱硫装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种沼气原位脱硫装置，包括主体厌氧消化反应器、套设于主体厌氧消化反应器上的水浴夹层、设置于主体厌氧消化反应器顶部的光源室、设置于光源室中的红外光源、设置于主体厌氧消化反应器底部的曝气盘、与水浴夹层连接的水浴锅、与水浴锅和水浴夹层连接的循环泵以及与主体厌氧消化反应器和曝气盘连接的压缩机，主体厌氧消化反应器内部设置填料层。本发明专利技术的沼气原位脱硫装置，利用最佳波长的红外光源并调节红外光源的光照强度，最大化激发光能营养型SOB的脱硫性能，实现厌氧消化原位脱硫；同时无需对反应器提供微氧条件，避免了甲烷与氧气混合后发生爆炸风险的技术缺陷。本发明专利技术还公开了一种沼气原位脱硫方法。本发明专利技术还公开了一种沼气原位脱硫方法。本发明专利技术还公开了一种沼气原位脱硫方法。

【技术实现步骤摘要】
沼气原位脱硫装置及方法


[0001]本专利技术属于生物能源
，具体地说，本专利技术涉及一种利用光能营养型硫氧化菌的沼气原位脱硫装置及方法。

技术介绍

[0002]环境污染已逐渐成为全球各国共同关注的重要议题，对其关注程度也正逐年增加。厌氧消化工艺通过对生物质废弃物的再利用，产生再生能源甲烷，被认为是解决能源和环境危机的有效途径。在微生物的作用下生物质最终被转化为能源性产物沼气，用于能量回收，以弥补污水处理厂正常运行期间的部分能耗，为终极目标“碳中和”的实现做出贡献。原始沼气通常含CH
4 50％～75％、CO
2 25％～50％、H2S 0.5％～1.5％，还含有一定浓度的H2S气体，体积分数可达沼气的1.0％。H2S气体含量虽然不高，但已远远超过相关行业和国家标准的规定值，利用之前不进行脱硫预处理，H2S就会对仪器仪表和金属管道产生腐烛，影响总体使用效果。此外，H2S很容易通过细胞膜扩散到细胞质中，抑制产甲烷菌活性，造成厌氧消化产气效率偏低。因此，在综合利用沼气之前必须采取相关的脱硫措施。
[0003]目前，工业应用较为普遍的多为传统的化学脱硫工艺，不仅成本高还容易产生二次污染；微氧生物脱硫工艺，即在不破坏反应器内厌氧消化还原性氛围的前提下，向厌氧反应器中通入一定量的O2或空气，在硫氧化菌(SOB)的作用下，利用O2作为电子受体，将反应器内的硫化物氧化为单质硫或硫酸盐(O2过量)等，脱硫效率偏低且存在爆炸危险。最重要的是，上述方法都没有考虑硫资源的回收利用，造成硫资源大量浪费。因此，亟需开发一种装置既可以厌氧消化产沼气，又可高效原位脱除沼气H2S，为后续沼气的利用节省成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种沼气原位脱硫装置，目的是提高脱硫效率，避免甲烷与O2混合后发生爆炸风险。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：沼气原位脱硫装置，包括主体厌氧消化反应器、套设于主体厌氧消化反应器上的水浴夹层、设置于主体厌氧消化反应器顶部的光源室、设置于光源室中的红外光源、设置于主体厌氧消化反应器底部的曝气盘、与水浴夹层连接的水浴锅、与水浴锅和水浴夹层连接的循环泵以及与主体厌氧消化反应器和曝气盘连接的压缩机，主体厌氧消化反应器内部设置填料层。
[0006]所述主体厌氧消化反应器的顶部设置顶盖，所述光源室设置于顶盖上。
[0007]所述顶盖上设置沼气排出管，沼气排出管上设置气压控制阀。
[0008]所述红外光源的波长为805nm。
[0009]所述填料层的填料为聚丙烯填料。
[0010]所述主体厌氧消化反应器上设置沼气循环出气口和沼气循环入口，沼气循环出气口和沼气循环入口与所述压缩机连接，沼气循环入口与所述曝气盘连接，沼气循环出气口位于所述填料层的上方。
[0011]所述主体厌氧消化反应器的底部设置排泥口。
[0012]所述主体厌氧消化反应器的侧壁上设置多个取样口。
[0013]本专利技术还提供了一种沼气原位脱硫方法，采用上述的沼气原位脱硫装置，且包括步骤：
[0014]S1、主体厌氧消化反应器稳定运行，红外光源发光，主体厌氧消化反应器正常运行时厌氧接种污泥浓度MLSS为20.3g/L，MLVSS为12.8g/L；
[0015]S2、调节主体厌氧消化反应器的pH值，使主体厌氧消化反应器的pH值稳定在7.0
±
0.2范围内；
[0016]S3、水浴锅运行温度设定为35℃，通过循环泵不停为水浴夹层换水，使主体厌氧消化反应器运行时温度维持在35℃；
[0017]S4、压缩机运行，将主体厌氧消化反应器内厌氧消化所产生的沼气输送至曝气盘，沼气再由曝气盘通过泥水混合物自由回流至主体厌氧消化反应器的顶部，形成沼气内循环，沼气流动过程中会与填料层多次接触；
[0018]S5、排出沼气。
[0019]所述步骤S1中，需由红外光源对主体厌氧消化反应器进行一定时间的光照驯化，使主体厌氧消化反应器能够稳定运行，主体厌氧消化反应器稳定运行的标志是进料COD去除率和沼气H2S去除率稳定。
[0020]本专利技术的沼气原位脱硫装置，利用最佳波长的红外光源并调节红外光源的光照强度，最大化激发光能营养型SOB的脱硫性能，实现厌氧消化原位脱硫；克服了传统厌氧消化原位生物脱硫效率低的问题，同时无需对反应器提供微氧条件，避免了甲烷与氧气混合后发生爆炸风险的技术缺陷，还能通过沼气H2S浓度调节红外光源强度，提高单质硫产物的选择性，便于硫资源的回收利用。
附图说明
[0021]本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
[0022]图1是本专利技术沼气原位脱硫装置的结构示意图；
[0023]图2是光源室平面图；
[0024]图3是范尼尔曲线图；
[0025]图中标记为：1、主体厌氧消化反应器；2、光源室；3、水浴锅；4、循环泵；5、压缩机；6、进料口；7、出料口；8、沼气循环出气口；9、沼气循环入口；10、曝气盘；11、水浴夹层；12、水浴循环出水口；13、水浴循环进水口；14、沼气排出管；15、气压控制阀；16、顶盖；17、红外光源；18、填料层；19、排泥口；20、取样口。
具体实施方式
[0026]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本专利技术的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0027]如图1和图2所示，本专利技术提供了一种沼气原位脱硫装置，包括主体厌氧消化反应器1、套设于主体厌氧消化反应器1上的水浴夹层11、设置于主体厌氧消化反应器1顶部的光
源室2、设置于光源室2中的红外光源17、设置于主体厌氧消化反应器1底部的曝气盘10、与水浴夹层11连接的水浴锅3、与水浴锅3和水浴夹层11连接的循环泵4以及与主体厌氧消化反应器1和曝气盘10连接的压缩机5，主体厌氧消化反应器1内部设置填料层18。
[0028]具体地说，如图1和图2所示，主体厌氧消化反应器1的顶部设置顶盖16，光源室2设置于顶盖16上，顶盖16用于封闭主体厌氧消化反应器1的顶部开口，光源室2固定安装在顶盖16的底面上，光源室2为环形，红外光源17为环形红外灯，红外光源17的波长为805nm，红外光源17的光照强度可调节。红外光源17的强度是依据范尼尔曲线进行调节，即红外光源17的强度随沼气H2S浓度变化而变化。如图3所示，红外光源17的强度随主体厌氧消化反应器1内的沼气中的H2S浓度的增大而增大。
[0029]作为优选的，主体厌氧消化反应器1和光源室2的材质均为有机玻璃。
[0030]如图1所示，压缩机5位于主体厌氧消化反应器1的外部，曝气盘10位于主体厌氧消化反应器1的内部且曝气盘10位于填料层18的下方，主体厌氧消化反应器1上设置沼气循环出气口8和沼气循环入口9，沼气循环出气口8和沼气循环入口9与压缩机5连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.沼气原位脱硫装置，其特征在于，包括主体厌氧消化反应器、套设于主体厌氧消化反应器上的水浴夹层、设置于主体厌氧消化反应器顶部的光源室、设置于光源室中的红外光源、设置于主体厌氧消化反应器底部的曝气盘、与水浴夹层连接的水浴锅、与水浴锅和水浴夹层连接的循环泵以及与主体厌氧消化反应器和曝气盘连接的压缩机，主体厌氧消化反应器内部设置填料层。2.根据权利要求1所述的沼气原位脱硫装置，其特征在于，所述主体厌氧消化反应器的顶部设置顶盖，所述光源室设置于顶盖上。3.根据权利要求2所述的沼气原位脱硫装置，其特征在于，所述顶盖上设置沼气排出管，沼气排出管上设置气压控制阀。4.根据权利要求1至3任一所述的沼气原位脱硫装置，其特征在于，所述红外光源的波长为805nm。5.根据权利要求1至3任一所述的沼气原位脱硫装置，其特征在于，所述填料层的填料为聚丙烯填料。6.根据权利要求1至3任一所述的沼气原位脱硫装置，其特征在于，所述主体厌氧消化反应器上设置沼气循环出气口和沼气循环入口，沼气循环出气口和沼气循环入口与所述压缩机连接，沼气循环入口与所述曝气盘连接，沼气循环出气口位于所述填料层的上方。7.根据权利要求1至3任一所述的沼气原位脱硫装置，其特征在于，所述主体厌氧消化...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮仁俊，张明，王惠，赵昌爽，孙俊伟，李家乐，项经纬，赵俊杰，欧坤轩，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：