CN102604701A - 沼气生物脱硫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于沼气脱硫技术领域，具体涉及一种沼气生物脱硫方法，含有脱硫细菌的循环液经脱硫塔顶部的喷淋头喷淋而下，沼气从脱硫塔下部的进气管吹入，在中部的填料中与循环液充分接触，循环液中含有的脱硫细菌经生物氧化作用将沼气中的硫化氢氧化脱除，其中，每天向每立方米的循环液中添加2.0～2.5L沼液。本发明能够具有便于控制，操作简单，并且脱硫效率高的特点。

Description

沼气生物脱硫方法
技术领域
本发明属于沼气脱硫技术领域，具体涉及一种沼气生物脱硫方法。
背景技术
沼气发酵原料如畜禽养殖废弃物、高浓度工业有机废水、城市污水厂剩余污泥、作物秸秆以及有机垃圾等都是生物质类物质，含有相当数量的有机硫或无机硫，在厌氧消化过程中被转化成硫化氢，因此沼气中都含有一定数量的硫化氢，如以鸡粪为原料发酵后的沼气中约含有5000ppm的硫化氢。硫化氢不仅对燃烧动力设备和金属管道具有很强的腐蚀作用，还会引发润滑油的变质从而加速发动机的磨损。沼气经过燃烧后，硫化氢会转化为硫的氧化物(SOx)并释放到空气中，造成大气污染。因此，为了达到安全利用和环境保护的目标，必须在使用前对沼气进行脱硫处理。
目前，沼气中硫化氢脱除方法主要有物理化学法和生物法。物理化学法脱硫过程基本上是以吸附剂(如：砷基化合物、铁螯合物、三氯化铁等)或者脱硫剂(如：铁系、锌系、铜系、钙系化合物等)吸附硫化氢或与硫化氢反应生成硫化物，再以氧气为电子受体将硫化氢(硫化物)氧化成单质硫，使吸附剂或者脱硫剂再生。由于物理化学脱硫方法存在能耗高、处理费用昂贵，污泥处置难等缺点，近年来生物脱硫受到了普遍青睐。
生物脱硫是指利用硫细菌的生物氧化作用将沼气中的硫化氢氧化成单质硫，进一步氧化成亚硫酸和硫酸，从而将硫从沼气中脱除的工艺。相对于物理化学法，生物脱硫具有不需氧化剂或催化剂、不产生化学污泥的特点，因此普遍受到青睐。而目前阶段的生物法脱硫工艺也存在以下几个缺点：脱硫效率低、运行条件难以控制、运行成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种沼气生物脱硫方法，具有便于控制，操作简单，脱硫效率高的特点。
本发明所述的一种沼气生物脱硫方法，含有脱硫细菌的循环液经脱硫塔顶部的喷淋头喷淋而下，沼气从脱硫塔下部的进气管吹入，在中部的填料中与循环液充分接触，循环液中含有的脱硫细菌经生物氧化作用将沼气中的硫化氢氧化脱除，其中，每天向每立方米的循环液中添加2.0～2.5L沼液。
循环液中的有效菌群是以氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌为主的脱硫菌群，这两种菌均为嗜酸、好氧型细菌，以还原态的硫化物或单质硫为能量来源，以铵态氮为氮源，以二氧化碳为碳源。
其中，沼液优选按照以下方法制备得到：畜禽粪便在水解酸化池中进行水解酸化，停留时间为4天，水解酸化后的料液泵入厌氧发酵罐，发酵温度为35～38℃，料液在发酵罐中停留35天，充分产气后排出，即为沼液。
水解酸化后的料液的总固体含量优选为6～8％。
水解酸化后的料液泵入厌氧发酵罐的进料方式优选为间歇性进料，厌氧发酵罐类型优选为全混式厌氧发酵罐。
沼液的总固体含量优选为2～5％，pH优选为8.0～8.5。
在运行中需通过控制一些参数来保证脱硫菌群的活力，这些参数包括循环液的温度、循环液的pH、曝气量和需添加的营养物质。
循环液温度优选为28～30℃。图2是循环液不同温度时与脱硫塔出口沼气浓度的变化趋势图，由图可见，当循环液的温度为28～30℃时沼气中的硫化氢浓度最低，脱硫效果最好。
循环液pH优选为1.5～2.5。氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌都为嗜酸菌，故pH应控制在较低的范围内。
脱硫菌种为好氧型菌种，故应保证其生存环境中有充足的氧气，曝气包括两个方面，一是向循环水箱中的循环液中曝气，使循环液中的溶解氧量达到饱和，以保证脱硫菌种生活必须的氧气；二是向进气管中通入占沼气流量10％的空气量，使脱硫后沼气中余氧含量在1.2～1.5％之间，以保证菌种还原硫化氢时有充足的氧气可以利用。
沼液中的氨氮含量为5000mg/L，为脱硫细菌提供了丰富的氮源，另外沼液中有菌种生长所需的微量元素等其它营养物质，故沼液的添加对脱硫效果起到了很显著的影响。如图3所示，一次添加沼液曲线是指每天16:30向循环液中添加2L/m3的沼液，二次添加沼液曲线是指每天7:30和19:30分两次分别向循环液中添加1L/m3的沼液，沼气中硫化氢浓度的变动情况如图所示。由一次添加沼液曲线可见，硫化氢浓度在沼液添加后开始降低，9个小时后达到最低，说明沼液对脱硫的活性有明显的影响。而两条曲线对比可知，同样的沼液添加量，分两次添加的效果要比一次好。
本发明的优点在于：
(1)脱硫效果显著。可将沼气中的硫化氢浓度由5000ppm降至200ppm以下，脱硫效率达到96％以上，显著降低了硫化氢对后续相关设备的影响。
(2)参数易于控制。调节循环水箱内的加热管道的进气阀门，可达到控制循环液温度的效果；曝气量可通过调节管道上的阀门来调整；营养物质的添加可根据循环液的流量随时调整。各种参数的配合调整保证了脱硫效果的稳定性。
(3)运行成本低廉。营养物质主要采用发酵产生的沼液，无需添加其它物料；而曝气***和循环***设备简单、运行稳定，仅需供能用的电费。
附图说明
图1为沼气生物脱硫装置的结构示意图；
图2为循环液的温度对脱硫效果的影响趋势图；
图3为沼液添加前后脱硫塔出口处沼气中硫化氢浓度的变化曲线图；
图中：1、脱硫塔 2、进气管 3、出气管 4、弹性填料 5、喷淋头 6、循环水箱 7、循环液出水管 8、循环液进水管 9、补水管道 10、营养液添加管道 11、加热管道。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
实施例1：
本脱硫装置包括脱硫塔1，脱硫塔1底部和顶部分别设置进气管2和出气管3，塔内填充有弹性填料4，弹性填料4的上方设置有喷淋头5，脱硫塔1的一侧设置有循环水箱6，循环水箱6上设置有循环液出水管7和循环液进水管8，其中，循环液出水管7与喷淋头5连接，循环液进水管8与脱硫塔1底部相连，循环水箱6的顶部设置有补水管道9和营养液添加管道10，循环水箱6套连有加热管道11。
在脱硫塔1中的喷淋头5喷淋来自于循环水箱6中的循环液，沼气从进气管2吹入，沼气与循环液在弹性填料4处充分结合，实现生物脱硫，各项参数的控制方法和控制值如下：
温度：循环液温度的控制是通过控制加热管道11中的通蒸汽的时间来实现的，温度控制在28～30℃之间。
曝气量：分别向进气管2中和循环水箱6中通入一定量的空气，进气管中通入沼气流量10％的空气，而循环水箱的循环液的氧气浓度则应达到7.0mg/L。通气量的大小通过管道阀门来调节。
营养物质：每天间隔12小时分两次向循环水箱中添加沼液，添加量为每次每立方米的循环液添加1L沼液。
pH：每天检测循环液的pH，使其维持在1.5～2.5之间。
所用沼液按照以下方法制备：畜禽粪便在水解酸化池中进行水解酸化，停留时间为4天，水解酸化后的料液的总固体含量为8％，水解酸化后的料液泵入厌氧发酵罐，进料方式为间歇性进料，厌氧发酵罐类型为全混式厌氧发酵罐，发酵温度为35～38℃，料液在发酵罐中停留35天，充分产气后排出，即为沼液。
沼液的相关参数为总固体含量为2～5％，pH为8.0～8.5，几种对微生物有影响的物质含量如下表：
  指标   含量(mg/L)
  氨氮   5128
  微量元素   0.011
  CODcr   482
  TP(总磷)   482
  TN(总氮)   2018
  有机质   2860
  腐植酸   2018
本实施例进气管口的硫化氢为5273ppm，出气管口硫化氢为96ppm，脱硫效率为98.2％，脱硫后的沼气中余氧含量为1.2％。

Claims (9)

1.一种沼气生物脱硫方法，其特征在于含有脱硫细菌的循环液经脱硫塔顶部的喷淋头喷淋而下，沼气从脱硫塔下部的进气管吹入，在中部的填料中与循环液充分接触，循环液中含有的脱硫细菌经生物氧化作用将沼气中的硫化氢氧化脱除，其中，每天向每立方米的循环液中添加2.0～2.5L沼液。
2.根据权利要求1所述的沼气生物脱硫方法，其特征在于沼液按照以下方法制备得到：畜禽粪便在水解酸化池中进行水解酸化，停留时间为4天，水解酸化后的料液泵入厌氧发酵罐，发酵温度为35～38℃，料液在发酵罐中停留35天，充分产气后排出，即为沼液。
3.根据权利要求2所述的沼气生物脱硫方法，其特征在于水解酸化后的料液的总固体含量为6～8％。
4.根据权利要求2所述的沼气生物脱硫方法，其特征在于水解酸化后的料液泵入厌氧发酵罐的进料方式为间歇性进料，厌氧发酵罐类型为全混式厌氧发酵罐。
5.根据权利要求1所述的沼气生物脱硫方法，其特征在于沼液的总固体含量为2～5％，pH为8.0～8.5。
6.根据权利要求1所述的沼气生物脱硫方法，其特征在于循环液温度为28～30℃。
7.根据权利要求1所述的沼气生物脱硫方法，其特征在于循环液pH为1.5～2.5。
8.根据权利要求1所述的沼气生物脱硫方法，其特征在于循环液在喷淋前进行曝气，使溶解氧量达到饱和。
9.根据权利要求1所述的沼气生物脱硫方法，其特征在于脱硫过程中，进气管中通入沼气流量10％的空气。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104152203A (zh) * 2014-08-31 2014-11-19 广西大学 一种利用沼液净化制取高纯度生物质甲烷的方法
CN108358418A (zh) * 2016-01-09 2018-08-03 充烜金 一种***物回收再利用***
CN110064295A (zh) * 2019-03-11 2019-07-30 昆明理工大学 一种沼气富氧燃烧-沼液脱硝***及方法
CN110551612A (zh) * 2019-09-25 2019-12-10 农业部沼气科学研究所 沼气发酵搅拌与沼气脱硫的方法
CN112342066A (zh) * 2019-08-09 2021-02-09 长沙蓝熙环保科技有限公司 一种沼气无氧生物脱硫方法与装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1986819A (zh) * 2006-12-18 2007-06-27 同济大学 可时间调控温室用沼气发酵方法及发酵***
CN101073745A (zh) * 2007-03-29 2007-11-21 南京大学 用竹炭填料生物滴滤塔脱除烟气中二氧化硫的方法
CN101732985A (zh) * 2010-01-29 2010-06-16 北京德青源农业科技股份有限公司 沼气脱硫装置
US20100261266A1 (en) * 2007-12-28 2010-10-14 Yasuhiko Nagamori Biological desulfurization apparatus
US20100273242A1 (en) * 2008-01-16 2010-10-28 Takumi Obara Biological desulfurization apparatus
CN101984026A (zh) * 2010-11-09 2011-03-09 浙江大学 一体化沼气生物脱硫装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1986819A (zh) * 2006-12-18 2007-06-27 同济大学 可时间调控温室用沼气发酵方法及发酵***
CN101073745A (zh) * 2007-03-29 2007-11-21 南京大学 用竹炭填料生物滴滤塔脱除烟气中二氧化硫的方法
US20100261266A1 (en) * 2007-12-28 2010-10-14 Yasuhiko Nagamori Biological desulfurization apparatus
US20100273242A1 (en) * 2008-01-16 2010-10-28 Takumi Obara Biological desulfurization apparatus
CN101732985A (zh) * 2010-01-29 2010-06-16 北京德青源农业科技股份有限公司 沼气脱硫装置
CN101984026A (zh) * 2010-11-09 2011-03-09 浙江大学 一体化沼气生物脱硫装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周恒刚编译: "《酒精、丙酮糟液沼气发酵》", 31 October 1960, article "酒精、丙酮糟液沼气发酵" *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104152203A (zh) * 2014-08-31 2014-11-19 广西大学 一种利用沼液净化制取高纯度生物质甲烷的方法
CN104152203B (zh) * 2014-08-31 2017-02-08 广西大学 一种利用沼液净化制取高纯度生物质甲烷的方法
CN108358418A (zh) * 2016-01-09 2018-08-03 充烜金 一种***物回收再利用***
CN110064295A (zh) * 2019-03-11 2019-07-30 昆明理工大学 一种沼气富氧燃烧-沼液脱硝***及方法
CN112342066A (zh) * 2019-08-09 2021-02-09 长沙蓝熙环保科技有限公司 一种沼气无氧生物脱硫方法与装置
CN110551612A (zh) * 2019-09-25 2019-12-10 农业部沼气科学研究所 沼气发酵搅拌与沼气脱硫的方法

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