CN106975342A - 一种生物脱硫***和生物燃气脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物脱硫***和生物燃气脱硫方法,所述***包括依次连接的吸收单元、生物反应单元和分离单元,分离单元与吸收单元的之间设有回路;生物反应单元包括生物反应装置、ORP检测器、曝气装置和pH检测器,曝气装置、ORP检测器、pH检测器分别与生物反应装置相连。所述方法包括:(1)使用吸收液吸收含H2S的生物燃气中的H2S;(2)进行生物氧化,生物氧化过程中通入空气和/或氧气,并控制ORP为‑450~‑300mV,得到含有硫单质的混合液;(3)进行固液分离后,收集硫单质,液相返回至所述吸收液中。实现了碱再生,处理能力可达3g/(L·d)以上,脱硫率可达98.8%以上。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程领域,尤其涉及一种生物脱硫***和生物燃气脱硫方法。
背景技术
天然气、沼气等生物燃气中往往含有大量的硫化氢(H2S)气体。H2S是一种无色有臭鸡蛋味的毒性气体,并带有一定的腐蚀性。化学性质不稳定,在空气中易燃,并且在空气充足的时候燃烧生成二氧化硫(SO2),转化为二次污染。硫化氢对不仅对钻井设备以及输送管线有很强烈的腐蚀作用,而且其燃烧产物二氧化硫又是酸雨产生的重要原因。近年来,尽管我国经济发展迅猛,然而经济发展所引起的环境问题正在越来越受到人们的重视。在国内外大力提倡低碳经济和日益严格环保排放要求的趋势下,对天然气进行脱硫处理已经显得越来越重要和必要。
目前,国内外已经建立多种处理H2S气体的方法。依其弱酸性和强还原性而进行脱硫可分为物理法、化学法、生物法。物理法和化学法发展比较早,现已比较成熟。生物法脱硫是上世纪80年代发展起来的一种新的脱硫工艺,天然气、沼气等气体中的H2S首先被碱液吸收,然后,利用微生物处理吸收液,将H2S转化为单质硫。生物脱硫具有低能耗、高效率、设备简单、不产生二次污染等优点,是极具发展潜力的脱硫新方法,引起了国内外越来越多的研究。而且生成的生物硫磺尺度在纳米级,具有良好的生物亲和性与亲水性,是农药和医药生产最佳的原料。
CN106381183A公开了一种沼气生物脱硫装置,包括脱硫塔,生物氧化反应器,硫分离器,脱硫塔的底部与生物氧化反应器的底部连接,生物氧化反应器上设置有与硫分离器连接的管路,生物氧化反应器与脱硫塔上部通过管路连接;生物氧化反应器上设置有通压缩空气的出、入口。脱硫液经脱硫塔顶部的喷淋头喷淋而下,含硫化氢的沼气从脱硫塔下部的进气管吹入,在脱硫塔中部的填料中与循环液充分接触,循环液呈碱性,将硫化氢从沼气中选择性吸收出来,吸收硫化氢的脱硫液进入生物氧化反应器,生物氧化反应器中存在脱硫微生物,通过氧化作用将脱硫液中的硫氢根离子氧化成单质硫。此工艺存在以下缺陷:(1)反应器里的液体打入吸收塔时带有大量固体硫磺,碱液的有效体积较小,要达到比较好的吸收效果必然需要加大流量,这就增加了能耗;(2)反应器中是一个曝气环境,夹带着氧气的液体会进入吸收塔,而使净化后的沼气含有氧气,降低沼气的热值并产生***隐患;(3)间歇分离硫磺为了能分离到更多硫磺就需要将沉降罐做大,而且需要配置更多的液体,增加了设备成本和运行成本,且分离过程会带出大量的液体,会影响***平稳连续的运行。
H2S转化成S0是一个硫氧化过程,常用的能氧化硫化物的微生物可分为3类:丝状硫细菌、光合硫细菌和无色硫细菌。
H2S通入碳酸盐碱液中,存在如下的反应:
进一步,HS-在硫氧化菌的作用下,生成单质S0和SO4 2-。然而,物质生成的偏向性与ORP紧密相关。ORP可以通过调节曝气量而改变。在限氧条件下,ORP很低,这时体系中主要为如下反应:
2HS-+O2→2S0+2OH- (3)
而当体系中富氧条件下,SO4 2-的生成增多,如下所示:
HS-+2O2→SO4 2-+H+ (4)
从(3)和(4)可以看出,在限氧条件生成S0的同时,有OH-释放,而如前所述,CN106381183A中公开的设备存在设计上的不足,菌种活性不够高。因此,需要设计更加高效的生物脱硫设备及工艺。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,即现有的生物脱硫技术所用的菌是低pH低盐度耐受的细菌,这种生物脱硫***具有吸收能力低,对设备要求高,菌株活性不稳定等不足,本发明开发出一种具有碱再生循环的高盐高碱的生物燃气高效生物脱硫***。利用嗜盐嗜碱硫氧化菌脱除吸收液中的硫化物形成单质硫。
为达上述目的,本发明采用如下技术方案:
第一方面,本发明提供一种生物脱硫***,包括依次连接的吸收单元、生物反应单元和分离单元,所述分离单元与所述吸收单元的之间设有回路;所述生物反应单元包括生物反应装置、ORP检测器、曝气装置和pH检测器,所述曝气装置、ORP检测器、pH检测器分别与生物反应装置相连。
需要说明的是,关于回路,分离单元的出液口与吸收单元的进液口相连。曝气装置与生物反应装置的进气口相连,ORP检测器、pH检测器设置在能够检测生物反应装置内部的反应液的位置。
本发明所述吸收单元优选包括吸收塔。
优选地,所述吸收单元中从上至下依次设有出气口、填料口和进气口。
优选地,所述吸收单元的顶部设有连接所述回路的喷淋装置。
优选地,所述喷淋装置位于所述出气口和所述进气口的水平位之间。
本发明所述吸收单元的顶部通过所述回路与所述分离单元连接。
本发明所述分离单元包括沉积罐。
所述生物脱硫***还包括尾气吸收装置,所述尾气吸收装置与所述吸收单元的出气口之间通过气体管路连接。
示例性地,本发明所述***的工作流程为:含H2S的生物燃气通过进气口通入吸收单元中与碱性吸收液接触,吸收大部分H2S,得到的反应液进入生物反应单元,同时空气和/或氧气从氧气入口通入生物反应单元,嗜碱硫化菌进行生物氧化反应后将生成S单质和OH-,所得混合液进入分离单元,分离得到S单质,同时含有OH-的液相经回路回流至吸收单元,实现循环。经吸收H2S后的生物燃气可以通过尾气吸收装置吸收残余的H2S后直接排放。除了定期收集S单质和补充培养液之外,不需要人工操作即可维持***的连续运转。
第二方面,本发明提供一种生物燃气脱硫方法,所述方法包括如下步骤:
(1)硫化氢气体的吸收:使用吸收液吸收含H2S的生物燃气中的H2S,得到反应液;其中,所述吸收液含有嗜盐嗜碱硫氧化菌的细胞培养液和缓冲对;
(2)生物氧化:将步骤(1)所得反应液进行生物氧化,生物氧化过程中通入空气和/或氧气,并控制ORP为-450~-300mV,例如-300mV、-330mV、-350mV、-380mV、-400mV、-420mV、-435mV或-450mV等,得到含有硫单质的混合液;
(3)硫单质的分离:将步骤(2)所得含有硫单质的混合液进行固液分离后,收集硫单质,液相返回至所述吸收液中。
富氧条件下体系中SO4 2-的浓度逐渐积累,增大溶液渗透压,同时释放出H+,使得pH降低,影响H2S的吸收,导致嗜盐嗜碱硫氧化菌的脱硫活性降低。本发明通过调节曝气量维持ORP在-450~-300mV的范围内可避免SO4 2-的积累和pH降低对嗜盐嗜碱硫氧化菌的抑制作用,从而提高脱硫效率和硫单质的产量。
本发明步骤(1)所述吸收在吸收单元中进行。
本发明步骤(1)所述嗜盐嗜碱硫氧化菌优选包括硫碱弧菌。硫碱弧菌(Thialkalivibrio versutus)D301属于无色硫细菌一类。所述多能硫碱弧菌D301已于2013年11月25日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,100101),其简称为CGMCC,保藏编号为CGMCC8497。多能硫碱弧菌是一种嗜盐嗜碱的化能自养弧状微生物,呈革兰氏阴性,最初是从盐碱环境中的土壤中分离出来,能够耐受较高的pH和盐度。硫碱弧菌可以利用硫代硫酸盐、硫化物等低价硫化合物作为电子供体,O2作为电子受体,并利用CO2作为碳源。当以低价硫化合物作为电子供体时,会有S颗粒在胞外积累。
优选地,步骤(1)所述缓冲对包括:NaHCO3-Na2CO3、NaHCO3-NaOH、Na2CO3-NaOH、KHCO3-K2CO3,KHCO3-KOH,K2CO3-KOH中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述步骤(1)之后还包括:
(1’)吸收H2S后的生物燃气通过碱液进行尾气吸收后直接排出。
优选地,所述尾气吸收在尾气吸收装置中进行。
优选地,所述碱液包括NaOH溶液、NaHCO3或Ca(OH)2溶液中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,吸收H2S后的生物燃气从所述吸收单元的经气体管路通入所述尾气吸收装置。
本发明步骤(2)所述生物氧化优选在生物反应装置中进行。
本发明步骤(2)所述反应液的ORP优选维持在-400~-350mV之间。
优选地,步骤(2)通过ORP检测器监测所述反应液的ORP。
优选地,步骤(2)所述反应液的Na+浓度维持在0.5~4M之间,例如0.5M、0.8M、1M、1.2M、1.5M、1.8M、2M、2.2M、2.5M、2.8M、3M、3.2M、3.5M、3.8M或4M等,优选1~2M。
优选地,步骤(2)所述反应液的pH为7.5~11.5,例如7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.2或11.5等,优选9~10。
优选地,步骤(2)通过pH检测器监测所述反应液的pH。
优选地,步骤(1)所得反应液溢流入所述生物反应装置。
本发明步骤(3)所述硫单质的分离在沉积罐中进行。
优选地,步骤(2)所得含有硫单质的混合液溢流入所述沉积罐。
优选地,步骤(3)固液分离的方式包括自然沉降。在重力作用下,硫颗粒很快沉降到分离单元最底部。本方法形成的硫颗粒非常便于分离,节约了时间、人力、能耗等。不会对***的平稳运行产生干扰。
优选地,步骤(3)所述液相返回至所述吸收液的方式具体包括:将所述液相泵入回路后通过喷淋装置喷淋所述液相,使所述液相与所述吸收装置中的气体接触后汇入所述吸收液。
作为本发明优选的技术方案,所述生物燃气脱硫方法包括如下步骤:
(1)硫化氢气体的吸收:在吸收单元中填充吸收液,所述吸收液含有嗜盐嗜碱硫氧化菌的细胞培养液和缓冲对,所述缓冲对包括:NaHCO3-Na2CO3、NaHCO3-NaOH、Na2CO3-NaOH、KHCO3-K2CO3,KHCO3-KOH,K2CO3-KOH中的任意一种或至少两种的组合,将含H2S的生物燃气通入所述吸收液,吸收H2S,得到反应液;
(1’)吸收H2S后的生物燃气从所述吸收单元的出气口经所述气体管路通入尾气吸收装置,所述尾气吸收装置中填充有NaOH溶液、NaHCO3或Ca(OH)2溶液中的任意一种或至少两种的组合,进一步吸收H2S后直接排出;
(2)生物氧化:步骤(1)所得反应液溢流入生物反应装置进行生物氧化,同时将空气和/或氧气通入所述生物反应装置,通过ORP检测器监测所述反应液的ORP,控制ORP为-450~-300mV,所述反应液的Na+浓度维持在0.5~4M之间,通过pH检测器监测所述反应液的pH,pH维持在7.5~11.5之间,反应后得到含有硫单质的混合液;
(3)硫单质的分离:步骤(2)所得含有硫单质的混合液溢流入沉积罐,固液分离后,收集硫单质,将所述液相泵入回路后通过喷淋装置喷淋所述液相,使所述液相与所述吸收装置中的气体接触后汇入所述吸收液。
本发明生物脱硫***和生物燃气脱硫方法可以用于生活垃圾、餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气、天然气、工业废气中H2S的清除。
与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:
(1)本发明吸收液在吸收单元内吸收硫化氢,消耗氢氧根,得到的硫化物进入生物反应单元,通过控制ORP值,生物氧化形成单质硫和氢氧根,氢氧根从分离单元又回流至吸收单元进入下一个循环,从而整个***实现了氢氧根的再生、循环,保证了嗜盐嗜碱硫氧化菌持续、稳定的高脱硫活性,处理能力可达到3g/(L·d)以上,最终脱硫率可达98.8%以上;
(2)本发明通过在分离单元与吸收单元之间设置回路,回流液中几乎不含有硫单质,单位体积内吸收的硫化氢会更多,且不带入氧气,克服了CN106381183A回收利用效率低、安全性差的缺陷,大大降低能耗;
(3)相较于CN106381183A的间歇分离过程,本发明实现了连续脱硫,省时省力,自动化程度大大提高,设备成本和运行成本更低。
附图说明
图1为本发明实施例中生物脱硫***的示意图;
图中标记示意为:10-吸收塔、20-生物反应器、30-沉积罐、101-出气口、21-ORP检测器、22-pH检测器、23-曝气装置、40-尾气吸收罐、41-喷淋装置
图2为本发明实施例3中H2S去除率、吸收率和反应液中SO4 2-的浓度随***运行时间的变化曲线;
图3为本发明实施例4中H2S去除率、吸收率和反应液中SO4 2-的浓度随***运行时间的变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
一种生物脱硫***,包括依次连接的吸收塔10、生物反应器20和沉积罐30,还包括尾气吸收罐,沉积罐30与吸收塔10之间设有回路,尾气吸收罐40与吸收塔的出气口101连接,生物反应器20连接有pH计21和ORP检测器22,生物反应器20与曝气装置23相连。
一种生物燃气脱硫方法:
1)猪粪发酵产生的沼气,经检测,沼气中H2S的含量高达22.5g/m3,以流速为600L/h将此沼气通入吸收塔10中的吸收液,吸收液含有硫碱弧菌的细胞培养液和NaHCO3-Na2CO3缓冲对,吸收H2S,得到反应液;
1’)吸收H2S后的沼气从出气口101经所述气体管路通入所述尾气吸收罐40中的NaOH溶液,进一步吸收H2S后直接排出;
2)步骤1)所得反应液溢流入生物反应器20,同时通入氧气,通过ORP检测器监测反应液的ORP,控制ORP为-300mV,反应液的Na+浓度维持在0.5M,通过pH检测器监测所述反应液的pH,pH维持在7.5,反应后得到含有硫单质的混合液;
3)步骤2)所得含有硫单质的混合液溢流入沉积罐40,经沉降后,收集硫单质,上层液泵入回路后通过喷淋装置41喷淋所述液相,使上层液与吸收塔中的气体接触后汇入吸收液。
实施例2
一种生物燃气脱硫方法,装置与实施例1相同:
1)猪粪发酵产生的沼气,经检测,沼气中H2S的含量高达22.5g/m3,以流速为600L/h将此沼气通入吸收塔10中的吸收液,吸收液含有硫碱弧菌的细胞培养液和NaHCO3-NaOH缓冲对,吸收H2S,得到反应液;
1’)吸收H2S后的沼气从出气口101经所述气体管路通入所述尾气吸收罐40中的NaOH溶液,进一步吸收H2S后直接排出;
2)步骤1)所得反应液溢流入生物反应器20,同时通入氧气,通过ORP检测器监测反应液的ORP,控制ORP为-450mV,反应液的Na+浓度维持在4M,通过pH检测器监测所述反应液的pH,pH维持在11.5,反应后得到含有硫单质的混合液;
3)步骤2)所得含有硫单质的混合液溢流入沉积罐40,经沉降后,收集硫单质,上层液泵入回路后通过喷淋装置41喷淋所述液相,使上层液与吸收塔中的气体接触后汇入吸收液。
实施例3
一种生物燃气脱硫方法,装置与实施例1相同:
1)猪粪发酵产生的沼气,经检测,沼气中H2S的含量高达22.5g/m3,以流速为600L/h将此沼气通入吸收塔10中的吸收液,吸收液含有硫碱弧菌的细胞培养液和NaHCO3-NaOH缓冲对,吸收H2S,得到反应液;
1’)吸收H2S后的沼气从出气口101经所述气体管路通入所述尾气吸收罐40中的NaOH溶液,进一步吸收H2S后直接排出;
2)步骤1)所得反应液溢流入生物反应器20,同时通入氧气,通过ORP检测器监测反应液的ORP,控制ORP为-380mV,反应液的Na+浓度维持在2M,通过pH检测器监测所述反应液的pH,pH维持在9.5,反应后得到含有硫单质的混合液;
3)步骤2)所得含有硫单质的混合液溢流入沉积罐40,经沉降后,收集硫单质,上层液泵入回路后通过喷淋装置41喷淋所述液相,使上层液与吸收塔中的气体接触后汇入吸收液。
图2为本发明实施例3中H2S吸收率、硫化物的去除率、和反应液中SO4 2-的浓度随***运行时间的变化曲线。
实施例4
一种生物燃气脱硫方法,装置与实施例1相同:
1)将H2S含量高达44.5g/m3的天然气以流速为600L/h通入吸收塔10中的吸收液,吸收液含有硫碱弧菌的细胞培养液和NaHCO3-NaOH缓冲对,吸收H2S,得到反应液;
1’)吸收H2S后的天然气从出气口101经所述气体管路通入所述尾气吸收罐40中的NaOH溶液,进一步吸收H2S后直接排出;
2)步骤1)所得反应液溢流入生物反应器20,同时通入氧气,通过ORP检测器监测反应液的ORP,控制ORP为-380mV,反应液的Na+浓度维持在2M,通过pH检测器监测所述反应液的pH,pH维持在9.5,反应后得到含有硫单质的混合液;
3)步骤2)所得含有硫单质的混合液溢流入沉积罐40,经沉降后,收集硫单质,上层液泵入回路后通过喷淋装置41喷淋所述液相,使上层液与吸收塔中的气体接触后汇入吸收液。
图3为本发明实施例4中H2S吸收率、硫化物的移除率、和反应液中SO4 2-的浓度随***运行时间的变化曲线。
实施例5
一种生物燃气脱硫方法,装置与实施例1相同:
1)将H2S含量高达44.5g/m3的天然气以流速为600L/h通入吸收塔10中的吸收液,吸收液含有硫碱弧菌的细胞培养液和NaHCO3-NaOH缓冲对,吸收H2S,得到反应液;
1’)吸收H2S后的天然气从出气口101经所述气体管路通入所述尾气吸收罐40中的NaOH溶液,进一步吸收H2S后直接排出;
2)步骤1)所得反应液溢流入生物反应器20,同时通入氧气,通过ORP检测器监测反应液的ORP,控制ORP为-395mV,反应液的Na+浓度维持在1.0M,通过pH检测器监测所述反应液的pH,pH维持在10.0,反应后得到含有硫单质的混合液;
3)步骤2)所得含有硫单质的混合液溢流入沉积罐,经沉降后,收集硫单质,上层液泵入回路后通过喷淋装置41喷淋所述液相,使上层液与吸收塔中的气体接触后汇入吸收液。
对比例1
用CN106381183A的实施例公开的装置和方法处理与实施例1完全相同的沼气,菌种采用氧化亚铁硫杆菌,培养液为氧化亚铁硫杆菌的培养液。
对比例2
用CN106381183A的实施例公开的装置和方法处理与实施例1完全相同的沼气,菌种与实施例1相同,为硫碱弧菌,培养液与实施例1相同。
对比例3
与实施例1的区别仅在于:菌种替换为氧化亚铁硫杆菌,同时培养液替换为氧化亚铁硫杆菌的培养液。
对比例4
与实施例1的区别仅在于:步骤2)ORP为-500mV。
对比例5
与实施例1的区别仅在于:步骤2)ORP为-200mV。
各实施例与对比例的处理能力、最终脱硫率,脱硫终产品硫单质的收率、运行成本整理于表1。其中,处理能力指的是:反应器连续运行10天,单位体积的吸收液平均每天的脱硫量,单位为g/(L·d),脱硫率指的是***排出的气体中H2S的含量占处理前H2S的含量的百分比。
表1
如表1所示,对比例1~5的处理能力、最终脱硫率,脱硫终产品硫单质的收率均远低于实施例1,对照实施例1与对比例1~5,可以看出,本发明的生物脱硫***、嗜盐嗜碱硫氧化菌和ORP之间存在协同作用,具体地,将回路设置于分离单元与吸收单元之间,而不是CN106381183A中吸收单元与生物反应单元之间,巧妙地利用嗜盐嗜碱硫氧化菌的嗜碱特性形成碱再生循环的高效脱硫***,而改变生物脱硫***、嗜盐嗜碱硫氧化菌和ORP三者中任意一项都会降低本发明所述***和方法的综合效率。
对照实施例1与对比例2,再对照对比例3和对比例1,可以看出,在菌种(无论是氧化亚铁硫杆菌还是嗜盐嗜碱硫氧化菌)和培养液均相同的情况下,本发明的设备在处理能力、脱硫效率上明显优于CN106381183A公开的装置,本发明的***在设计上的优势很突出。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种生物脱硫***,包括依次连接的吸收单元、生物反应单元和分离单元,其特征在于,所述分离单元与所述吸收单元的之间设有回路;
所述生物反应单元包括生物反应装置、ORP检测器、曝气装置和pH检测器,所述曝气装置、ORP检测器、pH检测器分别与生物反应装置相连。
2.如权利要求1所述的***,其特征在于,所述吸收单元包括吸收塔;
优选地,所述吸收单元中从上至下依次设有出气口、填料口和进气口;
优选地,所述吸收单元的顶部设有连接所述回路的喷淋装置;
优选地,所述喷淋装置位于所述出气口和所述进气口的水平位之间。
3.如权利要求1或2所述的***,其特征在于,所述吸收单元的顶部通过所述回路与所述分离单元连接。
4.如权利要求1~3任一项所述的***,其特征在于,所述分离单元包括沉积罐。
5.如权利要求1~4任一项所述的***,其特征在于,所述生物脱硫***还包括尾气吸收装置,所述尾气吸收装置与所述吸收单元的出气口之间通过气体管路连接。
6.一种生物燃气脱硫方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)硫化氢气体的吸收:使用吸收液吸收含H2S的生物燃气中的H2S,得到反应液;其中,所述吸收液含有嗜盐嗜碱硫氧化菌的细胞培养液和缓冲对;
(2)生物氧化:将步骤(1)所得反应液进行生物氧化,生物氧化过程中通入空气和/或氧气,并控制ORP为-450~-300mV,得到含有硫单质的混合液;
(3)硫单质的分离:将步骤(2)所得含有硫单质的混合液进行固液分离后,收集硫单质,液相返回至所述吸收液中。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述吸收在吸收单元中进行;
优选地,步骤(1)所述嗜盐嗜碱硫氧化菌包括硫碱弧菌;
优选地,步骤(1)所述缓冲对包括:NaHCO3-Na2CO3、NaHCO3-NaOH、Na2CO3-NaOH、KHCO3-K2CO3,KHCO3-KOH,K2CO3-KOH中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述步骤(1)之后还包括:
(1’)吸收H2S后的生物燃气通过碱液进行尾气吸收后直接排出;
优选地,所述尾气吸收在尾气吸收装置中进行;
优选地,所述碱液包括NaOH溶液、NaHCO3或Ca(OH)2溶液中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,吸收H2S后的生物燃气从所述吸收单元的出气口经气体管路通入所述尾气吸收装置。
8.如权利要求6或7所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述生物氧化在生物反应装置中进行;
优选地,步骤(2)所述反应液的ORP维持在-400~-350mV之间;
优选地,步骤(2)通过ORP检测器监测所述反应液的ORP;
优选地,步骤(2)所述反应液的Na+浓度维持在0.5~4M之间,优选1~2M;
优选地,步骤(2)所述反应液的pH为7.5~11.5,优选9~10;
优选地,步骤(2)通过pH检测器监测所述反应液的pH;
优选地,步骤(1)所得反应液溢流入所述生物反应装置。
9.如权利要求6~8任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述硫单质的分离在沉积罐中进行;
优选地,步骤(2)所得含有硫单质的混合液溢流入所述沉积罐;
优选地,步骤(3)固液分离的方式包括自然沉降;
优选地,步骤(3)所述液相返回至所述吸收液的方式具体包括:将所述液相泵入回路后通过喷淋装置喷淋所述液相,使所述液相与所述吸收装置中的气体接触后汇入所述吸收液。
10.如权利要求6~9任一项所述的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)硫化氢气体的吸收:在吸收单元中填充吸收液,所述吸收液含有嗜盐嗜碱硫氧化菌的细胞培养液和缓冲对,所述缓冲对包括:NaHCO3-Na2CO3、NaHCO3-NaOH、Na2CO3-NaOH、KHCO3-K2CO3,KHCO3-KOH,K2CO3-KOH中的任意一种或至少两种的组合,将含H2S的生物燃气通入所述吸收液,吸收H2S,得到反应液;
(1’)吸收H2S后的生物燃气从所述吸收单元的出气口经所述气体管路通入尾气吸收装置,所述尾气吸收装置中填充有NaOH溶液、NaHCO3或Ca(OH)2溶液中的任意一种或至少两种的组合,进一步吸收H2S后直接排出;
(2)生物氧化:步骤(1)所得反应液溢流入生物反应装置进行生物氧化,同时将空气和/或氧气通入所述生物反应装置,通过ORP检测器监测所述反应液的ORP,控制ORP为-450~-300mV,所述反应液的Na+浓度维持在0.5~4M之间,通过pH检测器监测所述反应液的pH,pH维持在7.5~11.5之间,反应后得到含有硫单质的混合液;
(3)硫单质的分离:步骤(2)所得含有硫单质的混合液溢流入沉积罐,固液分离后,收集硫单质,将所述液相泵入回路后通过喷淋装置喷淋所述液相,使所述液相与所述吸收装置中的气体接触后汇入所述吸收液。
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