CN205683843U - 生物脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种生物脱硫装置，包括至少一个生物反应罐，生物反应罐连接有进液管和出液管，生物反应罐内设置有曝气头和上下两端开口的圆柱形内壳，内壳将生物反应罐内部空间分为壳体内部曝气区以及壳体外部沉淀区；曝气头设置于曝气区的下部，进液管设置于曝气区的上部，出液管设置于沉淀区的上部。本实用新型结构简单、曝气易于控制，从吸收液流入至营养液流出，液流方向明确且稳定，还原性的硫被可控的氧化为硫单质，生物转化效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物脱硫技术领域，具体地说，涉及一种生物脱硫装置，用于脱除吸收液中的还原性硫化氢。
背景技术
含有硫化氢的气体对气体储存装置、输送管道均有腐蚀性，在气体被利用前，需要将气体中含有的硫化氢进行脱除。目前常用的硫化氢脱硫技术有化学法和生物法。
化学脱硫法利用氧化性脱硫剂与硫化氢进行氧化还原反应，生成单质硫，从而脱去气体中的硫化氢。但化学法使用的氧化性脱硫剂使用寿命有限，需要及时再生更换，操作复杂，且易造成二次污染。
生物脱硫法利用富含硫化物氧化微生物的营养液，将气体中的硫化氢进行溶解吸附，以氧气作为电子受体进行代谢，最终经硫化氢转化为单质硫和硫酸，溶解吸附有硫化氢的吸收液，反应式主要有以下两种：
H2S+2O2＝H2SO4
2H2S+O2＝2S+2H2O
中国专利文献CN 101053765 A公开了一种沼气生物脱硫装置，将硫化氢的溶解吸附阶段装置和硫化氢转化为单质硫和硫酸的再生阶段装置一体化设计，可以克服装置中氧含量、温度和湿度都不能控制的缺点，但硫化物氧化微生物的生长繁殖需要的曝气过程难以控制，曝气过量气体流中易引入氮气、氧气等杂质，杂质气体的引入量超过1.5％，除增加能耗外，且易产生过量硫酸，对设备造成腐蚀，曝气不足影响脱硫效果。
中国专利文献CN 101597529 A公开了一种沼气生物脱硫装置，包括脱硫塔，在所述脱硫塔内设有填料层，在填料层的下部设有沼气进气口、排污口和出液口，在所述填料层的上方设有出气口和进液口，还包括一个再生槽以及一个将所说脱硫塔出液口排出的吸收液打入再生槽的泵，再生槽底部有进气口和进气管以向再生槽内的吸收液通气，进行曝气和控制吸收液额的溶解氧含量，所述再生槽出液口还与一个沉降槽连通，以使吸收液中的单质硫被沉降分离，沉降槽上部有清液出口与一个贫液槽相通，贫液槽的出液口通过吸收液泵和循环管道与所述脱硫塔的进液口连通，沉降槽下部有沉降物排放口。将硫化氢的溶解吸附阶段装置和硫化氢转化为单质硫和硫酸的再生阶段装置分体设计，运转周期长、安全。该专利文献中，吸收液进液管设置在再生装置底部，再生装置内的功能分区不明确，存在反应死区造成短流，硫化氢的氧化过程难以控制，硫元素多被氧化成硫酸，反应过程中体系pH值下降过大过快，约降低到3.0左右，一方面影响脱硫效果，另一方面体系pH过低对设备易造成腐蚀。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对生物脱硫过程中存在的曝气难以控制、易腐蚀设备、脱硫效果差等上述问题，提供了一种结构简单、脱硫效果好、曝气易于控制的生物脱硫装置。
本实用新型的技术方案为：一种生物脱硫装置，包括至少一个生物反应罐，生物反应罐连接有进液管和出液管，生物反应罐内设置有曝气头和上下两端开口的圆柱形内壳，内壳将生物反应罐内部空间分为壳体内部曝气区以及壳体外部沉淀区；曝气头设置于曝气区的下部，进液管设置于曝气区的上部，出液管设置于沉淀区的上部。通过内壳将生物反应罐隔成曝气区和沉淀区，降低了曝气区体系的扰动对沉淀区单质硫的沉淀造成的影响。在曝气区，进液管设置在上部，曝气头设置在下部，吸收液与氧气接触充分，无短流现象。在对吸附有硫化氢的吸收液再生为营养液的过程中，将生物反应罐与气体流中硫化氢吸收装置分开设置，曝气过程中不会向需要脱硫的气体流中添加其他杂质气体(如氮气、氧气等)。
进一步的，生物反应罐为两个及两个以上时，多个生物反应罐依次串联，且前一个生物反应罐的出液管与后一个生物反应罐的进液管相连。设计多个生物反应罐，可以根据吸附有硫化氢的吸收液的再生情况，选择采用生物反应罐的数量，提高生物转化效率。
作为优选，进液管为一体式结构，设置为直管或夹角为α的弯管，其中，135°≤α＜180°。进液管设置为弯管，可以根据水质水量的情况选择夹角不同的弯管，以便在进液管进液的过程中形成旋流，反应区无死角，提高吸收液在曝气区的搅拌效果，使吸收液与氧气充分接触发生反应。
作为优选，进液管为分体式结构时，包括直管部分和斜管部分，直管部分与斜管部分之间的夹角为α，135°≤α≤180°。可以根据水质水量的情况将进液管的直管部分与斜管部分组成不同的夹角的弯管，以便在进液管进液的过程中形成旋流，反应区无死角，提高吸收液在曝气区的搅拌效果，使吸收液与氧气充分接触发生反应。
进一步的，曝气区的下方设有隔板，防止曝气区的扰动影响生物反应罐底部的沉淀效果。
作为优选，隔板的宽度大于内壳的直径，进一步防止曝气区的扰动影响生物反应罐底部的沉淀效果。
作为优选，隔板设置为锥形，有助于沉淀的单质硫落入生物反应罐的底部。
进一步的，生物反应罐的底部连接有排硫管，污泥和氧化生成的硫单质沉淀后通过排硫管排出生物反应罐。
作为优选，生物反应罐的底部设置为倒锥形，有助于单质硫和污泥的快速沉积和排出。
进一步的，生物反应罐的底部设有支腿。支腿支撑生物反应罐，便于沉淀后的污泥和氧化生成的硫单质从排硫管中排出生物反应罐。
本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型通过对反应条件进行控制，将吸收液中的硫化氢转化为硫单质，硫单质通过沉降分离排出，再生的营养液可被再循环至脱硫塔吸收硫化氢，反应体系呈弱碱性，硫化氢溶解吸附效果好，生物转化效率高。
(2)本实用新型从吸收液流入到营养液流出，其液流方向明确且稳定，还原性的硫被可控的氧化为硫单质。
(3)本实用新型进液管的管口与内壳呈一定角度，反应体系在曝气区域形成旋流，反应区无死角，可明显提高曝气中的氧利用率，氧利用率可从18％左右提高至25％以上，一方面可缩小生物反应罐容积，减少投资，另一方面可降低曝气能耗，降低运行费用。
(4)本实用新型通过设置的内壳将生物反应罐隔成曝气区和沉淀区，降低了曝气区体系的扰动对沉淀区单质硫的沉淀造成的影响，生物反应罐底部设置为到倒锥形，有助于单质硫的快速沉积和排出。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例一的结构示意图。
图2为本实用新型图1中A-A向剖视图。
图3为本实用新型具体实施例二的结构示意图。
图中，1、生物反应罐，2、进液管，3、出液管，4、曝气头，5、内壳，6、曝气区，7、沉淀区，8、隔板，9、排硫管，10、支腿。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
具体实施例一：如图1所示，一种生物脱硫装置，包括生物反应罐1，生物反应罐1连接有进液管2和出液管3，生物反应罐1内设置有曝气头4和上下两端开口的圆柱形内壳5，内壳5将生物反应罐内部空间分为壳体内部曝气区6以及壳体外部沉淀区7；曝气头4设置于曝气区6的下部，进液管2设置于曝气区6的上部，出液管3设置于沉淀区7的上部。通过内壳将生物反应罐隔成曝气区和沉淀区，降低了曝气区体系的扰动对沉淀区单质硫的沉淀造成的影响。在曝气区，进液管设置在上部，曝气头设置在下部，吸收液与氧气接触充分，无短流现象。在对吸附有硫化氢的吸收液再生为营养液的过程中，将生物反应罐与气体流中硫化氢吸收装置分开设置，曝气过程中不会向需要脱硫的气体流中添加其他杂质气体(如氮气、氧气等)。
在本实施例中，参见图2，进液管2为一体式结构，设置为夹角α为150°的弯管。进液管设计为弯管，在进液管进液的过程中形成旋流，反应区无死角，提高吸收液在曝气区的搅拌效果，使吸收液与氧气充分接触发生反应。
在本实施例中，参见图1，曝气区6的下方设有隔板8，防止曝气区的扰动影响生物反应罐底部的沉淀效果。
在本实施例中，隔板8的宽度大于内壳的直径，进一步防止曝气区的扰动影响生物反应罐底部的沉淀效果。
在本实施例中，上述隔板8设置为锥形，有助于沉淀的单质硫落入生物反应罐的底部。
在本实施例中，参见图1，生物反应罐1的底部连接有排硫管9，污泥和氧化生成的硫单质沉淀后通过排硫管9排出生物反应罐。
在本实施例中，参见图1，生物反应罐1的底部设置为倒锥形，有助于单质硫和污泥的快速沉积和排出。
在本实施例中，参见图1，生物反应罐1的底部设有支腿10，用于支撑生物反应罐，便于沉淀后的污泥和氧化生成的硫单质从排硫管中排出生物反应罐。
作为本实施例的延伸，进液管还可以选择夹角α为145°、155°、165°等不同夹角角度的弯管。能够根据水质水量的情况选择夹角不同的弯管，实现在进液管进液的过程中形成旋流，反应区无死角，提高吸收液在曝气区的搅拌效果，使吸收液与氧气充分接触发生反应。
本实施例中的生物脱硫装置，适合对水质水量较小的含有硫化氢吸收液进行生物脱硫处理。
采用本实施例中的生物脱硫装置对含有硫化氢的吸收液进行处理时，含有硫化氢的吸收液从进料管进入到生物反应罐的曝气区，此时的吸收液溶解有硫化氢，因此其pH值较低。曝气区中的微生物在常温常压和有氧条件下经吸收液中含有的还原性的硫吸附并转化为硫单质，在该反应过程中碱度重新增加，吸收液被再生为营养液，其反应式如下：
2HS-+O2＝2S↓+2OH-
曝气区中夹杂有大量的硫单质和活性污泥(其中含有大量脱硫微生物)的营养液，从内壳与隔板之间形成的间隙流入到生物反应罐的沉淀区，由于硫单质和活性污泥的上升速度较营养液慢，最终被沉淀下来，并沉积在生物反应罐的底部，通过排硫管排出生物反应罐。
具体实施例二：参见图3，与实施例一不同的是，在本实施例中，生物反应罐1设置有两个，两个生物反应罐串联，且前一个生物反应罐的出液管与后一个生物反应罐的进液管相连。本实施例中的生物脱硫装置，其脱硫效果较实施例一更进一步，生物转化率更高。
本实施例中的生物脱硫装置，适合对水质水量较大的含有硫化氢吸收液进行生物脱硫处理。
其工作原理同实施例一。
具体实施例三：与实施例一不同的是，在本实施例中，进液管2为分体式结构，包括直管部分和斜管部分，直管部分与斜管部分之间的夹角α为160°。进液管设计为弯管形式，在进液管进液的过程中形成旋流，反应区无死角，提高吸收液在曝气区的搅拌效果，使吸收液与氧气充分接触发生反应。
作为本实施例的延伸，可以根据水质水量的情况将进液管的直管部分与斜管部分组成不同的夹角α的弯管，如：组成夹角α为140°、150°、170°的弯管。能够根据水质水量的不同情况，选择进液管的直管部分与斜管部分的夹角，实现在进液管进液的过程中形成旋流，反应区无死角，提高吸收液在曝气区的搅拌效果，使吸收液与氧气充分接触发生反应。
其工作原理同实施例一。
作为上述实施例的延伸，进液管不论设置为一体式结构的弯管还是分体式结构，均可以根据水质水量的情况选择不同夹角，以便在进液管进液的过程中形成旋流，反应区无死角，提高吸收液在曝气区的搅拌效果，使吸收液与氧气充分接触发生反应。
作为上述实施例的延伸，本实用新型生物脱硫装置可以设置多个生物反应罐，多个生物反应罐依次串联，且前一个生物反应罐的出液管与后一个生物反应罐的进液管相连。根据吸附有硫化氢的吸收液的再生情况，选择采用生物反应罐的数量，提高生物转化效率。
上述实施例用来解释本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物脱硫装置，其特征在于：包括至少一个生物反应罐，生物反应罐连接有进液管和出液管，生物反应罐内设置有曝气头和上下两端开口的圆柱形内壳，内壳将生物反应罐内部空间分为壳体内部曝气区以及壳体外部沉淀区；曝气头设置于曝气区的下部，进液管设置于曝气区的上部，出液管设置于沉淀区的上部。
2.如权利要求1所述的生物脱硫装置，其特征在于：生物反应罐为两个及两个以上时，多个生物反应罐依次串联，且前一个生物反应罐的出液管与后一个生物反应罐的进液管相连。
3.如权利要求1所述的生物脱硫装置，其特征在于：进液管为一体式结构，设置为直管或夹角为α的弯管，其中，135°≤α＜180°。
4.如权利要求1所述的生物脱硫装置，其特征在于：进液管为分体式结构，包括直管部分和斜管部分，直管部分与斜管部分之间的夹角为α，135°≤α≤180°。
5.如权利要求1所述的生物脱硫装置，其特征在于：曝气区的下方设有隔板。
6.如权利要求5所述的生物脱硫装置，其特征在于：隔板的宽度大于内壳的直径。
7.如权利要求5或6任意一项所述的生物脱硫装置，其特征在于：隔板设置为锥形。
8.如权利要求1所述的生物脱硫装置，其特征在于：生物反应罐的底部连接有排硫管。
9.如权利要求1或8任意一项所述的生物脱硫装置，其特征在于：生物反应罐的底部设置为倒锥形。
10.如权利要求9所述的生物脱硫装置，其特征在于：生物反应罐的底部设有支腿。
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| CN110975594A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-10 | 肖飞 | 一种具有反馈调节的生物脱硫装置 |
| CN112870944A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-06-01 | 昆明理工大学 | 一种烟气脱硫除汞及资源回收的处理装置及处理方法 |
| CN113968637A (zh) * | 2020-07-22 | 2022-01-25 | 北京时代桃源环境科技股份有限公司 | 一种高效可控的沼气生物脱硫再生池 |
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