专利名称：从糖蜜酒精废水中回收单质硫和甲烷的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种从糖蜜酒精废水中回收单质硫和甲烷的装置。
背景技术：
甘蔗制糖的副产品糖蜜可以用于发酵生产酒精，生产过程中排放出大量的糖蜜酒精废水。糖蜜酒精废水属于富含硫酸盐的高浓度有机废水，含大量有机物、维生素、N、 P、 K元素等。目前，糖蜜酒精废水资源回收的方式主要有 1.浓縮制肥料或燃料将糖蜜酒精废水蒸发浓縮，得到的固形物有很高的肥效和热值，可以用来加工成肥料或燃料。 2.做细菌培养基由于糖蜜酒精废水中含有细菌生长的各种营养元素，是一种优良的细菌培养基，目前已经有利用糖蜜酒精废水来生产培养基的工艺。 3.提取元素钾糖蜜酒精废水中的钾元素含量较高，中国专利97115798. 7和02128100. 9都提出了钾的提取方法。 4.厌氧产沼气糖蜜酒精废水中含有高浓度有机物，可以利用产甲烷菌将有机物转化为甲烷气体，但是，硫酸盐在厌氧状态下被细菌还原成硫化物，对产甲烷菌产生严重抑制。
5.回收单质硫 中国实用新型专利"从糖蜜酒精废水中回收单质硫装置"(ZL200720003750. X)实
现了从糖蜜酒精废水中回收单质硫，该装置是通过向反应器内部直接充入纯氧来控制微氧环境，利用活性污泥将硫酸根最终转化为硫单质，随出水排出反应器，再用砂滤将单质硫与出水分离，得到单质硫。但该装置是直接向反应器内部充入纯氧气，安全性要求高，运行维护复杂，纯氧的使用成本较高；采用砂滤过滤出水中的单质硫，过滤效率较低，操作不方便，较难被广泛地推广。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、处理效率高、安全性好、操作简单、易于运行管理的装置，从糖蜜酒精废水中回收单质硫和甲烷气体。 本发明的基本思路在微氧反应器内，利用硫酸盐还原菌将硫酸盐还原成硫化物，同时，无色硫细菌将硫化物氧化成单质硫，降低硫化物对产甲烷菌的抑制，产甲烷菌顺利分解有机物产生甲烷气体。用滤袋将出水过滤，得到单质硫；将微氧反应器产生的生物气收集，用NaOH溶液吸收生物气中的硫化氢和二氧化碳，得到甲烷气体。 本实用新型是这样实现的建立一个微氧反应器，在反应器中加入经过驯化的活性污泥，活性污泥中富含硫酸盐还原菌、无色硫细菌和产甲烷菌。反应器下部为是污泥区、上部为沉淀区。糖蜜酒精废水从底部进入微氧反应器，微氧反应器外部设置回流桶，微氧反应器的出水进入回流桶，一部分外排，一部分通过回流水泵回流至微氧反应器内部。在回流桶中安装氧化还原电位探头，通过氧化还原电位控制仪监测回流桶中液体的氧化还原电位。鼓风机的曝气头安装在回流桶内，鼓风机开关与氧化还原电位控制仪连接，当液体氧化还原电位低于或高于设定值，氧化还原电位控制仪自动开或关鼓风机，向回流桶中的液体鼓入空气，再利用回流水泵将液体回流至反应器内部，使反应器内部处于微氧状态。糖蜜酒精废水从反应器底部进入反应器后，硫酸盐在硫酸盐还原菌的作用下被还原成硫化物，无色硫细菌将硫化物氧化成单质硫，降低硫化物对产甲烷菌的抑制作用，产甲烷过程顺利降解废水中的有机物被，并产生甲烷气体。 微氧反应器产生的生物气含有甲烷、二氧化碳和少量硫化氢，生物气被收集后，用NaOH溶液吸收二氧化碳和硫化氢，剩余气体主要为可燃气体甲烷。用市售滤布缝成滤袋过滤出水，过滤后将滤袋里面翻出，刮下滤泥，得到单质硫。 本实用新型利用空气增氧，比使用纯氧气安全、经济，用滤袋过滤出水得到单质硫，操作比用砂滤方便，收集可燃气体作燃料，更大程度地回收资源。
图1为本实用新型实施例装置示意图。 图中标记为1.废水池，2.进水泵，3.废水进水管，4.污泥区，5.沉淀区，6.微氧反应器，7.循环保温水套层，8保温水出水口，9.保温水出水管，IO.保温水池，ll.温度控制器，12.保温水循环水泵，13.三相分离器，14.生物气出气口，15.微氧反应器出水口，16.出水管，17.氧化还原电位控制仪，18.鼓风机，19.空气管，20.回流桶出水口，21.回流桶，22.氧化还原电位探头，23.曝气头，24.回流水管，25.回流泵，26.回流桶出水管，27.滤袋，28.过滤桶，29.过滤桶排水口，30.气管，31.储气罐，32.NaOH溶液，33.密封塞，34.排水管。
具体实施方式
[0016] 实施例 如图1所示微氧反应器6外部套有循环保温水套层7，循环保温水套层7上部有一个保温水出水口 8，通过保温水管9与保温水池10相连，保温水通过保温水循环泵12泵入循环保温水套层7 ;通过温度控制器11控制保温水的温度为(35±1) °C。[0018] 废水池1与进水泵2相连，通过废水进水管3连接容积为12L的圆柱形微氧反应器6，微氧反应器6下部为污泥区4，上部为沉淀区5 ;微氧反应器6上部一侧有一个微氧反应器出水口 15，通过出水管16与回流桶21相连；回流桶21设有回流桶出水口 20，回流桶21中的液体通过回流水管24被回流泵25泵入微氧反应器6底部的污泥区4 ;回流泵25的流量与进水泵2的流量比为3 : 1，微氧反应器6内部液体的水力停留时间为15小时。[0019]氧化还原电位控制仪17的氧化还原电位探头22插入回流桶21的液体中；氧化还原电位控制仪17通过电线与鼓风机18相连，自动控制鼓风机18的开关；鼓风机18通过空气管19与曝气头23相连，曝气头23插入回流桶21的液体中，鼓风机18开启时，通过曝气头23向液体鼓入空气增氧，控制回流桶21内液体的氧化还原电位为-440mV。[0020] 微氧反应器6顶部有一个三相分离器13，三相分离器13的生物气出气口 14通过气管30与储气罐31相连，储气罐31设有密封塞33，并装满浓度5%的NaOH溶液32，用于吸收二氧化碳和硫化氢，排水管34用于排放被甲烷排挤出的液体。[0021] 回流桶21中的部分出水，通过回流桶出水管26与过滤桶28相连，废水进入过滤 桶28中的滤袋27，单质硫被截留，废水从底部的过滤桶排水口 29排出。 经过本装置处理，对于化学需氧量(COD)浓度为6000mg/L，硫酸根(S042—)浓度为 480mg/L的糖蜜酒精废水，COD、SO/—的去除率分别为73. 4%、61. 3%，硫酸盐向单质硫转化 率为30. 1%，每升糖蜜酒精废水回收7. 8升甲烷气体。
权利要求一种从糖蜜酒精废水中回收单质硫和甲烷的装置，包括微氧反应器(6)、回流桶(21)、氧化还原电位控制仪(17)、鼓风机(18)、过滤桶(28)、过滤袋(27)、过滤桶排水口(29)和储气罐(31)，其特征在于废水池(1)与进水泵(2)相连，通过废水进水管(3)连接微氧反应器(6)；微氧反应器(6)上部一侧有一个微氧反应器出水口(15)，通过出水管(16)与回流桶(21)相连；回流桶(21)设有回流桶出水口(20)，回流桶(21)中的部分液体通过回流水管(24)被回流泵(25)泵入微氧反应器(6)底部的污泥区(4)；氧化还原电位控制仪(17)的氧化还原电位探头(22)插入回流桶(21)的液体中；氧化还原电位控制仪(17)通过电线与鼓风机(18)相连，自动控制鼓风机(18)的开关；鼓风机通过空气管(19)与曝气头(23)相连，曝气头(23)插入回流桶(21)的液体中，鼓风机(18)开启时，通过曝气头(23)向液体鼓入空气增氧；微氧反应器(6)顶部有一个三相分离器(13)，三相分离器(13)的生物气出气口(14)通过气管(30)与储气罐(31)相连，储气罐(31)设有密封塞(33)；回流桶出水口(20)通过出水管(26)与过滤桶(28)相连。
专利摘要本实用新型公开了从糖蜜酒精废水中回收单质硫和甲烷的装置。建立一个微氧反应器，通过氧化还原电位控制仪自动控制鼓风机向回流桶内鼓进空气，再将曝气后的液体回流至反应器内部，形成微氧环境。在反应器内加入经过驯化的富含硫酸盐还原菌、无色硫细菌和产甲烷菌的活性污泥，利用硫酸盐还原菌将糖蜜酒精废水中的硫酸盐还原成硫化物，无色硫细菌将硫化物氧化成单质硫，降低硫化物对产甲烷菌的抑制，产甲烷菌降解有机物产生甲烷气体。用滤袋过滤出水得到单质硫，用储气罐收集生物气，储气罐中的NaOH溶液吸收生物气中的二氧化碳和硫化氢，得到甲烷气体。
文档编号C12M1/00GK201512530SQ200920164760
公开日2010年6月23日 申请日期2009年10月24日 优先权日2009年10月24日
发明者张学洪, 李艳红, 游少鸿, 纪宏达, 解庆林, 马丽丽 申请人:桂林理工大学