从厌氧处理中去除硫化氢的制作方法_2

文档序号:9354306阅读:来源:国知局
10千克的C0D的反应器容量。
[0026] 附图描述
[0027] 附图示出了根据本发明实施例的气提塔(1),以及与厌氧反应器(2)和脱硫单元 (3)的组合。参考标记在本文的上文和下文中说明。图中所描述的是气提塔与单独的混合 槽(40),但两者可以形成单个连续的塔,这样就没有连接线(18),这构成了本发明的一个 优选实施例。
[0028] 在气提塔中(1),上部(11)构成包括接触区(15)且由液体表面(101)划界的气体 区,上部(11)从顶部延伸至包括混合槽或混合部分(40)的气提塔的高度的20% -50%,具 体地延伸至气提塔的上部高度的30% -45%。例如,如果整个气提塔的高度是20米,那么上 部区域的高度例如可以是5-10米。气提塔的下部(12)的顶部(即液体表面(101))与液 体出口(17)之间的垂直距离可以为反应器高度的5% -25%,优选地10% -20%,即对于20 米的气提塔来说,该垂直距离约为2-4米。这部分对应于液体部分的脱气(气体分离)区。 脱气可以通过调节直径/高度比,使在气提塔中产生较小的湍流,从而提高脱气来优化。在 这里提到"脱气"包括物理脱气(即,使分散的气泡逸出液体)和化学脱气(即,使溶解的 气体化合物如氧气、二氧化碳、硫化氢等通过例如温度或pH值(酸化)效应而蒸发。
[0029] 同样地,在单气提塔的情况下,即气提塔与混合部分(40) -体的情况下,液体出 口(17)和液体入口(18)之间的垂直距离应足以防止通过(43)进入的流入废水直接通过 (17)流出气提塔。因此最小距离是气提塔高度的4%,优选的该距离是例如气提塔高度的 5%-20%或优选6%-15%。在液体出口(17)和液体入口(43)之间可以设有分离器(例 如多孔板、挡板或推进装置)以将脱气区(液体区域(12)的上部)和混合区(40)分隔开 或控制向下流动。在单独的混合槽(40)的情况下,这样的分离装置可以省去。
[0030] 另外,混合部分或者混合槽(40)的液体入口(43)和液体出口(19)之间的垂直距 离应足以使原料废水在离开混合区并进入厌氧反应器之前能够有效混合和稀释。优选地, 液体入口(43)和液体出口(19)之间的最小垂直距离为整个气提塔(即气提塔加上混合部 分)高度的至少5%,优选为10%-40%。
[0031] 气提塔有利地可以进一步设有控制装置用以控制液体向内和向外流动。特别地, 可以设有控制装置(102),控制装置(102)控制流经液体出口(17)和阀(103)的作为流出 物(104)的流量以调节气提塔中的液位(101)。
[0032] 为了防止起泡及由此在接触区(15)内或在其下方的气体和液体的不充分分离, 可以向接触区喷洒泡沫抑制液,泡沫抑制液有利地可以为净化的流出物(104)的一部分。 泡沫抑制液可以通过管线(105)和喷雾器(106)引入。因此,在具体的实施例中,处理过的 液体流出物的一部分在本发明方法的接触步骤后被喷洒到收集的流出物上,和/或气提塔 (1)在其上部(11)的接触区(15)的下方设有喷雾器(106)。
[0033] 区域(15)的接触材料可以间歇地原位清洗,例如通过向接触材料加入清洗液(未 示出),特别是有机酸,如甲酸或乙酸。液体(优选有机液体)随后被厌氧反应器中的生物 质降解。这种酸添加的附加优点在于它有助于液体流出物的脱气。因此,在具体的实施例 中,液体或溶解的有机酸被间歇地加入到使厌氧反应器的流出物与处理过的产物气体接触 的接触装置。
[0034] 在另一个实施例中,可以设置防止液体随着在顶部离开气提塔的带有硫化物的气 体被带出的装置,如在气提塔顶部的分离鼓或防溅板(107)。因此,在具体的实施例中,气提 塔(1)在气体出口(13)和接触区(15)之间设有液体收集装置(107)。
[0035] 气提塔优选为圆柱形。除了如上所述的入口和出口,气提塔优选本质上是封闭的。
[0036] 本发明的组合的厌氧反应器和气提单元包括如上所述的上流式厌氧反应器(2) 和气提塔(1)。混合槽(或气提塔的混合部分)的液体出口(19)可以与厌氧反应器底部 的液体入口(26)连接,气提塔的液体入口(14)可以与厌氧反应器顶部的液体出口(28)连 接。
[0037] 厌氧反应器可以是密闭反应器,也可以是开口的。厌氧反应器优选为密闭的,使在 反应器的顶部空间基本没有空气,从而使流出物通过出口(28)离开反应器。如果需要,流 出物的进一步脱气可以由在出口(28)和入口(14)之间的管线上的脱气出口(51)提供。厌 氧反应器的高度尺寸与气提塔-再循环器的高度尺寸相当,虽然厌氧反应器优选稍高些, 以便使从反应器中排出到气提塔-再循环器的液体可以简单流过。厌氧反应器的典型尺寸 为例如具有15米的高度和3米的直径,对相对较小的反应器来说,具有10-20立方米/小 时量级的每小时通过量和30米的高度以及15米的直径,对相对较大的反应器来说,具有 1000-1500立方米/小时量级的每小时通过量。显然任何中间尺寸,以及更小的尺寸(例如 10米或甚至6米的高度)和更大的尺寸(例如高达40或甚至50米的高度)也是可行的。 反应器的高度优选高于20米。
[0038] 厌氧反应器有利地可以包括两个隔室,下部的相对湍流的反应器区(21)和上部 的相对安静的反应器区(22),以及顶部(顶部空间)气体区域(23)。气体可以从反应器区 被气体收集罩(24)收集并通过管线(25)送入气体区域(3),气体在上部气体区域(23)与 液体和生物质分离。气体通过出口(29)离开反应器并且可以被送入脱硫单元(3)。厌氧反 应器优选地配备有具有流速优选至少等于通过厌氧反应器的净总流量的内部下流循环管 (27),如在1C反应器中。因此反应器内的循环比优选至少为1,更优选为2-6。
[0039] 虽然厌氧反应器(2)和气提塔(1)作为单独的塔(或称为柱)被适当地布置,将 再循环器集成到厌氧反应器中是可能的,例如作为(圆柱形)反应器内的内筒,或作为组合 的反应器/气提塔/再循环器的垂直划分,如每一个均为半圆柱体。在任一种这样的布置 中,反应器的内部或外部可以设有下流循环管(27)或可以省去单独的下流循环管(27)。反 应器的下降管也可以组合入气提塔/再循环器。
[0040] 本发明的一个特别的优点是水力学可以以简单的和具有成本效益的方式控制,包 括厌氧流出物到气提塔的自由落体(即节能)通过和进一步下流操作,这是由于较低的高 度或在气提塔(1)中较低的位置。
[0041] 本发明组合的气提和气体清洗单元包括如上所述的气提塔(1)和气体脱硫单元 (3)。脱硫单元可以为如在£? 04877054? 0561889和1^ 6,656,249中所述的单元。再循 环器的气体出口(13)与脱硫单元的入口(31)连接以去除硫化氢,且气体入口(16)与脱硫 单元的气体出口连接。脱硫单元可以包括用于吸收硫化氢至洗涤液的洗涤单元和任选的用 以氧化硫化氢的硫化物-氧化反应器(两者均在单元(3)中,未单独示出)。该单元可以为 将硫化物转化成硫、硫酸盐或其它正氧化态的含硫物质的化学反应器。然而,优选地,反应 器是包括硫化物-氧化细菌的好氧反应器。该好氧反应器在氧气限制下操作以便将硫化物 转化为单质硫。单质硫通过沉降分离且净化气体任选地通过气体缓冲槽,通过出口(32)离 开脱硫单元,部分作为用于气提塔(1)的清洗气体可循环通过(34)通过入口(16),部分被 用作气体燃料(33)用于产热或发电。
[0042] 本发明还涉及厌氧反应器(2)、有或没有混合部分(40)的气提塔(1)以及气体脱 硫单元(3)的组合,一方面,在厌氧反应器(出口 29)、气提塔(出口 13)和气体脱硫单元 (入口 31)之间,以及在气体脱硫单元(出口 32)和气提塔(入口 16)之间设有气体管线, 以及在厌氧反应器(出口 28)和气提塔(入口 14)之间设有液体管线。该组合还包括清洗 气体出口(33)和废水入口(
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