垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及沼气生物脱硫技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统。


背景技术：

2.随着人们城市化程度和生活水平的提高，生活垃圾的增长速度正在加快，垃圾在存放、中转、运输、堆放过程中，会伴生大量的高有机浓度的垃圾渗滤液。这些高有机物浓度的垃圾渗滤液，经过厌氧可产生大量的沼气能源，但其需经脱硫等预处理后才能得到有效的资源化利用。
3.目前沼气脱硫包括生物脱硫、干式化学脱硫和湿式化学脱硫这几种。生物脱硫技术因其适用于高硫化氢浓度的沼气脱硫以及运行成本低、维护简单等特点被广泛应用。然而生物脱硫对环境条件有较为严格的要求，比如温度、碱度、orp、ph和沼气组分构成等因素发生变化都容易引起脱硫微生物的变化，从而导致生物脱硫系统运行不正常甚至崩溃。垃圾渗滤液因其组分复杂，其厌氧过程产生的沼气成分也更为复杂，其比起一般沼气具有杂质更复杂、含量更高的特点，包括硫醇、硫醚、苯系物等对脱硫微生物有明显抑制作用的挥发性有机物，从而也导致垃圾渗滤液沼气生物脱硫区别于一般的沼气生物脱硫，更容易出现硫磺黏附堵塔、系统脱出含硫液不分层和生物硫磺产率低等现象。
4.针对上述问题，有必要改善生物脱硫工艺，以有效去除垃圾渗滤液厌氧沼气中的有害挥发性有机物，改善甚至避免脱硫填料堵塞的问题，从而提高生物脱硫系统处理垃圾渗滤液厌氧沼气的稳定性、可靠性。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种稳定性及可靠性高的垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统，包括对沼气进行冷却降温的冷凝装置、对沼气进行初次水洗以去除其中的水溶性有机杂质的水洗预处理塔、对水洗后的沼气进行二次水洗处理的洗涤塔、对沼气的水洗液进行生物脱硫处理的生物脱硫反应器；
7.所述冷凝装置的排气口连接所述水洗预处理塔的进气口，所述水洗预处理塔的出气口连接所述洗涤塔的进气口，所述洗涤塔的排气口连接至沼气气柜；所述生物脱硫反应器的进口连接所述洗涤塔的排液口，接收来自所述洗涤塔的水洗液并进行生物脱硫处理。
8.优选地，所述冷凝装置包括换热器、冷水机组以及气液分离器；
9.所述冷水机组连接所述换热器的冷源进口，为所述换热器提供冷却水；
10.所述气液分离器的进口端连接所述换热器的换热出口，对冷却降温后的沼气进行气液分离；所述气液分离器的出气口连接所述水洗预处理塔的进气口。
11.优选地，所述生物脱硫反应器内设有射流搅拌单元。
12.优选地，所述垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统还包括对生物脱硫产物进行脱水处理的离心脱水机；
13.所述离心脱水机连接所述生物脱硫反应器的排污口。
14.优选地，所述洗涤塔包括塔本体、至少一设置在所述塔本体内的填料层。
15.优选地，所述填料层为塑料填料层。
16.优选地，所述生物脱硫反应器的进液口与所述洗涤塔的排液口连接，所述洗涤塔的进液口与所述生物脱硫反应器的出液口连接，从而所述生物脱硫反应器和所述洗涤塔之间形成一个水洗液循环回路。
17.优选地，所述垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统还包括生物预曝气装置；
18.所述生物预曝气装置的进液口连接所述水洗预处理塔的排液口，所述生物预曝气装置的出液口连接所述水洗预处理塔的进液口，从而所述水洗预处理塔和生物预曝气装置之间形成一个水洗液循环回路。
19.优选地，所述生物预曝气装置包括装置机体、设置在所述装置机体内的曝气单元、碱液投加单元以及微生物投加单元。
20.本实用新型的垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统，以冷凝、水洗和生物脱硫等结合实现沼气的生物脱硫处理，有效去除沼气中的有害挥发性有机物，改善甚至避免传统方法中出现填料堵塞的问题，从而提高生物脱硫处理沼气的稳定性、可靠性。
附图说明
21.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
22.图1是本实用新型一实施例的垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统的结构框图。
具体实施方式
23.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
24.如图1所示，本实用新型一实施例的垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统，用于垃圾渗沥液厌氧处理产生的沼气进行生物脱硫处理。该垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统可包括冷凝装置10、水洗预处理塔20、洗涤塔30以及生物脱硫反应器40。
25.冷凝装置10用于对沼气进行冷却降温，使沼气的温度降低至设定温度，以此去除沼气中易冷凝的杂质成分；设定温度根据沼气组分和生物脱硫工艺液体所需温度确定，比如10℃。水洗预处理塔20与冷凝装置10连接，对冷却降温后的沼气进行初次水洗，去除其中的水溶性有机杂质。洗涤塔30连接水洗预处理塔20，对初次水洗后的沼气进行二次水洗处理，二次水洗后的沼气则可输送至沼气气柜。生物脱硫反应器40连接洗涤塔30，对沼气的水洗液进行生物脱硫处理，可获得生物硫磺。
26.具体地，冷凝装置10可包括冷水机组、换热器以及气液分离器。冷水机组连接换热器的冷源进口，用于提供冷却水至换热器内。换热器内具有换热通道供沼气通过，沼气从换热通道的换热进口进入换热器内，在换热器内与冷却水进行热交换后降温，最后从换热通道的换热出口输出。气液分离器的进口端连接换热器的换热通道的换热出口，对冷却降温后的沼气进行气液分离处理，即：将其中冷凝的杂质成分从沼气中分离出来。
27.水洗预处理塔20上至少设有进气口、出气口和进液口。水洗预处理塔20以其进气口可通过送气管连接冷凝装置的排气口，即连接气液分离器的排气口。气液分离后的沼气从排气口输出并进入水洗预处理塔20。
28.水洗预处理塔20的进气口可位于水洗预处理塔20的下端、中部或者上端部分，连通水洗预处理塔20的内腔。出气口优选位于水洗预处理塔20的顶部，连通水洗预处理塔20的内腔，利于沼气水洗后向上流动排出。进液口位于水洗预处理塔20的上端或顶部，并且位于出气口的下方，连通水洗预处理塔20的内腔，用于喷出水洗液对进入水洗预处理塔20内的沼气进行水洗。
29.水洗预处理塔20的水洗液采用碱液(如naoh)，碱度为0.2mmol/l或以下，以喷淋方式从水洗预处理塔20内顶部向下喷淋，去除沼气中的水溶性有机杂质(包括易溶于水的挥发性杂质)。通过水洗液喷淋后的沼气向上并从顶部的出气口排出水洗预处理塔20。
30.水洗预处理塔20的出气口可通过送气管连接洗涤塔30的进气口，初次水洗后的沼气从水洗预处理塔20输出并进入洗涤塔30内，以进行二次水洗，最后再从洗涤塔30顶部的排气口排出送至沼气气柜。洗涤塔30的进气口可位于洗涤塔30的下端、中部或者上端部分。
31.洗涤塔30进一步可包括塔本体31、至少一设置在塔本体31内的填料层32。填料层32的外周与塔本体31的内周壁面相配合，整体横隔在塔本体31内，并且分别可供沼气和水洗液分别从下方和上方通过，增加两者的接触面积。通过填料层32的设置，进入填料层32中的沼气和水洗液可有一定的停留时间，并以此增加两者的接触时间和面积，提高气液交换传质，强化水洗效果。
32.填料层32优选为塑料填料层，进一步优选为鲍尔环聚丙烯填料。
33.在本实施例中，如图1中所示，塔本体31内设有两层填料层32。该两填料层32主要位于塔本体31内上端，并且上下间隔布置。洗涤塔30内的喷淋装置位于填料层32的最上方，将水洗液从填料层32的最上方往下喷淋。
34.洗涤塔30的水洗液采用碱液(如naoh)，碱度设置范围为0.3mmol/l-1.1mmol/l，对沼气水洗去除其中的h2s。
35.生物脱硫反应器40主要以液路连接洗涤塔30，实现水洗液在两者之间循环流通进行生物脱硫。具体地，生物脱硫反应器40的进液口通过进液管连接洗涤塔30的排液口，生物脱硫反应器40的出液口通过出液管连接洗涤塔30的进液口，从而生物脱硫反应器40和洗涤塔30之间形成一个水洗液循环回路。水洗液进入洗涤塔30对沼气喷淋水洗后，积聚在洗涤塔30的底部，再从底部通过进液管进入生物脱硫反应器40。
36.在生物脱硫反应器40内，利用微生物将水洗液进行生物降解，水洗液中的s-经微生物转化为单质s后沉淀至生物脱硫反应器40底部，上清液则可通过出液管再流回洗涤塔30内的喷淋装置，作为洗涤塔30的水洗液对沼气进行水洗。
37.为将生物脱硫反应器40的上清液的碱度控制在所要求的范围(0.3mmol/l-1.1mmol/l)，可根据实际情况添加naoh，调节上清液的碱度再输送至洗涤塔30。
38.生物脱硫反应器40内设有射流搅拌单元41，通过射流搅拌单元41以射流方式对生物脱硫反应器40内的水洗液及微生物进行搅拌，起到强化混合效果，改善生物反应的传质过程。射流搅拌单元41具体可由射流喷嘴、循环泵及循环管道连接形成。
39.对应生物脱硫反应器40，本实用新型的垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统还包括
对生物脱硫产物进行脱水处理的离心脱水机50。
40.离心脱水机50连接生物脱硫反应器40的排污口，生物脱硫反应器40内经生物降解处理后形成的生物脱硫产物通过排污口输送至离心脱水机50，经离心脱水机50的脱水处理，形成固态产物，如生物硫磺。
41.进一步地，本实用新型的垃圾渗滤液沼气生物脱硫处理系统还包括生物预曝气装置60。
42.生物预曝气装置60的进液口通过管道连接水洗预处理塔20的排液口，生物预曝气装置60的出液口也通过管道连接水洗预处理塔20的进液口，从而水洗预处理塔20和生物预曝气装置60之间形成一个水洗液循环回路。在水洗预处理塔20内，水洗沼气后混合后沼气中水溶性有机杂质的水洗液通过管道流至生物预曝气装置60，经生物曝气处理以氧化分解水溶性有机杂质后，上部清液再通过管道回流至水洗预处理塔20，再用于水洗沼气吸收水溶性有机杂质，以此实现水洗液的循环利用，达到节水目的。
43.生物预曝气装置60可采用现有的生物曝气设备实现，例如包括装置机体、设置在装置机体内的曝气单元、碱液投加单元以及微生物投加单元。其中，通过碱液投加单元投加碱液(如浓度30％的naoh)使得生物预曝气装置60内碱度处于适当较低水平(0.2mmol/l以下)，维持微生物生存环境，并使水洗液吸收沼气硫化氢不超过10％，氧化还原电位可以控制在高位，避免水洗液中吸收过多硫化氢导致生物预曝气装置60中脱硫微生物竞争使得去除水溶性有机杂质的微生物难以存活，以达到较好的去除水溶性有机杂质的目的，并且达到保护后续生物脱硫反应器40的目的。
44.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。