一种沼气生物脱硫工艺的制作方法

本发明涉及气体处理技术领域，具体为一种沼气生物脱硫工艺。

背景技术：

沼气生物脱硫，又称沼气生物催化脱硫，是一种利用脱硫微生物催化沼气中的硫化氢（h2s），通过控制氧气的浓度的大小（氧化还原电位），将硫化氢选择性转化成硫酸或单质硫的生物代谢过程，沼气脱硫的方法有化学法、物化法和生物法，随着科技的发展、技术的更替，沼气脱硫技术已发展到以生物脱硫为主流的第三代沼气脱硫技术。

目前，目前应用在沼气中主要的生物脱硫可大致分为两类，一类为一体式生物脱硫；另一类为分离式生物脱硫，总体而言都存在着以下缺点：脱硫方法的填料易堵，不仅影响处理效果、增加劳动强度；空气直接与沼气混合，一旦控制仪表发生故障，沼气极易达到爆炸极限，安全风险高；分离式造价成本高，自动化程度低，操作繁琐，运行成本高。

综上，填料易堵、安全风险高和成本高是亟待解决的三大问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种沼气生物脱硫工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沼气生物脱硫工艺，包括充氧曝气单元、生物脱硫单元和生物填料单元，装置壳体左侧设置有沼气进气单元，沼气进气单元通过管道与浓度处理单元连接，浓度处理单元设置在生物脱硫单元左侧，生物脱硫单元下方设置有液体再生单元，液体再生单元通过软管连接充氧曝气单元，充氧曝气单元通过检测线路与生物脱硫单元连接，生物脱硫单元右侧连接有收集排放单元，收集排放单元后方设置有生物营养调控单元，生物营养调控单元通过管道连接液体再生单元和生物洗涤单元，生物洗涤单元下方设置有生物填料单元，生物填料单元底部设置有生物滴滤单元，生物滴滤单元通过滴滤设备连接生物脱硫单元。

优选的，充氧曝气单元内部的管道是一种外部采用密封的刚性的穿孔管套，内部充氧管道采用软管，软管采用涤纶纱编织成圆柱形的网套，在圆柱形的网套上设置微孔，管道两边设置有固定连接环进行固定，这样的设置使得微孔大小可变，当无需充氧曝气时，软管因负压被压扁，防止可变微孔堵塞，具有能够有效地防止曝气孔堵塞（因为是微充氧曝气，所以管径小，容易堵）、能够有效地对曝气充氧软管端部的抱箍进行限位、增强曝气充氧软管端部固定的牢固度、防止掉落等效果。

优选的，充氧曝气单元主要部件为充氧曝气机，充氧曝气机采用了内外双腔结构，且充氧曝气机内部包括了控制模块，动力模块、混合模块和液压模块，液压模块的内部设有叶轮，动力模块的下端设有与混合模块连接的下轴承座，下轴承座采用中间环口的结构，这样的结构可将压缩空气流入到所述混合腔的压缩空气通道，使高压气体与高压液体在混合腔内能充分混合，溶氧能力较好，并且降低了功耗，节约了成本。

优选的，充氧曝气单元配合设有检测氧气浓度的溶氧仪，充氧曝气管道上装有检测风量的流量计以及检测风压的压力计，流量计和压力计统一通过导线和控制模块连接，控制模块为电路板上由二极管、晶体管pnp三极管和npn三极管组成的自动控制电路，实现了就地观测曝气溶氧情况，曝气底部基质反应区域，其曝气充氧机上的溶氧仪快捷测定曝气器充氧性能，为废气处理工程运行提供理论与技术支持。

优选的，收集排放单元包括楔形沉淀室和排硫软管，所述的楔形形沉淀室的底角为50～60°，排硫软管是一种采用密封的刚性管，内部涂抹有惰性塑料内管，由于含硫废料密度较一般污泥大，在重力作用下，含硫废料逐渐沉淀至楔形沉淀室，通过排硫软管从生物脱硫单元排出，达到回收单质硫的目的。

优选的，生物脱硫单元形状为环状圆柱形，装置顶部设置有三相分离器和滴滤板，装置底部设置有盘形布气器，盘形布气器表面为微孔布气头，生物脱硫单元装置右侧壁面设置有溶解氧探头，脱硫过程中过剩的氧气不断向上扩散，遇到三相分离器的阻挡后，这部分空气便被收集到一处地方，后经过统一排出，防止了氧气进一步向上扩散与沼气的混合，排除了沼气与氧气混合遇明火爆炸的安全隐患。

优选的，生物填料单元、生物洗涤单元和生物滴滤单元统一设置一个圆柱筒内，生物洗涤单元包括微孔喷头和盘形喷淋器，盘形镶嵌固定在圆柱筒顶部，生物填料单元内部设置有生物填料层，生物填料层内填充了弹性填料，形成一个立体的网状结构，生物滴滤单元表面滴滤孔之间设置有沼气收集管道，立体网状结构可以有效供微生物生长，进而保证了脱硫的进度，保证了沼气中硫化氢含量小于20mg/m3，达到沼气回收利用的标准。

优选的，生物填料单元内部的填料层为立体弹性填料层，立体弹性填料层包括填料外壳和设置在填料外壳内部的立体弹性填料，填料外壳为球体结构、椭球体结构和正多边体结构，这样的结构实用比面积大，不易堵塞。

优选的，生物营养调控单元包括营养液补给管、补料管和环形液位调节槽，生物营养调控单元通过营养液补给管连接生物洗涤单元，环形液位调节槽设置在液体再生单元底部，并且，生物营养调控单元通过补料管连接液体再生单元，有效防止了因液位过高使液体从导气管流出生物脱硫单元外，也有效防止了因液位过低使三相分离器失去应有的作用。

优选的，浓度处理单元包括沼气浓度检测装置、惰性气体进气管和排气管，浓度检测装置设置在沼气进气单元和浓度处理单元接触的表面，有效扩展了一体式生物脱硫技术的功能，使装置可以处理浓度更高的沼气，解决了成本过高的问题。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过创新设置的立体弹性填料层，达到了结构实用比面积大，不易堵塞的效果，解决了脱硫工艺过程中易堵塞的问题。

2、本发明通过创新设置的充氧曝气机，解决了脱硫工艺过程中易堵塞的问题；通过创新设置的充氧曝气机，不向生物脱硫塔内曝气，改为洗涤液出来后进入生物反应池（专门曝气氧化），洗涤液通过循环泵再进入生物滤池中，改变工艺中供氧及氧化的方式，由于充氧曝气机内部的内外双腔结构，刚性的穿孔管套，软管采用涤纶纱编织成圆柱形的网套，网套上微孔，管道两边设置有固定连接环进行固定，管道上装有检测风量的流量计以及检测风压的压力计，由二极管、晶体管pnp三极管和npn三极管组成的自动控制电路的设置，达到了可以精准自动控制脱硫过程中空气和沼气的浓度比例，预防爆炸，而且结构简单，在保证仪表精密度的情况下，最大程度简化了结构的复杂性，解决了安全风险高的问题。

3、本发明通过创新设置的充氧曝气机动力单元的下端设有与混合单元连接的中间环口的结构的下轴承座和浓度检测装置，达到了使高压气体与高压液体在混合腔内能充分混合，实现较好溶氧能力，有效扩展了一体式生物脱硫技术的功能，使装置可以处理浓度更高的沼气的效果，解决了成本过高的问题。

附图说明

图1为本发明单元流程示意图；

图2为本发明剖面结构示意图；

图3为本发明整体结构示意图；

图中：1-充氧曝气单元；2-液体再生单元；3-生物脱硫单元；4-沼气进气单元；5-浓度处理单元；6-生物洗涤单元；7-生物填料单元；8-生物滴滤单元；9-收集排放单元；10-生物营养调控单元；11-装置壳体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种沼气生物脱硫工艺，包括充氧曝气单元1、生物脱硫单元3和生物填料单元7，装置壳体11左侧设置有沼气进气单元4，沼气进气单元4通过管道与浓度处理单元5连接，浓度处理单元5设置在生物脱硫单元3左侧，生物脱硫单元3下方设置有液体再生单元2，液体再生单元2通过软管连接充氧曝气单元1，充氧曝气单元1通过检测线路与生物脱硫单元3连接，生物脱硫单元3右侧连接有收集排放单元9，收集排放单元9后方设置有生物营养调控单元10，生物营养调控单元10通过管道连接液体再生单元2和生物洗涤单元6，生物洗涤单元6下方设置有生物填料单元7，生物填料单元7底部设置有生物滴滤单元8，生物滴滤单元8通过滴滤设备连接生物脱硫单元3。

充氧曝气单元1内部的管道是一种外部采用密封的刚性的穿孔管套，内部充氧管道采用软管，软管采用涤纶纱编织成圆柱形的网套，在圆柱形的网套上设置微孔，管道两边设置有固定连接环进行固定，这样的设置使得微孔大小可变，当无需充氧曝气时，软管因负压被压扁，防止可变微孔堵塞，具有能够有效地防止曝气孔堵塞（因为是微充氧曝气，所以管径小，容易堵）、能够有效地对曝气充氧软管端部的抱箍进行限位、增强曝气充氧软管端部固定的牢固度、防止掉落等效果，充氧曝气单元1主要部件为充氧曝气机，充氧曝气机采用了内外双腔结构，且充氧曝气机内部包括了控制模块，动力模块、混合模块和液压模块，液压模块的内部设有叶轮，动力模块的下端设有与混合模块连接的下轴承座，下轴承座采用中间环口的结构，这样的结构可将压缩空气流入到所述混合腔的压缩空气通道，使高压气体与高压液体在混合腔内能充分混合，溶氧能力较好，并且降低了功耗，节约了成本，充氧曝气单元1配合设有检测氧气浓度的溶氧仪，充氧曝气管道上装有检测风量的流量计以及检测风压的压力计，流量计和压力计统一通过导线和控制模块连接，控制模块为电路板上由二极管、晶体管pnp三极管和npn三极管组成的自动控制电路，实现了就地观测曝气溶氧情况，曝气底部基质反应区域，其曝气充氧机上的溶氧仪快捷测定曝气器充氧性能，为废气处理工程运行提供理论与技术支持，收集排放单元9包括楔形沉淀室和排硫软管，所述的楔形形沉淀室的底角为50～60°，排硫软管是一种采用密封的刚性管，内部涂抹有惰性塑料内管，由于含硫废料密度较一般污泥大，在重力作用下，含硫废料逐渐沉淀至楔形沉淀室，通过排硫软管从生物脱硫单元3中排出，达到回收单质硫的目的，生物脱硫单元3形状为环状圆柱形，装置顶部设置有三相分离器和滴滤板，装置底部设置有盘形布气器，盘形布气器表面为微孔布气头，生物脱硫单元3装置右侧壁面设置有溶解氧探头，脱硫过程中过剩的氧气不断向上扩散，遇到三相分离器的阻挡后，这部分空气便被收集到一处地方，后经过统一排出，防止了氧气进一步向上扩散与沼气的混合，排除了沼气与氧气混合遇明火爆炸的安全隐患，生物填料单元7、生物洗涤单元6和生物滴滤单元8统一设置一个圆柱筒内，生物洗涤单元6包括微孔喷头和盘形喷淋器，盘形镶嵌固定在圆柱筒顶部，生物填料单元7内部设置有生物填料层，生物填料层内填充了弹性填料，形成一个立体的网状结构，生物滴滤单元8表面滴滤孔之间设置有沼气收集管道，立体网状结构可以有效供微生物生长，进而保证了脱硫的进度，保证了沼气中硫化氢含量小于20mg/m3，达到沼气回收利用的标准，生物填料单元7内部的填料层为立体弹性填料层，立体弹性填料层包括填料外壳和设置在填料外壳内部的立体弹性填料，填料外壳为球体结构、椭球体结构和正多边体结构，这样的结构实用比面积大，不易堵塞，生物营养调控单元10包括营养液补给管、补料管和环形液位调节槽，生物营养调控单元10通过营养液补给管连接生物洗涤单元6，环形液位调节槽设置在液体再生单元2底部，并且，生物营养调控单元10通过补料管连接液体再生单元2，有效防止了因液位过高使液体从导气管流出生物脱硫单元3外，也有效防止了因液位过低使三相分离器失去应有的作用，浓度处理单元5包括沼气浓度检测装置、惰性气体进气管和排气管，浓度检测装置设置在沼气进气单元4和浓度处理单元5接触的表面，有效扩展了一体式生物脱硫技术的功能，使装置可以处理浓度更高的沼气，解决了成本过高的问题。

工作原理：本发明为一种沼气生物脱硫工艺，装置通电工作，工作时，沼气从沼气进气单元4进入，经过浓度处理单元5检测出沼气的浓度，若浓度过高，则浓度处理单元5装置内部的惰性气体进气管将会打开，通入惰性气体，将高浓度沼气稀释至合适浓度，进行脱硫；由于浓度正常过着过低都不会影响工艺，所以其他情况将正常通过，同时充氧曝气单元1通过设置在生物脱硫单元3内的溶氧仪检测氧气浓度，内部的控制模块自动对进入生物脱硫单元3内的沼气进行充氧曝气，然后氧气和沼气充分融合，加上从生物滴滤单元8内滴下来的水，发生反应，进行脱硫工艺，多余的氧气上升遇到了三相分离器，将被阻隔下来，防治氧气与沼气进一步混合，排除爆炸的可能性，脱出的产物和废料一起，经过楔形的沉淀室从收集排放单元9排出，微充氧曝气机内的风量流量计和风压压力计将不断检测冲入朝气的空气，若有异常，将自动关闭，从滴滤板滴下来的液体经过反应，内部活性物质消耗殆尽，将经过液体再生单元2进入到生物洗涤单元6进行循环利用来补充活性物质，同时生物营养调控单元10不断监测生物填料单元7内部的填料活性，按照具体情况通入不同量的营养物质，保证填料的质量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。