CN212357164U

CN212357164U - 一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备

Info

Publication number: CN212357164U
Application number: CN202021709562.0U
Authority: CN
Inventors: 杨学志; 陈煜南; 包浩杰; 胡逸文; 杨彬彬; 陈流通; 胡存泽; 林俊波; 张珺; 项鹏宇
Original assignee: Wenzhou Jiawei Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Wenzhou Jiawei Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-17
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2030-08-17

Abstract

本实用新型公开了一种餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，包括第一脱硫塔、第二脱硫塔和循环液再生池，所述的一种餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备以餐厨垃圾渗滤液硝化液作为循环液主体，无需添加其他营养物质，药剂成本低；餐厨垃圾渗滤液硝化液已处于好氧条件，循环液再生池曝气装置能耗低，运行成本低；以餐厨垃圾渗滤液硝化液培养脱硫菌速度快、脱硫效率高；餐厨垃圾渗滤液硝化液易获得，并且减轻了餐厨垃圾渗滤液的处理压力；有串联运行、并联运行和清洗共三种运行模式，适用范围广、自动化程度高。

Description

一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备

技术领域

本实用新型属于沼气脱硫技术领域，具体涉及一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备。

背景技术

在厌氧生物处理过程中产生的沼气常常含有大量的硫化氢，沼气中的硫化氢浓度一般为1-12 g/m³。硫化氢对管线、设备有很强的腐蚀性；硫化氢水溶液与钢材接触，会使钢材发生氢脆、硫化物应力开裂等现象；硫化氢燃烧产生的二氧化硫会对大气造成污染；当空气中的硫化氢浓度为14-21 mg/m³时，会使人出现中毒症状。因此，沼气在使用前必须进行脱硫处理。

目前，硫化氢的去除方法主要有干法脱硫、湿法脱硫和生物脱硫。干法脱硫和湿法脱硫都属于化学法脱硫，存在运行成本高、污泥处置难等缺点。因此，近年来，生物脱硫技术得到了青睐。生物脱硫是利用硫细菌将沼气中的硫化氢氧化成单质硫或硫酸根的过程，该方法具有工艺简单、反应条件温和、能耗低、不产生二次污染的优点。

中国专利CN108325374A公开了一种沼气生物脱硫方法，主要的装置有脱硫塔、营养罐和配料罐，并利用复合肥、尿素、水配置营养液用于培养脱硫菌。中国专利CN102604701A公开了一种沼气生物脱硫方法，主要的装置有脱硫塔和循环水箱，并以厌氧沼液作为循环液主体，可将沼气中的硫化氢浓度由5000 ppm降至200 ppm以下。但是，现有生物脱硫方法也存在以下缺点：

1.多包含外置的补水箱、循环水箱或营养液配置装置，使用过程中需要不断投加营养液，脱硫运行成本高；

2.若使用厌氧沼液作为循环液主体，需要将循环液从厌氧条件曝气至好氧条件，曝气装置能耗大、运行成本高；

3.脱硫菌培养时间长，一般需要2-3周；

4.生物脱硫效率较低，净化后的沼气浓度一般为200 ppm-300 ppm。

5.生物脱硫过程中产生的酸性物质以及所使用的循环液容易附着在塔体内壁及填料层形成污垢，清洗麻烦。

实用新型内容

针对以现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，包括第一脱硫塔和第二脱硫塔，第一脱硫塔和第二脱硫塔内自上而下依次均安装有出气管道、喷淋装置、填料机构、进气管道、集液装置；其特征在于：沼气由进气管道进入脱硫塔自下往上通过脱硫塔的填料机构；所述喷淋装置喷出的循环液进入所述填料机构中与沼气发生逆向传质；所述循环液为餐厨垃圾渗滤液硝化液。

进一步的，还包括循环液再生池，所述循环液再生池包括餐厨垃圾渗滤液硝化液入口、液下渣液泵；所述循环液再生池通过液下渣液泵给所述喷淋装置提供循环液；所述循环液再生池与所述集液装置连通，使集液装置中的循环液进入所述循环液再生池中。

进一步的，所述餐厨垃圾渗滤液硝化液为餐厨垃圾渗滤液好氧处理后的出水。

进一步的，所述循环液再生池设置有稀释冷却水的进水管道。

进一步的，所述第一脱硫塔和第二脱硫塔的出气口设置有硫化氢监测仪。

进一步的，所述第一脱硫塔顶部还设有串联进气管道，串联进气管与第二脱硫塔进气管道相连。

进一步的，所述第一脱硫塔和第二脱硫塔中设置有温度计和加热装置。

进一步的，还包括在线监测控制系统，所述在线监测控制系统与进气管道上的压力表和安全阀连接；所述在线监测控制系统与第一脱硫塔和第二脱硫塔中的温度计、加热装置、液位计、硫化氢监测仪连接；所述在线监测控制系统与所述循环液再生池中的温度计、溶解氧监测装置、pH计和液位计连接，所述在线监测控制系统与各阀门相连。

本实用新型的有益效果是：餐厨垃圾渗滤液硝化液内含有碳源、氮源和磷源，作为循环液主体，无需添加其他营养物质，降低了药剂成本；硝化液为好氧处理出水，已处于好氧条件，循环再生池曝气能耗低、运行成本低；餐厨垃圾渗滤液硝化液易获得，并且减轻了餐厨垃圾渗滤液的处理压力；餐厨垃圾渗滤液硝化液内细菌种类及数量繁多，有利于快速培养脱硫菌，脱硫效果优异；串联运行模式解决了一次生物脱硫效率低的问题，串联模式下沼气停留时间为80-200 s，净化后沼气中的硫化氢浓度可低至20 ppm，适用于沼气中硫化氢浓度较高的情况；并联运行模式能够提高系统的脱硫速率，并联模式下沼气停留时间为40-100 s，净化后沼气中的硫化氢浓度可低至150 ppm，适用于沼气产量大且沼气中硫化氢浓度相对较低的情况；清洗模式下，能在不停线的情况下，分别对第一脱硫塔和第二脱硫塔进行清洗、检修和维护，通入惰性气体排净塔体内残留的沼气，人员和设备的安全得到保障；当脱硫塔内出现负压现象，可通入惰性气体进行稳压；所述一种餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备还包括在线监测控制系统，自动控制脱硫塔的温度、集液装置的液位、循环再生池的温度、溶解氧浓度、液位和pH值。

总之，本实用新型的餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备以餐厨垃圾渗滤液硝化液作为循环液主体，无需添加其他营养物质，药剂成本低；餐厨垃圾渗滤液硝化液已处于好氧条件，循环液再生池曝气装置能耗低，运行成本低；以餐厨垃圾渗滤液硝化液培养脱硫菌速度快、脱硫效率高；餐厨垃圾渗滤液硝化液易获得，并且减轻了餐厨垃圾渗滤液的处理压力；有串联运行、并联运行和清洗共三种运行模式，适用范围广、自动化程度高。

附图说明

图1是本实用新型的一种餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备示意图；

附图标记含义如下：1.第一脱硫塔；2.第二脱硫塔；3.循环液再生池；4.惰性气体鼓风机；5.第一脱硫塔沼气进气阀；6.第二脱硫塔沼气进气阀；7.第一脱硫塔惰性气体进气阀；8.第二脱硫塔惰性气体进气阀；9.第一脱硫塔进气压力表；10.第二脱硫塔进气压力表；11.第一脱硫塔喷淋装置；12. 第一脱硫塔填料机构；13. 第一脱硫塔加热装置；14. 第一脱硫塔温度计；15. 第一脱硫塔液位计；16.第一脱硫塔集液装置；17.第一集液装置排水阀；18.第一出气阀；19.第一硫化氢监测仪；20.第二脱硫塔喷淋装置；21. 第二脱硫塔填料机构；22. 第二脱硫塔加热装置；23第二脱硫塔温度计；24. 第二脱硫塔液位计；25. 第二脱硫塔集液装置；26.第二集液装置排水阀；27.第二出气阀；28. 第二脱硫塔硫化氢监测仪；29.第二脱硫塔喷淋进水阀；30. 第一脱硫塔喷淋进水阀；31.串联进气阀；32.加热装置；33.液下渣液泵；34.温度计；35.pH计；36.溶解氧监测装置；37.曝气装置；38.鼓风机；39.液位计；40.排污阀；41.餐厨垃圾渗滤液硝化液进水阀；42.稀释冷却水进水阀；43.进气管道；44.第二出气管道；45.喷淋液进水管道；46.第一出气管道；47.集液装置排液管道；48.排污管道；49.进水管道；50.串联进气管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，包括第一脱硫塔1、第二脱硫塔2和循环液再生池3。

所述第一脱硫塔1自上而下安装有串联进气管道50、第一出气管道46、第一脱硫塔喷淋装置11、第一脱硫塔填料机构12、第一脱硫塔加热装置13、进气管道43和第一脱硫塔集液装置16。其中，第一出气管道46设置于第一脱硫塔1的顶部，用于排出净化后的沼气，第一出气管道46上设有第一出气阀18和第一硫化氢检测仪19，第一硫化氢检测仪19用于监测净化后沼气中的硫化氢含量，第一出气阀18控制排气量；在第一脱硫塔1顶部设置的串联进气管道50与进气管道43相连，由串联进气阀31控制第一脱硫塔1和第二脱硫塔2的串联或并联运行；第一脱硫塔喷淋装置11在第一脱硫塔1的上部，在塔体内横截面上均匀分布多个喷淋头，并与喷淋液进水管道45相连，用于喷淋循环液；在第一脱硫塔1中部内壁设置第一脱硫塔温度计14，用于监控第一脱硫塔填料机构12处的温度，在塔体中部外壁设置的第一脱硫塔加热装置13，用于维持适合脱硫菌生长的温度；在第一脱硫塔填料机构12下方设置所述进气管道43，进气管道43连接沼气和惰性气体鼓风机4，进气量由第一脱硫塔沼气进气阀5和第一脱硫塔惰性气体进气阀7控制，第一脱硫塔进气压力表9显示第一脱硫塔1的进气压力数值；第一脱硫塔集液装置16位于第一脱硫塔1底部，在第一脱硫塔集液装置16处设置第一脱硫塔液位计15，用于监控第一脱硫塔集液装置16的液位，当液位达到设定值时，打开第一集液装置排水阀17，将因重力作用流入第一脱硫塔集液装置16中的循环液排入循环液再生池3。

所述第二脱硫塔2自上而下安装有第二出气管道44、第二脱硫塔喷淋装置20、第二脱硫塔填料机构21、进气管道43和第二脱硫塔集液装置25。其中，第二脱硫塔2顶部设置有第二出气管道44，用于排出净化后的沼气，第二出气管道44上设有第二出气阀27和第二脱硫塔硫化氢检测仪28，第二脱硫塔硫化氢检测仪28用于监测净化后沼气中的硫化氢含量，第二出气阀27控制排气量；第二脱硫塔喷淋装置20设置在第二脱硫塔2的上部，在塔体内横截面上均匀分布多个喷淋头，并与喷淋液进水管道45相连，用于喷淋循环液；在第二脱硫塔2中部内壁设置第二脱硫塔温度计23，用于监控第二脱硫塔填料机构21处的温度，在塔体中部外壁设置第二脱硫塔加热装置22，用于维持适合脱硫菌生长的温度；在第二脱硫塔填料机构21下方设置进气管道43，进气管道43连接沼气和惰性气体鼓风机4，进气量由第二脱硫塔沼气进气阀6、第二脱硫塔惰性气体进气阀8和串联进气阀31控制，第二脱硫塔进气压力表10显示第二脱硫塔的进气压力数值；第二脱硫塔集液装置25位于第二脱硫塔2底部，在第二脱硫塔集液装置25处设置第二脱硫塔液位计24，用于监控第二脱硫塔集液装置25的液位，当液位达到设定值时，打开第二集液装置排水阀26，将因重力作用流入第二脱硫塔集液装置25中的循环液排入循环液再生池3。

所述的循环液再生池3安装有加热装置32、液下渣液泵33、曝气装置37、排污管道48、进水管道49，其中在循环液再生池中部安装温度计34、pH计35、溶解氧监测装置36和液位计39，用于监控循环液再生液的温度、pH值、溶解氧浓度和液位；曝气装置37与鼓风机38相连；排污管道48安装于循环液再生池3底部，当循环液再生池3液位过高或循环液指标不合格时，打开排污阀40，将部分循环液排出；餐厨垃圾渗滤液硝化液和稀释冷却水的进水管道49安装于循环液再生池3的上部，当循环液再生池3液位过低或循环液指标不合格时，打开餐厨垃圾渗滤液硝化液进水阀41和稀释冷却水进水阀42，补充餐厨垃圾渗滤液硝化液和稀释冷却水作为循环液。

实施例1

本实用新型应用于某餐厨垃圾处理工艺中的沼气脱硫系统，该实施例采用串联运行模式，将第一脱硫塔1和第二脱硫塔2串联对沼气进行脱硫，串联运行模式对硫化氢的脱除效果优异，适用于沼气中硫化氢浓度较高的情况：串联运行模式下，进气管道43上第二脱硫塔沼气进气阀6、第一脱硫塔惰性气体进气阀7、第二脱硫塔惰性气体进气阀8、第一出气阀18关闭。沼气通过进气管道43进入第一脱硫塔1，自下而上与第一脱硫塔喷淋装置11喷淋出的循环液在第一脱硫塔填料机构12处发生逆向传质，第一脱硫塔内沼气停留时间为50s；一次脱硫的沼气经过串联进气管道50进入第二脱硫塔2，自下而上与第二脱硫塔喷淋装置20喷淋出的循环液在第二脱硫塔填料机构21处发生逆向传质，第二脱硫塔内沼气停留时间为50 s；二次脱硫的沼气经过第二出气阀27和第二硫化氢监测仪28后进入清洁能源利用装置，脱硫后沼气中硫化氢的浓度低于50 ppm；当第一脱硫塔集液装置16和第二脱硫塔集液装置25的液位达到设定值时，分别打开第一集液装置排水阀17和第二集液装置排水阀26，将第一脱硫塔集液装置16和第二脱硫塔集液装置25中的循环液打入循环液再生池3进行再生；当循环液再生池3液位过高或循环液指标不合格时，打开排污阀40，将部分循环液渣液排出；当循环液再生池3液位过低或循环液指标不合格时，打开餐厨垃圾渗滤液硝化液进水阀41和稀释冷却水进水阀42，补充餐厨垃圾渗滤液硝化液和稀释冷却水作为循环液。

实施例2

本实用新型应用于某餐厨垃圾处理工艺中的沼气脱硫系统，该实施例采用并联运行模式，将第一脱硫塔1和第二脱硫塔2并联对沼气进行脱硫，并联运行模式适用于沼气产量大且沼气中硫化氢浓度相对较低的情况，用以提高脱硫速率：并联运行模式下，进气管道43上第一脱硫塔惰性气体进气阀7、第二脱硫塔惰性气体进气阀8和串联进气阀31关闭。沼气通过进气管道43分别进入第一脱硫塔1和第二脱硫塔2；在第一脱硫塔1，沼气自下而上与第一脱硫塔喷淋装置11喷淋出的循环液在第一脱硫塔填料机构12处发生逆向传质，沼气停留时间为50 s；在第二脱硫塔2，沼气自下而上与第二脱硫塔喷淋装置20喷淋出的循环液在第二脱硫塔填料机构21处发生逆向传质；在第一脱硫塔1脱硫的沼气经过第一出气阀18和第一硫化氢监测仪19后进入清洁能源利用装置，在第二脱硫塔2脱硫的沼气经过第二出气阀27和第二硫化氢监测仪28后进入清洁能源利用装置；经第一脱硫塔1和第二脱硫塔2脱硫后沼气中的硫化氢浓度低于150 ppm；当第一脱硫塔集液装置16和第二脱硫塔集液装置25的液位达到设定值时，分别打开第一集液装置排水阀17和第二集液装置排水阀26，将第一脱硫塔集液装置16和第二脱硫塔集液装置25中的循环液打入循环液再生池3进行再生；当循环液再生池3液位过高或循环液指标不合格时，打开排污阀40，将部分循环液渣液排出；当循环液再生池3液位过低或循环液指标不合格时，打开餐厨垃圾渗滤液硝化液进水阀41和稀释冷却水进水阀42，补充餐厨垃圾渗滤液硝化液和稀释冷却水作为循环液。

实施例3

本实用新型应用于某餐厨垃圾处理工艺中的沼气脱硫系统，该实施例采用清洗模式对脱硫塔进行清洗，清洗模式应用于系统出现沼气出气量远低于进气量、净化后沼气中的硫化氢浓度不达标、脱硫塔内壁和填料层结垢问题时，需要清洗脱硫塔的情况：清洗模式下，第一脱硫塔沼气进气阀5、第二脱硫塔空气进气阀8、第一脱硫塔喷淋进水阀30和串联进气阀31关闭。沼气通过进气管道43和第二脱硫塔沼气进气阀6进入第二脱硫塔2进行脱硫；惰性气体鼓风机4经过第一脱硫塔惰性气体进气阀7往第一脱硫塔1内鼓吹惰性气体，用于排净塔体内残留的沼气，保证清洗、检修和维护时人员和设备的安全；同理，通过控制阀门的开关，可使第一脱硫塔1保持运行，第二脱硫塔2停止运行，从而分别对两个脱硫塔进行清洗。

本实用新型有以下优点：

1. 餐厨垃圾渗滤液硝化液内含有碳源、氮源和磷源，作为循环液主体，无需添加其他营养物质，极大降低了药剂成本；

2. 餐厨垃圾渗滤液硝化液为好氧处理后的出水处于好氧条件，循环液再生池曝气能耗低、运行成本低；

3. 餐厨垃圾渗滤液硝化液内细菌种类及数量繁多，有利于快速培养脱硫菌，培养时间为1-2周；

4.餐厨垃圾渗滤液硝化液无需购买且获取方便，并且减轻了餐厨垃圾渗滤液的处理压力；

5.串联运行模式解决了一次生物脱硫效率低的问题，串联模式下沼气停留时间为80-200 s，净化后沼气中的硫化氢浓度可低至20 ppm，适用于沼气中硫化氢浓度较高的情况；

6.并联运行模式能够提高系统的脱硫速率，并联模式下沼气停留时间为40-100s，净化后沼气中的硫化氢浓度可低至150 ppm，适用于沼气产量大且沼气中硫化氢浓度相对较低的情况；

7.清洗模式下，一座脱硫塔继续运行，另一座脱硫塔临时关闭，可以在不停线的情况下，分别对脱硫塔进行清洗、检修和维护；

8.利用惰性气体排净塔体内残留的沼气，可保证清洗、检修和维护时人员和设备的安全；

9.脱硫塔进气管道设置有惰性气体通入支管，当脱硫塔内出现负压现象时，可通入惰性气体进行稳压；

10.本方法包括在线监测控制系统，自动控制脱硫塔的温度、集液装置的液位、循环再生池的温度、溶解氧浓度、液位、pH值，并通过控制各个阀门的开关来调整生物脱硫系统的运行模式，自动化程度高。

Claims

1.一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，包括第一脱硫塔和第二脱硫塔，第一脱硫塔和第二脱硫塔内自上而下依次均安装有出气管道、喷淋装置、填料机构、进气管道、集液装置；其特征在于：沼气由进气管道进入脱硫塔自下往上通过脱硫塔的填料机构；所述喷淋装置喷出的循环液进入所述填料机构中与沼气发生逆向传质；所述循环液为餐厨垃圾渗滤液硝化液。

2.如权利要求1所述的用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，其特征在于：还包括循环液再生池，所述循环液再生池包括餐厨垃圾渗滤液硝化液入口、液下渣液泵；所述循环液再生池通过液下渣液泵给所述喷淋装置提供循环液；所述循环液再生池与所述集液装置连通，使集液装置中的循环液进入所述循环液再生池中。

3.如权利要求1所述的用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，其特征在于：所述餐厨垃圾渗滤液硝化液为餐厨垃圾渗滤液好氧处理后的出水。

4.如权利要求1所述的用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，其特征在于：所述第一脱硫塔顶部还设有串联进气管道，串联进气管与第二脱硫塔进气管道相连。

5.如权利要求2所述的用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，其特征在于：所述循环液再生池设置有稀释冷却水的进水管道。

6.如权利要求2所述的用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，其特征在于：所述第一脱硫塔和第二脱硫塔的出气口设置有硫化氢监测仪。

7.如权利要求6所述的用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，其特征在于：所述第一脱硫塔和第二脱硫塔中设置有温度计和加热装置。

8.如权利要求7所述的用于餐厨垃圾厌氧发酵的沼气生物脱硫设备，其特征在于：还包括在线监测控制系统，所述在线监测控制系统与进气管道上的压力表和安全阀连接；所述在线监测控制系统与第一脱硫塔和第二脱硫塔中的温度计、加热装置、液位计、硫化氢监测仪连接；所述在线监测控制系统与所述循环液再生池中的温度计、溶解氧监测装置、pH计和液位计连接，所述在线监测控制系统与各阀门相连。