[发明专利]一种组合吹脱沼液深度处理和沼气提纯脱硫的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于废水的多级处理技术领域，具体涉及一种组合吹脱沼液深度处理和沼气提纯脱硫的方法和系统。

背景技术

利用厌氧发酵产沼气技术处理畜禽养殖废弃物、作物秸秆、生活垃圾以及其它有机废弃物，既可治理环境污染，又能实现废弃物的资源化利用，取得较好的能源、环保和经济效益。近年来，我国大中型沼气工程出现了前所未有的增长势头，但沼气生产之后的厌氧发酵液的深度处置仍是后顾之忧。就我国实际情况而言，大中型沼气工程的厌氧发酵液产生量大，完全就地消纳利用有一定难度。远距离输送，能耗大、成本高，建设单位难以承受；随意排放，其中的氨氮和粪大肠杆菌，会对土壤和水体造成污染。因此，探究适宜的沼液处理技术，使沼液高效利用，这一工作也成为了世界难题。

在厌氧发酵液不能完全被土地消纳利用时，则需要对其进行深度处理，达标排放，避免产生二次污染。由于厌氧发酵液中的氨氮含量多在1000mg/L以上，如何降低氨氮浓度满足达标要求和氮素的有效回收是厌氧发酵液深度处理的一个重要方面。目前，处理高浓度氨氮废水的方法主要有吹脱汽提法、生物脱氮法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法等，其中除了吹脱汽提法外，其它方法一般存在工艺复杂、运行费用较高的缺陷。现在国内吹脱装置一般采用填料布水法或者塔板式吹脱塔，由于絮凝沉积作用，装置往往会很快产生一层积垢，形成较大压差，影响系统工作效率。

大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌，厌氧发酵液中含有大量的粪大肠杆菌，最大可能数（MPN）为35000个/100mL。粪大肠杆菌对人类健康的影响众所周知，因此在沼液达标排放之前，有效的杀灭粪大肠杆菌是非常重要的。

除此之外，沼气的主要成分为甲烷（60-70%）和二氧化碳（30-40%），但在沼气产生过程中也会伴随产生少量的硫化氢等有害气体。沼气生产过程中产生的硫化氢不仅对人体产生很大危害，同时对管道、仪表及设备具有强烈的腐蚀作用。因此，沼气工程中必须采取适当措施进行脱硫。其脱硫方法一般分为生物法和物化法两种，其中生物法以其设备简单、能耗低、产生二次污染少的特点而广受关注，但是控制条件严格。物化法虽已被广泛地应用且积累了丰富的经验，但该方法存在着运行费用高、投资大、产生二次污染等缺点。因此，如何选取建设和运行成本低、设备简单和运行维护简易的脱硫方法和设备对于沼气净化是十分重要的。

发明内容

针对上述问题，本发明采用了一种组合吹脱沼液深度处理和沼气脱硫的方法和系统，即可以满足沼液中高浓度氨氮的去除、氮素的有效回收以及大肠杆菌的杀灭，同时脱除沼气中硫化氢，从而实现沼气工程清洁生产。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种组合吹脱沼液深度处理和沼气提纯脱硫的方法，其特征在于：所述方法包括氨气吹脱和吸收步骤、杀灭粪大肠杆菌步骤以及沼气提纯和脱硫净化步骤；其中，

在所述氨气吹脱和吸收步骤中，还包括：打开第一电磁阀3，厌氧发酵液经过沼液输送管2从顶部进入吹脱塔4，启动电动搅拌装置5，添加剂自动计量投放装置6向吹脱塔4中投入一定量的添加剂，调节沼液的pH值；同时启动气泵7，在吹脱塔4中进行气液交换；通过传质和吹脱作用将氨气带出沼液，同时所述添加剂可实现沼液中的磷和有机物等絮凝沉淀过程；从沼液中吹带出的氨气随循环气体通过循环气体输送管8从底部进入氨气吸收塔9，同时打开第二液体泵10，使酸液经由酸液输送管11从位于氨气吸收塔9顶部的布水器流入，底部吹入的携氨循环气体与顶部流入的酸液充分传质，吸收氨气；

在所述杀灭粪大肠杆菌步骤中，还包括：经过所述的氨气吹脱和吸收步骤后，打开第一三通电磁阀13-1，吹脱塔4中的上层清液由灭菌装置进液管12-1进入灭菌装置14，加热灭菌装置14杀灭粪大肠杆菌；然后打开第二三通电磁阀13-2及第一液体泵15，使高温处理过的沼液进入热交换装置16，并经由与第一三通电磁阀13-1连接的高温管17形成环路；

在所述沼气提纯和脱硫净化步骤中，还包括：当灭菌装置14中沼液的温度低于吹脱塔4的温度时，启动第三液体泵18，沼液经沼气净化装置进液管12-2从位于沼气净化装置19顶部的布水器进入沼气净化装置19，同时打开第二电磁阀20，待净化的沼气由沼气净化装置19的底部进入，直接利用吹脱和杀菌后的沼液吸收沼气中的硫化氢和二氧化碳，同时降低沼液的pH值和硬度，最后经由沼气输送管21输出。