[发明专利]同步实现单质硫生成与回收的生物脱硫反应器及方法

说明书

本发明公开了一种同步实现单质硫生成与回收的生物脱硫反应器及方法。该反应器主体为二个箱体的组合体，小箱体构成混合进水区，大箱体构成折板反应区、泥水分离区、单质硫回收区和污泥回流区；混合进水区设进水管、曝气池、污泥回流管和文丘里管；折板反应区和泥水分离区设有若干上下交错布置的折板；单质硫回收区设有絮凝剂投加管、搅拌桨、斜板、集硫斜面和排硫管；污泥回流区设有集泥斜面、集泥支管、集泥干管和污泥收集泵。本发明为一体化设计，装置结构紧凑，占地面积小；采用预曝气进行限制性供氧，再利用文丘里管进行氧气备用补充，供氧可靠，单质硫选择率高；同时采用絮凝沉淀和斜板沉淀，单质硫回收效果好；巧妙串联污泥回流区与混合进水区，可实现脱硫污泥高效循环。

技术领域

本发明涉及一种生物脱硫反应器，尤其涉及一种同步实现单质硫生成与回收的生物脱硫反应器及方法。

背景技术

厌氧消化产生的沼气是一种高品位的清洁能源，除主要成分CH₄、CO₂之外，还含有少量源于蛋白质和其他含硫化合物的H₂S，其浓度范围为500ppmv(0.05％)-20000ppmv(2％)。相比于物理化学方法，(Paques,The Netherlands)、Sulfothane^TM(Veolia,France)等生物脱硫技术具有不消耗化学药剂、剩余污泥产量低、可回收单质硫等优势。生物脱硫技术已成功应用于沼气以及其它气体中H₂S的去除。先利用碱性吸收液将H₂S转移到液相，再利用硫氧化细菌把液相中的硫化物氧化为单质硫或者硫酸盐，硫化物去除率可达99％以上。单质硫在水中的溶解度很低，可利用单质硫与水的密度差从脱硫系统中通过重力沉降分离，再次用作工业原料。

目前，广泛应用的生物脱硫工程多采用分离式设计，即生物反应器与单质硫分离器串联运行，占地面积较大，基建成本较高；同时，生物反应器内多采用鼓泡式曝气，在限制性供氧与增强反应液湍流促进细胞与单质硫分离之间往往存在矛盾。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种同步实现单质硫生成与回收的生物脱硫反应器。本发明所采用的具体技术方案如下：

一种同步实现单质硫生成与回收的生物脱硫反应器，其中反应器本体由主反应器和曝气池组成；

所述的曝气池位于主反应器前端外侧的混合进水区中，曝气池底部与集泥干管相连；曝气盘位于曝气池底部，曝气盘底部通过曝气管与鼓风机相连；污泥回流管两端分别与曝气池侧壁和进水管相连，且污泥回流管上设有污泥回流泵；进水管与主反应器前侧壁的下部连通，文丘里管连接于进水管后段，文丘里管的喉管位置设有连通大气的进气管，用于氧气备用补充；进气管由空气调节阀控制管路通断；

所述的主反应器内腔下部设有由进水端向出水端向下倾斜的集泥斜面，所述集泥斜面上方的主反应器内腔从进水端朝出水端依次分为折板反应区、泥水分离区和单质硫回收区，集泥斜面下方的主反应器内腔为污泥回流区；主反应器内腔在集泥斜面上方设有若干对折板，每对折板两两竖向交错排列，第一块折板底部与集泥斜面相连，而顶部与主反应器顶板之间留有一定距离；第二块折板顶部与主反应器顶板相连，而底部与集泥斜面留有一定距离；通过所有折板在主反应器内的进水端至出水端之间形成S形上下往复的流道；且相邻折板之间的间距从进水端一侧向出水端一侧逐渐递增；

所述单质硫回收区由主反应器内最靠近出水端的一对折板与主反应器的内侧壁构成；单质硫回收区分为底部连通的前室和后室，两块折板之间为前室，最后一块折板与主反应器的内侧壁之间为后室；单质硫回收区底部设有从后室向前室向下倾斜的集硫斜面；前室内设絮凝剂投加管和搅拌装置，絮凝剂投加管由主反应器顶板伸入前室的液面以下，搅拌装置的电动机固定于主反应器顶板上，搅拌桨伸入前室的液面以下，用于促进硫水分离效果；后室内由若干块平行且间隔设置的斜板构成斜板沉淀结构，用于强化后室内混合液向上流动过程中的硫水分离效果；集硫斜面底部设有与排硫泵相连的排硫管；后室中在高于斜板沉淀结构的主反应器侧壁上设有溢流堰和出水管，用于反应器排水；