[发明专利]一种沼气脱硫除水脱二氧化碳的综合处理方法

权利要求书

1.一种沼气脱硫除水脱二氧化碳的综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：将待处理沼气从吸收塔的下部输入吸收塔，吸收塔的顶部喷撒碱液，碱液吸收待处理沼气中的H₂S，并形成待脱硫溶液，吸收塔顶部输出待干燥沼气；

S200：所述待脱硫溶液和氧气输入微氧脱硫反应器，微氧脱硫反应器内部布设生物载体，所述载体上负载微氧硫微螺菌与硫碱弧菌的混合菌剂，待脱硫溶液与所述载体接触，并进行氧化反应，生成硫单质和中间溶液；所述硫单质在微氧脱硫反应器的下部进行沉淀分离；

S300：所述中间溶液溢流至pH调节池，去除过量的CO₃^2-和SO₄^2-之后，再输入过滤池，经过沉淀后，得到回收碱液，回收碱液从吸收塔顶部输入吸收塔，继续吸收待处理沼气中的H₂S；

S400：步骤S100得到的所述待干燥沼气输入干燥床去除水分，得到干燥沼气；

S500：所述干燥沼气输入吸附塔，吸附塔内设有吸附剂填料，吸附CO₂，净化的沼气输出吸附塔；然后，吸附塔内压力降低，吸附剂填料中的CO₂解吸出来，输出吸附塔；

所述生物载体为玉米芯生物炭，在步骤S100之前还包括玉米芯生物炭的制备方法：将晒干的棒状的玉米芯进行切割，得到周边为螺旋镂空片状、中心为实心棒状的胚体；将所述胚体在300℃下限氧热解2-2.5h，冷却后，得到玉米芯生物炭；将整段的玉米芯生物炭截断为长度5-20cm的小段，再将每段的中心实心部分贯穿在转轴上，同一根转轴上相邻两段玉米芯生物炭的间隔为0.5-1cm；

所述胚体经过热解后，温度自然降至150-180℃时，在热解后的胚体的表面均匀播撒Fe₃O₄粉末，使得Fe₃O₄粉末利用余热比较牢固的固载在玉米芯生物炭上，使得玉米芯生物炭具有磁性，Fe₃O₄粉末与玉米芯生物炭的质量比为(0.005-0.015):1；

所述微氧脱硫反应器由上至下包括溢流区、氧化区和沉淀区，氧化区内设有布水器和生物载体，布水器用于输入待脱硫溶液；所述布水器包括由上至下排列的若干层布水管，每个布水管均匀设置若干个喷嘴；

所述氧化区的侧壁设有若干个由上至下设置的超声振动杆，超声振动杆的振动端贯穿侧壁伸入氧化区内部，振动氧化区内的液体；

在步骤S100之前还包括混合菌剂的固载方法，所述混合菌剂的固载方法为：

(c)向所述转轴上的玉米芯生物炭表面喷撒水，直至玉米芯生物炭有水自然滴下；

(d)向所述玉米芯生物炭表面喷撒75vol％的乙醇溶液，直至玉米芯生物炭有液体自然滴下，得到消毒后的玉米芯生物炭；

(e)将消毒后的玉米芯生物炭直接放入水中浸泡20-60min，同时转动转轴，使得乙醇充分溶出，得到浸润后的玉米芯生物炭；

(f)将微氧硫微螺菌菌剂和硫碱弧菌菌剂按照质量比1:1混合均匀，得到混合菌剂；再将浸润后的玉米芯生物炭直接浸泡在混合菌剂中，同时转动转轴，使得微氧硫微螺菌和硫碱弧菌负载到浸润后的玉米芯生物炭上，得到负载的玉米芯生物炭；

所述综合处理方法在所述混合菌剂的固载和步骤S100之间，还包括快速启动步骤，包括：

(g)将若干个串有负载的玉米芯生物炭的所述转轴水平安装在微氧脱硫反应器的氧化区内，且一个转轴位于上下两个相邻的布水管之间，使得每个布水管的下方均设有一个转轴，所有转轴的一端贯穿微氧脱硫反应器侧壁连接驱动电机；

所述吸收塔内部设置若干层可拆卸的水平塔板，所述塔板上均匀分布若干通孔，用于待处理沼气和碱液通过，塔板用于延长待处理沼气和碱液的接触时间；

(h)待处理沼气从吸收塔的下部输入吸收塔，吸收塔的顶部喷撒碱液，待处理沼气和碱液通过若干层塔板接触，碱液吸收待处理沼气中的H₂S和CO₂，并形成启动溶液，吸收塔顶部输出待干燥沼气；

(i)所述启动溶液通过布水管输入微氧脱硫反应器的氧化区，微氧脱硫反应器通入氧气，此时微氧脱硫反应器为空；

步骤(g)的转轴转动，启动溶液喷撒并落在负载有混合菌剂的玉米芯生物炭上，进行氧化反应，培养并生成生物膜，生产的硫单质随着转轴转动而掉落；

(j)随着启动溶液的持续输入，微氧脱硫反应器内的液位逐渐升高，再溢流至pH调节池和过滤池，超声振动杆振动，促进启动溶液与玉米芯生物炭的混合菌剂接触，同时使得硫单质掉落；

(k)pH调节池投加生石灰去除过量的CO₃^2-和SO₄^2-，过滤池沉淀过滤碳酸钙和硫酸钙，然后将滤液输回吸附塔；

(l)直至转轴上的玉米芯生物炭形成合格的生物膜。