從厭氧處理中去除硫化氫的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及厭氧廢物處理，特別是涉及從厭氧流出物中去除硫化氫。
【背景技術(shù)】
[0002] 厭氧處理是已知的用于由廢水制備生物氣和其他有價(jià)值的有機(jī)化合物的方法。然 而，廢水中往往含有硫酸鹽（S042 )或其他含硫化合物，硫酸鹽（S042 )或其他含硫化合物在 厭氧條件下生物轉(zhuǎn)化為硫化物（主要為HS)。高濃度的硫化物對(duì)厭氧微生物有毒害作用； 它們抑制甲烷的形成，從而阻礙厭氧處理。在pH值范圍為6. 4-7. 2時(shí)，導(dǎo)致50%抑制的硫 化物水平為250mgS/1及在pH值范圍為7. 8-8. 0時(shí)，導(dǎo)致50 %抑制的硫化物水平為90mg S/l(Koster等人，WaterRes. 20 (12)，11561-67,1986) 〇
[0003] 因此，當(dāng)處理含有高濃度硫酸鹽的廢水時(shí)，控制生物反應(yīng)器中的硫化物水平以防 止抑制是很重要的。例如在發(fā)酵工業(yè)（如酵母和乙醇生產(chǎn)）、造紙工業(yè)和淀粉加工工業(yè)中能 夠發(fā)現(xiàn)含有高硫酸鹽濃度的廢水。
[0004] 除了抑制厭氧轉(zhuǎn)化過(guò)程，廢水中的硫酸鹽和其它含硫化合物所產(chǎn)生的硫化物部分 最終作為厭氧處理的產(chǎn)物氣體（即生物氣）中的硫化氫（H2S)，并對(duì)生物氣質(zhì)量和污染減 排效率有負(fù)面影響。為了使生物氣可用于進(jìn)一步處理，可用一些技術(shù)在下游從生物氣中去 除!!#。這些技術(shù)中的一些會(huì)使生物氣受到主要是氮?dú)夂鸵恍┭鯕獾奈廴净蛐枰^(guò)量的苛 性堿或其他化學(xué)品。相反，如在例如EP0487705、EP0561889和US6656249中所描述的 THIOmQ?技術(shù)是一種從生物氣中去除H2S而不會(huì)污染生物氣且沒(méi)有過(guò)多苛性堿消耗的環(huán) 境友好的方法，其中H2S從生物氣中洗滌并被生物氧化為單質(zhì)硫。
[0005] EP0331806建議從生物氣中洗滌硫化氫并通過(guò)化學(xué)或生化方法將其轉(zhuǎn)化，并回收 部分清洗過(guò)的生物氣到厭氧反應(yīng)器中以輔助厭氧反應(yīng)器內(nèi)容物的混合。
[0006] W098/00191公開(kāi)了一種厭氧除硫方法，其中，厭氧方法的含硫化物流出物循環(huán)到 氣提塔，使用源自厭氧反應(yīng)器的脫硫氣體（生物氣）將硫化物從流出物中除去。利用鐵鹽， 通過(guò)氧化將氣體脫硫?yàn)閱钨|(zhì)硫。FR2484990公開(kāi)了一種采用了未指明的脫硫裝置的類似系 統(tǒng)。
[0007] 然而，現(xiàn)有技術(shù)并沒(méi)有考慮使用氣提塔來(lái)提高厭氧方法的性能。現(xiàn)有技術(shù)方法不 提供適應(yīng)pH和在厭氧反應(yīng)器的出水中的有毒組分的波動(dòng)，并且不允許由于在厭氧反應(yīng)器 中不充分混合而引起的高液壓流，因此它們不能被最優(yōu)地操作。
[0008] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于含有相當(dāng)水平的硫酸鹽或其它含硫化合物的 廢水的厭氧處理的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備具有改善的處理效率和在最終氣體和液體流 出物中最小化的硫污染水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 根據(jù)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)厭氧反應(yīng)器的流出物（或稱為出水或出料）的脫硫可以通過(guò)利用 氣提單元用清洗氣體，特別是由所述厭氧反應(yīng)器產(chǎn)出的凈化的生物氣氣提所述流出物來(lái)改 善，氣提單元有利地是可以進(jìn)一步為氣提過(guò)的流出物提供脫氣的單個(gè)豎塔（或稱為單個(gè)立 柱）。從氣提塔向所述厭氧反應(yīng)器返回氣提過(guò)的流出物同時(shí)允許增強(qiáng)厭氧轉(zhuǎn)換以及允許特 別是在與所述厭氧反應(yīng)器的流入物混合后的廢流入物的調(diào)整和解毒。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 本發(fā)明涉及一種從厭氧反應(yīng)器的流出物，特別是再循環(huán)液體中去除硫化氫的方 法，以及涉及一種用于從所述流出物中去除硫化氫和用于控制所述厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)的水力 學(xué)的氣提塔。本發(fā)明還涉及一種這樣的氣提塔與厭氧反應(yīng)器和/或氣體脫硫單元的組合。 無(wú)論此處提到的是硫化物還是硫化氫，依據(jù)它們是在液相中還是在氣相中，應(yīng)理解為是可 以互換的。在液相中，尤其依據(jù)濃度和pH值，硫化氫（H2S)與硫醇（HS)和嚴(yán)格意義上的硫 化物（S2)和其他種類處于平衡狀態(tài)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣提單元本質(zhì)上是豎塔（或稱為立柱）（1)，豎塔（1)的高度 是其直徑的至少兩倍，優(yōu)選至少三倍，特別是豎塔（1)的高度是其直徑的3. 5-10倍。根據(jù) 容量，所述直徑例如可以在〇. 5米-15米之間，特別地在2米-6米之間。相應(yīng)的高度例如可 在5米-50米之間，特別地在10米-30米之間。所述豎塔包括用于容納氣體的上部（11)， 和用于容納液體的下部（12)。從上到下，所述豎塔包括：
[0012] a.位于頂部的用于排出消耗的（帶有硫化物的）清洗氣體，特別是厭氧反應(yīng)器的 處理過(guò)的產(chǎn)物氣體的氣體出口（13);
[0013]b?用于從厭氧反應(yīng)器（2)中引入（帶有硫化物的）流出物的液體入口（14)，該液 體入口設(shè)有用于例如通過(guò)噴霧將液體分布到氣體區(qū)的裝置；
[0014] c.用于使氣體和液體密切接觸的接觸區(qū)（15)，例如填充床；
[0015] d.用于引入清洗氣體的氣體入口（16);和
[0016] e.用于排出處理過(guò)的流出物的液體出口（17)。
[0017] 氣提塔有利地可以在同一個(gè)豎塔中包括作為底部的混合槽（40)，所述混合槽 (40)包括：
[0018] f?用于引入待（厭氧）處理的原料廢水的液體入口（43);
[0019] g.位于底部的用于將混合的流出物和廢水返回到厭氧反應(yīng)器的液體出口（19)。
[0020] 可選地，所述混合槽（40)可以是通過(guò)液體管線（18)與所述氣提塔（1)連接的單 獨(dú)的槽?？梢栽O(shè)置額外的預(yù)調(diào)節(jié)槽（42)用于流量緩沖，營(yíng)養(yǎng)物、溫度、pH值等的控制，及用 于廢水的預(yù)酸化。調(diào)節(jié)槽（42)可以是單獨(dú)的槽（具有入口（41))或者可以是一體的且是 與所述混合槽（40)相同的槽。在只需對(duì)厭氧反應(yīng)器流出物脫硫的操作中，所述混合槽（40) 及其與氣提塔的連接可以省略，用于厭氧反應(yīng)器的廢水流入物將通過(guò)栗池，單個(gè)預(yù)處理槽 和/或混合槽送入。
[0021] 如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)"脫硫"指的是降低任何硫形式的硫含量，特別是降低 硫化物的含量，無(wú)論是中性（分子）或帶電（陰離子）形式，且無(wú)論是氣體或液體或其他形 式。所述降低尤其為至少5因子，優(yōu)選地至少10因子，更優(yōu)選地在10-30因子之間，特別是 在10-20因子之間。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的厭氧處理存在許多不同的構(gòu)造，如CSTR(連續(xù)攪拌釜反應(yīng) 器）、具有污泥截留的CSTR反應(yīng)器、UASB(上流式厭氧污泥床）、混合反應(yīng)器、厭氧過(guò)濾器和 更先進(jìn)的反應(yīng)器，如1C(內(nèi)循環(huán)）和EGSB(膨脹顆粒污泥床）。對(duì)于所有這些反應(yīng)器類型來(lái) 說(shuō)，重要的是生物催化劑（'生物污泥'）與廢水良好的接觸以得到最高的生物活性。獲得 這些最佳液壓條件的常用方法是通過(guò)厭氧流出物（出水）向厭氧反應(yīng)器的流入物分配系統(tǒng) 的外循環(huán)。這導(dǎo)致反應(yīng)器中上流速度的增加及改善的混合。而且，流入物會(huì)被厭氧流出物 稀釋，并且可能的抑制效果或極端條件（pH值、溫度、電導(dǎo)率）可以被避免。尤其是在高速 厭氧反應(yīng)器（像IC、EGSB或適應(yīng)的構(gòu)造）中，外循環(huán)流動(dòng)裝置是厭氧裝置的有用部件。
[0023] 該外循環(huán)可以通過(guò)再循環(huán)槽或者如本領(lǐng)域已知的其他方式以不同的形式例如用 管道實(shí)施。該外循環(huán)裝置還可以與廢水入口和處理過(guò)的流出物的出口相結(jié)合。該外循環(huán)的 特點(diǎn)是：將廢氣從厭氧流出物中分離的脫氣區(qū)，在厭氧流出物和流入物之間適當(dāng)?shù)幕旌希?用于化學(xué)制品和營(yíng)養(yǎng)物定量以獲得最佳的厭氧條件的可選裝置。
[0024] 外循環(huán)能夠通向大氣或在生物氣條件下進(jìn)行。在大氣條件下的外循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是去 除C02(二氧化碳）的可能性，因此可以降低在厭氧處理中有時(shí)需要的苛性堿消耗。在生物 氣條件下的外循環(huán)在需要酸計(jì)量的條件下是優(yōu)選的。而且在生物氣條件下的外循環(huán)中向大 氣釋放有味組分（像H2S)的可能性非常低。
[0025] 在厭氧反應(yīng)器中將使用的生物質(zhì)（菌泥）可以從任何已有的厭氧反應(yīng)器中得到。 污泥有利地可以是顆粒形式以允許高吞吐量。這樣的高速率厭氧處理對(duì)應(yīng)于例如每天超過(guò) 每立方米