[发明专利]一种生物脱硫处理反应器及生物脱硫处理系统和处理方法

权利要求书

1.一种用于含硫化物液体的生物脱硫处理反应器，其特征在于，采用上流式内循环结构，包括：位于下部的反应区、位于上部的三相分离器、以及进水管(31)和出水管(22)，

所述反应区呈内外套筒结构，由位于中心的下导流筒(32)、套装在所述下导流筒(32)外侧的导气筒(33)和位于最外侧的外筒(37)组成，将反应区分隔为三个区域：所述下导流筒(32)和所述导气筒(33)之间的气升区(34)、所述导气筒(33)和所述外筒(37)之间的缺氧区(35)，以及所述下导流筒(32)内部的下降区(36)，

其中，所述导气筒(33)底部开口且通过支架支撑在所述外筒内，其内侧还设有气体分布器(40)，该气体分布器(40)固定在所述外筒(37)的筒底上，位于所述气升区的正下方，其出气口呈环形排列；

所述三相分离器由外截锥体(29)、内倒截锥体(30)、外沉降筒(26)、内沉降筒(23)以及溢流槽(21)组成，其中，所述内倒截锥体(30)的下端与所述反应区的所述下导流筒(32)的上端连接，所述内截锥体(30)的上端与所述外沉降筒(26)的底部相连，所述外截锥体(29)的上端与所述外沉降筒(26)外侧连接，并且，在所述外截椎体(29)的上端靠近所述外沉降筒(26)的一侧设有排气口(28)，所述外截锥体(29)的下端与所述外筒(37)之间留有间隙，所述溢流槽(21)位于所述内沉降筒(23)内部，所述进水管(31)穿过所述外筒(37)以及外截锥体(29)伸入所述缺氧区(35)，所述出水管(22)穿过所述外筒(37)与溢流槽(21)以及内沉降筒(23)连接，

上述构成将所述三相分离器分成三个沉降区：所述外沉降筒(26)和所述外筒(37)之间的一级沉降区(25)、所述内沉降筒(23)和所述内倒截锥体(30)及外沉降筒(26)之间的二级沉降区(27)、以及内沉降筒(23)内部的三级沉降区(24)；

含硫化物液体经所述进水管(31)进入所述反应区的缺氧区(35)，与来自于所述气升区(34)的含氧水混合，在固定化微生物的作用下，硫化物被部分氧化为单质硫，经所述三相分离器，固定化载体与水相和气相分离，其中，经过所述一级沉降区(25)，大部分载体沉降返回缺氧区，气体被分离排出；经过所述二级沉降区(27)，其余绝大部分载体沉降并经下导流筒(32)返回所述反应区；经过三级沉降区(24)，单质硫颗粒与剩余极少载体分离，经溢流槽(21)随出水排出，经沉淀得到高纯度的单质硫。

2.如权利要求1所述的用于含硫化物液体的生物脱硫处理反应器，其特征在于，所述下导流筒与所述导气筒的直径比优选为3∶4～4∶5。

3.如权利要求1或2所述的用于含硫化物液体的生物脱硫处理反应器，其特征在于，所述下导流筒由直筒体和下倒截锥体(38)两部分组成，所述下锥截锥体(38)底部设有开口(39)，该底部开口(39)的直径与所述气体分布器(40)直径之比优选为1∶2～2∶3之间，以避免气体进入下导流筒造的成内循环中断。

4.一种利用权利要求1～3中任意一项所述的反应器的生物脱硫处理系统，其特征在于，该系统包括：控制器(1)、空压机(2)、权利要求1～3中任意一项所述的上流式内循环生物脱硫反应器(3)、氧化还原电势电极(4)、pH电极(5)、混料器(6)、补料泵(7)、营养液储料罐(8)、pH调节泵(9)、pH调节用储料罐(10)、沉淀池(11)以及进水流量控制器(12)，

所述控制器(1)控制所述反应器(3)内的氧化还原电势和进水pH值，所述氧化还原电势电极(4)测得所述反应器(3)内氧化还原电势，反馈控制所述空压机(2)和所述进水流量控制器(12)，当氧化还原电势低于预设值时，先减少进水流量，后增大所述空压机(2)的进气量，进水的pH值通过所述pH值电极(5)测得，反馈控制所述pH调节泵(9)从pH调节用储料罐(10)抽取调节液，来调节进水pH值至7.0～8.0，当进水中氮含量低时，则定时通过所述补料泵(7)从营养液储料罐(8)向进水中补充包括硝酸盐或铵盐的氮源，出水经所述沉淀池(11)多次沉淀后，单质硫逐步结絮沉淀，经脱水分离得到产物生物硫磺。

5.一种含硫化物液体的生物脱硫处理方法，其特征在于，是权利要求4所述的利用权利要求1～3中任意一项所述反应器的生物脱硫处理系统的处理方法，具体包括如下步骤：

1)以活性碳或生物陶粒等固定化方法吸附固定硫杆菌，在30℃环境下进行5～10天的预培养，使硫杆菌长满固定化载体；

2)将经预培养的固定化硫杆菌装入生物脱硫反应器，通过通气量控制将反应器内氧化还原电势控制在-150mV～-100mV，温度25℃～30℃，当氧化还原电势超过预设值时，先减少进水量，后逐步增大通气量；

3)包括含硫化物废水或化工厂尾气及天然气脱硫化氢吸收液的含硫化物液体经预调节pH至7.5～8.0，进入反应器，根据进水硫化物含量不同调整反应器的水力停留时间，使反应器负荷维持在18kgS/(m³·d)；

4)出水经多次沉淀后，单质硫逐步结絮沉淀，经脱水分离得到产物生物硫磺。