[发明专利]一种生物产甲烷与同步脱硫的方法及装置

权利要求书

1.一种生物产甲烷与同步脱硫的装置，其特征在于：包括反应器箱体、反应器盖（18）和填料床；其中：

所述反应器箱体包括侧壁、底板、进料口（6）和出料口（10）；

反应器箱体的侧壁为中空板，侧壁相互连通形成水浴夹层（5）；反应器箱体内底板上、前后侧壁之间设置第一隔板（21），第一隔板（21）将反应器箱体内的空间部分分隔为左右两个空间；

所述反应器箱体前侧壁设有进料口（6）和出料口（10）；

所述反应器盖（18）布置于反应器箱体顶部；反应器盖（18）底部设有第二隔板（16）和第三隔板（22）；当反应器盖（18）盖住反应器箱体时，第二隔板（16）位于左侧壁与第一隔板（21）之间，第三隔板（22）位于第一隔板（21）与右侧壁之间，第二隔板（16）和第三隔板（22）分别将所述第一隔板（21）隔断的反应器箱体内的左右两个空间进一步部分分隔；所述第一隔板（21）、第二隔板（16）和第三隔板（22）的宽度均与反应器箱体前后侧壁之间的距离相等，使得第一隔板（21）、第二隔板（16）和第三隔板（22）均与反应器箱体前后侧壁密闭配合；第二隔板（16）和第三隔板（22）底端与反应器箱体底板之间的距离小于第一隔板（21）的长度；

至此，反应器箱体内形成四个隔室，左侧壁与第二隔板（16）之间为第一隔室（1）、第二隔板（16）与第一隔板（21）之间为第二隔室（2）、第一隔板（21）与第三隔板（22）之间为第三隔室（3）、第三隔板（22）与右侧壁之间为第四隔室（4）；其中，第一隔室（1）和第二隔室（2）仅底部连通；第二隔室（2）和第三隔室（3）仅顶部连通；第三隔室（3）和第四隔室（4）仅底部连通；

反应器盖（18）上设有排气口和进气口；所述进气口连接供氧装置；

所述填料床包括第一填料床（19）、第二填料床（12）和第三填料床（20）；填料床安装于反应器盖（18）底部；第一填料床（19）和第三填料床（20）分别设置于第一隔室（1）和第四隔室（4）内，且其位置分别对应反应器盖（18）上的进气口；第二填料床（12）设置于第二隔室（2）和第三隔室（3）内；第一填料床（19）、第二填料床（12）和第三填料床（20）的底端与反应器箱体底板之间的距离均大于第二隔板（16）和第三隔板（22）的底端与反应器箱体底板之间的距离；

所述第一填料床（19）和第三填料床（20）内的填料（11）顶端低于第二填料床（12）内的填料（11）底端；

第二隔板（16）和第三隔板（22）的底端设有“U”形管（15）；所述“U”形管（15）的底端分别穿过第二隔板（16）和第三隔板（22），“U”形管（15）的顶端位置低于第一填料床（19）和第三填料床（20）的底端位置；

所述进气口为两个，其位置分别对应于第一隔室（1）和第四隔室（4）；进气口设有进气管（9），其进气端连接供氧装置；

所述排气口设有排气管；所述排气管（14）的出气端连接集气袋（13）。

2.根据权利要求1所述的生物产甲烷与同步脱硫的装置，其特征在于：所述填料床内设有多个填料（11）；所述填料（11）包括多个填料块和焊条，其中，填料块以串状布置于焊条上。

3.根据权利要求1所述的生物产甲烷与同步脱硫的装置，其特征在于：所述反应器箱体还包括水浴进水口（17）和水浴出水口（7）；左、右侧壁中的一侧底端外部设置水浴进水口（17），左、右侧壁中的另一侧顶端外部设置水浴出水口（7）。

4.一种使用如权利要求1~3之一所述的生物产甲烷与同步脱硫的装置进行生物产甲烷与同步脱硫的方法，其特征在于：包括如下步骤：

a) 向水浴夹层（5）中通水；

b) 盖上反应器盖（18），开始由进料口（6）通入待处理的废水；当待处理的废水液面高于第一填料床（19）和第三填料床（20）内填料（11）顶端后，停止进料，关闭进料口（6）；此时在第二隔室（2）和第三隔室（3）中，第二填料床（12）的填料（11）的底端高于液面；

此时，供氧装置关闭；

c）厌氧产气：反应器内的废水在厌氧微生物的作用下产气，产生的气体中包括硫化氢气体；其中，第二隔室（2）和第三隔室（3）内的废水产生的气体被收集；第一隔室（1）和第四隔室（4）产生的气体密封在这两个隔室中;

随着第一隔室（1）和第四隔室（4）内的气体逐渐增多，废水液面逐渐下移；

d）硫化氢的去除：随着第一隔室（1）和第四隔室（4）内的液面下移，第一填料床（19）和第三填料床（20）逐渐脱离废水，而好氧微生物富集在填料（11）上；当第一填料床（19）和第三填料床（20）完全脱离废水时，供氧装置向第一隔室（1）和第四隔室（4）通入微量的氧气；好氧微生物开始去除步骤c）中产生的硫化氢气体；

当第二隔室（2）和第三隔室（3）内的液面上升至开始接触第二填料床（12）时，停止向第一隔室（1）和第四隔室（4）通入氧气；

e）气液交换：废水液面继续下移；

当废水液面低于“U”形管（15）的底端时，第一隔室（1）和第四隔室（4）内的气体通过“U”形管（15）进入第二隔室（2）和第三隔室（3）；同时，第二隔室（2）和第三隔室（3）的废水通过“U”形管（15）分别回流至第一隔室（1）和第四隔室（4）内；

当四个隔室内废水的液面达到相同高度时，气液交换停止；

f）气液交换停止后，继续重复步骤c）、步骤d）和步骤e）；

g）水力停留时间结束后，将废水排出，将水浴夹层（5）中的水排出。