專利名稱：微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的裝置與方法
技術領域：
本發明涉及一種微氧化法去除廢水、廢氣中硫化氫的裝置與方法，同時可實現單質硫的回收，屬于環境保護技術領域。
背景技術：
天然氣凈化、石油煉制、煤化工、制革、制藥、造紙、合成化學纖維、橡膠再生及污泥處理處置過程中，產生的含硫化氫氣體(H2S),造成了很大二次污染，嚴重影響周邊大氣環境。石油和天然氣鉆井操作產生的大量采出水以及生活生產廢水中，往往含有大量的溶解性硫化氫,考慮到硫化氫的毒性,這些含硫化氫液體的處理受到越來越多的重視。硫化氫是無色氣體，低濃度的硫化氫具有強烈的臭雞蛋惡臭氣味，它們不僅直接危害人體健康，對動物的生長極其不利，而且在有氧和濕熱的條件下，嚴重腐蝕設備、管道和儀表等，并且可加速非金屬材料的老化；因此，去除廢水、廢氣中硫化氫的相關研究備受關注。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種微氧化法去除廢水、廢氣中硫化氫的裝置，本發明還提供一種利用該裝置去除廢水、廢氣中硫化氫并同時實現單質硫回收的方法。采用本發明的方法可以有效地將廢水或廢氣中的硫化氫去除，不需填料，無需投加化學藥品和微生物，環境友好易于工程應用。術語說明ORP值氧化還原電位的簡稱，它表征介質氧化性或還原性的相對程度。ORP/pH探針可同時檢測ORP值和pH值的探針。本發明的技術方案如下一種微氧化法去除硫化氫及回收硫的裝置，包括氧化單元、循環單元和控制平臺；氧化單元的頂端設有ORP/pH探針并與控制平臺連接，氧化單元的底端設有布氣器、液體出口和硫單質回收口 ；循環單元的底端設有蠕動泵，循環單元的底端與氧化單元的底端連通，循環單元的頂端與氧化單元的頂端連通，循環單元的頂端設有氣體排出口，氧化單元與循環單元構成循環系統；循環單元的頂端與底端之間設有入口流量計，入口流量計與螺動泵之間設有空氣流量計，空氣流量計連接有鼓風機，入口流量計與氣體排出口之間設有單向閥使循環單元內的流體只能由入口流量計指向螺動泵的方向流動。布氣器用于控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量，鼓風機用于鼓入空氣并通過空氣流量計控制鼓入空氣的量，入口流量計用于控制進入循環單元的廢水或廢氣，蠕動泵將廢水或廢氣與鼓入的空氣泵入氧化單元內進行氧化處理；ORP/pH探針用于檢測氧化單元內的PH值和ORP值，并將數據傳輸到控制平臺，控制平臺根據氧化單元內的pH值和ORP值自動控制入口流量計、空氣流量計和布氣器，實現對廢水或廢氣、鼓入的空氣和進入氧化單元內的空氣或氧氣量的自動化控制。根據本發明優選的，所述氧化單元為直形管，高度為O. 6^5m,內徑為3 20cm ;特別優選高度為lm，內徑為4cm。根據本發明優選的，所述循環單元為內徑在f 5cm的管道。根據本發明優選的，所述氧化單元內加入消化液。根據本發明優選的，氧化單元和循環單元內壁設置有防腐蝕涂層，防腐蝕涂層優選聚乙烯、聚氯乙烯。一種利用上述裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法，步驟如下向氧化單元內裝入消化液，將含有硫化氫的廢水或廢氣通過入口流量計進入循環單元，鼓風機向循環單元內鼓入空氣并通過空氣流量計控制鼓入空氣的量；廢水和空氣，或者，廢氣和空氣通過蠕動泵泵入氧化單元內，通過布氣器控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量，廢水和空氣，或者，廢氣和空氣在氧化單元內與消化液進行氧化處理，經氧化處理后的硫化氫轉化為單質硫并由硫單質回收口回收，不含硫化氫的氣體通過氣體排出口排出，不含硫化氫的液體通過液體出口排出。根據本發明方法優選的，廢水和空氣，或者，廢氣和空氣在氧化單元和循環單元構成的循環系統內循環處理不低于兩次。根據本發明方法優選的，進入氧化單元內氧氣占總氣體的體積含量不高于2%。根據本發明方法優選的，進入循環單元含有硫化氫的廢水或廢氣的溫度為15 350C，優選20 30°C，最優選20 25°C。根據本發明方法優選的，裝入消化液的pH為7. (Γ8. 0，特別優選7. 5。根據本發明方法優選的，鼓入空氣的流速為含硫化氫廢氣流速的5-30%，特別優選30%。根據本發明方法優選的，含硫化氫廢氣進入氧化單元的流速是O. 05飛L/分鐘。本發明所用的消化液為現有技術中普通城市污水處理廠消化池內的消化液，也可以是其他廢水處理裝置的液體，這樣可以實現廢物二次利用，該消化液可以根據硫化氫去除效果適時更換。本發明的技術特點及優良效果如下I、本發明微氧化法去除硫化氫及回收硫的裝置不需要填料、化學試劑和微生物，成本低、高效、安全、條件溫和，常溫常壓下即可使用。2、本發明鼓風機可以根據脫硫效果由電腦控制鼓風量，可以實現系統的自動化控制。3、本發明微氧化法去除硫化氫及回收硫的裝置內壁防腐，防止硫及硫化氫的腐蝕。4、本發明將硫化氫氧化為單質硫，避免了可能造成的二次污染，脫硫效率可以達到98%以上。5、本發明微氧化法去除廢水、廢氣中硫化氫的方法，輸入小于2%體積比的氧氣量即可實現硫化氫含量低于Ippm V的去除效果。6、本發明微氧化法去除廢水、廢氣中硫化氫的方法，可以通過多次循環使硫化氫濃度最低化。7、本發明微氧化法去除廢水、廢氣中硫化氫的方法,通過鼓入空氣實現硫化氫的氧化，原料易得，操作簡單。
圖I為本發明微氧化法去除硫化氫及回收硫裝置的結構示意圖；圖I中，I.入口流量計，2.鼓風機，3.空氣流量計，4.蠕動泵，5.硫單質回收口，6.液體出口，7.布氣器，8.氧化單元，9. ORP/pH探針，10.氣體排出口，11.控制平臺，12.單向閥，13.循環單元。圖2為本發明實施例2 4不同處理條件下硫化氫去除效果曲線圖。圖3為本發明實施例5 7不同處理條件下硫化氫去除效果曲線圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例并結合附圖對本發明做進一步說明，但不限于此。實施例中所用的消化液，取自城市污水處理廠；實施例中的ORP/pH探針為常規市購設備。實施例I :一種微氧化法去除硫化氫及回收硫的裝置，包括氧化單元8、循環單元13和控制平臺11 ;氧化單元8的頂端設有ORP/pH探針9并與控制平臺11連接,氧化單元8的底端設有布氣器7、液體出口 6和硫單質回收口 5 ;循環單元13的底端設有蠕動泵4，循環單元13的底端與氧化單元8的底端連通，循環單元13的頂端與氧化單元8的頂端連通，循環單元13的頂端設有氣體排出口 10，氧化單元8與循環單元13構成循環系統；循環單元13的頂端與底端之間設有入口流量計1，入口流量計I與蠕動泵4之間設有空氣流量計3，空氣流量計3連接有鼓風機2，入口流量計I與氣體排出口 10之間設有單向閥12使循環單元13內的流體只能由入口流量計I指向螺動泵4的方向流動。布氣器7用于控制進入氧化單兀8內的空氣或氧氣量,鼓風機2用于鼓入空氣并通過空氣流量計3控制鼓入空氣的量，入口流量計I用于控制進入循環單元13的廢水或廢氣，蠕動泵4將廢水或廢氣與鼓入的空氣泵入氧化單元8內進行氧化處理；0RP/pH探針9用于檢測氧化單元8內的pH值和ORP值，并將數據傳輸到控制平臺11，控制平臺11根據氧化單元8內的pH值和ORP值自動控制入口流量計I、空氣流量計3和布氣器7，實現對廢水或廢氣、鼓入的空氣和進入氧化單元內的空氣或氧氣量的自動化控制。本實施例中，氧化單元8為直形管，其高度是lm，內徑是4cm ;循環單元是內徑為2cm的管道。氧化單元8和循環單元13內壁設置有聚乙烯防腐蝕涂層。實施例2:一種利用如實施例I所述裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法，向氧化單元8內裝入IL的消化液,控制裝置的運行溫度為25±2° C ;將含硫化氫濃度為2108ppmV的廢氣通過入口流量計I進入循環單元13,控制廢氣的循環回流速率為O. 2L/min,鼓風機向循環單元13內鼓入空氣，控制空氣流量計3的空氣鼓入流速為O. 2L/min，廢氣與空氣通過蠕動泵泵入氧化單元8內，通過布氣器7控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量，廢氣和空氣在氧化單元8內與消化液進行氧化處理；經約7小時的氧化處理后使廢氣中硫化氫濃度降為IOppmV以下,硫化氫轉化為單質硫,不含硫化氫的氣體通過氣體排出口 10排出，單質硫由硫單質回收口 5回收。具體效果數據如圖2中曲線2所示。
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實施例3 —種利用如實施例I所述裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法，向氧化單元8內裝入IL的消化液,控制裝置的運行溫度為25±2° C ;將含硫化氫濃度為2197ppmV的廢氣通過入口流量計I進入循環單元13,控制廢氣的循環回流速率為O. 4L/min,鼓風機向循環單元13內鼓入空氣，控制空氣流量計3的空氣鼓入流速為O. 2L/min，廢氣與空氣通過蠕動泵泵入氧化單元8內，通過布氣器7控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量，廢氣和空氣在氧化單元8內與消化液進行氧化處理；經約6. 5小時的氧化處理后使廢氣中硫化氫濃度降為IOppmV以下,硫化氫轉化為單質硫,不含硫化氫的氣體通過氣體排出口 10排出，單質硫由硫單質回收口 5回收。具體效果數據如圖2中曲線3所示。實施例4 —種利用如實施例I所述裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法，向氧化單元8內裝入IL的消化液,控制裝置的運行溫度為25±2° C ;將含硫化氫濃度為2197ppmV的廢氣通過入口流量計I進入循環單元13,控制廢氣的循環回流速率為O. 2L/min,鼓風機向循環單元13內鼓入空氣，控制空氣流量計3的空氣鼓入流速為O. 4L/min，廢氣與空氣通過蠕動泵泵入氧化單元8內，通過布氣器7控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量，廢氣和空氣在氧化單元8內與消化液進行氧化處理；經約5. 5小時的氧化處理后使廢氣中硫化氫濃度降為IOppmV以下,硫化氫轉化為單質硫,不含硫化氫的氣體通過氣體排出口 10排出，單質硫由硫單質回收口 5回收。具體效果數據如圖2中曲線4所示。實施例5 一種利用如實施例I所述裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法，向氧化單元8內裝入IL的消化液，控制裝置的運行溫度為25±2° C ;將含硫化氫濃度為2308ppmV的廢氣通過入口流量計I進入循環單元13,控制廢氣的循環回流速率為O. 4L/min,鼓風機向循環單元13內鼓入空氣，控制空氣流量計3的空氣鼓入流速為O. 4L/min，廢氣與空氣通過蠕動泵泵入氧化單元8內，通過布氣器7控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量，廢氣和空氣在氧化單元8內與消化液進行氧化處理；經約4. 5小時的氧化處理后使廢氣中硫化氫濃度降為IOppmV以下,硫化氫轉化為單質硫,不含硫化氫的氣體通過氣體排出口 10排出，單質硫由硫單質回收口 5回收。具體效果數據如圖3中曲線5所示。實施例6 一種利用如實施例I所述裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法，向氧化單元8內裝入IL的消化液，控制裝置的運行溫度為25±2° C ;將含硫化氫濃度為2474ppmV的廢氣通過入口流量計I進入循環單元13,控制廢氣的循環回流速率為O. 2L/min,鼓風機向循環單元13內鼓入空氣，控制空氣流量計3的空氣鼓入流速為lL/min，廢氣與空氣通過蠕動泵泵入氧化單元8內，通過布氣器7控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量，廢氣和空氣在氧化單元8內與消化液進行氧化處理；經約3. 2小時的氧化處理后使廢氣中硫化氫濃度降為IOppmV以下,硫化氫轉化為單質硫,不含硫化氫的氣體通過氣體排出口 10排出，單質硫由硫單質回收口 5回收。具體效果數據如圖3中曲線6所示。實施例7:一種利用如實施例I所述裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法，向氧化單元8內裝入IL的消化液，控制裝置的運行溫度為25±2° C ;將含硫化氫濃度為2308ppmV的廢氣通過入口流量計I進入循環單元13,控制廢氣的循環回流速率為O. 4L/min,鼓風機向循環單元13內鼓入空氣，控制空氣流量計3的空氣鼓入流速為lL/min，廢氣與空氣通過蠕動泵泵入氧化單元8內，通過布氣器7控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量，廢氣和空氣在氧化單元8內與消化液進行氧化處理；經約3. 5小時的氧化處理后使廢氣中硫化氫濃度降為IOppmV以下,硫化氫轉化為單質硫,不含硫化氫的氣體通過氣體排出口 10排出，單質硫由硫單質回收口 5回收。具體效果數據如圖3中曲線7所示。
權利要求
1.一種微氧化法去除硫化氫及回收硫的裝置，包括氧化單元、循環單元和控制平臺；其特征在于，氧化單元的頂端設有ORP/pH探針并與控制平臺連接，氧化單元的底端設有布氣器、液體出口和硫單質回收口 ；循環單元的底端設有蠕動泵，循環單元的底端與氧化單元的底端連通，循環單元的頂端與氧化單元的頂端連通，循環單元的頂端設有氣體排出口，氧化單元與循環單元構成循環系統；循環單元的頂端與底端之間設有入口流量計，入口流量計與蠕動泵之間設有空氣流量計，空氣流量計連接有鼓風機，入口流量計與氣體排出口之間設有單向閥使循環單元內的流體只能由入口流量計指向螺動泵的方向流動。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于所述氧化單元為直形管，高度為O.6^5m,內徑為3 20cm ;所述循環單元為內徑在f5cm的管道。
3.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于所述氧化單元和循環單元內壁設置有聚乙烯或聚氯乙烯防腐蝕涂層。
4.一種利用權利要求I所述的裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法，其特征在于步驟如下向氧化單元內裝入消化液，將含有硫化氫的廢水或廢氣通過入口流量計進入循環單元，鼓風機向循環單元內鼓入空氣并通過空氣流量計控制鼓入空氣的量；廢水和空氣，或者，廢氣和空氣通過蠕動泵泵入氧化單元內，通過布氣器控制進入氧化單元內的空氣或氧氣量；廢水和空氣，或者，廢氣和空氣在氧化單元內與消化液進行氧化處理，經氧化處理后的硫化氫轉化為單質硫并由硫單質回收口回收，不含硫化氫的氣體通過氣體排出口排出，不含硫化氫的液體通過液體出口排出。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于廢水和空氣，或者，廢氣和空氣在氧化單元和循環單元構成的循環系統內循環處理不低于兩次。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于進入氧化單元內氧氣占總氣體的體積含量不高于2%。
7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于進入循環單元含有硫化氫的廢水或廢氣的溫度為15 35°C，優選20 25°C。
8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于裝入消化液的pH為7.(Γ8. 0，特別優選7.5。
9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于鼓入空氣的流速為含硫化氫廢氣流速的5-30%ο
10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于含硫化氫廢氣進入氧化單元的流速是O. 05 5L/分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種微氧化法去除廢水、廢氣中硫化氫的裝置，并實現單質硫的回收。該裝置，包括氧化單元、循環單元和控制平臺，氧化單元頂端設有與控制平臺連接的探針和氣體排出口，底端設有布氣器、液體出口和硫單質回收口；循環單元設有廢氣或廢水入口、空氣入口、單向閥和蠕動泵。本發明還提供利用上述裝置微氧化法去除硫化氫及回收硫單質的方法。本發明的裝置不需要填料、化學試劑和微生物，成本低、高效、安全、條件溫和，常溫常壓下即可使用；鼓風機可以根據脫硫效果由電腦控制鼓風量，可以實現系統的自動化控制；輸入小于2％體積比的氧氣量即可實現硫化氫含量低于1ppm V的去除效果，將硫化氫氧化為單質硫，避免了可能造成的二次污染。
文檔編號B01D53/79GK102921286SQ20121045231
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者倪壽清, 宋士武 申請人:山東大學