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脱H_2S产物为单质硫的生物滴滤塔填料选择及工艺优化

张瑾  
【摘要】:针对工业生产、污水处理、垃圾填埋等产生含中低浓度H_2S的尾气生物净化过程中存在硫资源浪费和二次污染等问题,本文提出了选用有强氧化性的氧化铁和弱氧化性的碳化硅两种物质作为生物滴滤塔的填料,在培养驯化筛选优势菌种的基础上,讨了以Fe_2O_3和SiC为生物填料的滴滤塔对H_2S去除效果、成膜特性及生成产物影响关系。采用响应曲面法探讨了以SiC为填料的生物滴滤塔脱硫产物为硫磺的最优工艺参数。以自行筛选出的高效脱硫菌为挂膜菌种,采用快速挂膜法对分别以Fe_2O_3和SiC为填料的生物滴滤塔挂膜,一周左右即可完成生物滴滤塔的动态挂膜和启动。连续运行一个月结果表明,在H_2S进气浓度相同的条件下,以Fe_2O_3作为填料的滴滤塔对H_2S的去除效率(97%)略高,其主要固体产物是硫酸钙;SiC填料塔对H_2S的去除效率为95%,其固体产物主要是S单质。以SiC为填料的生物滴滤塔反应器,考察了H_2S进气浓度,气体停留时间,循环液pH,液气比,温度等单因素对生物滴滤塔去除硫化氢效率的影响。结果表明:H_2S进气浓度在700mg/m~3以下,气体停留时间≥30s,循环液pH值为6,液气比为5-10,温度在27-33℃时,净化效率≥95%,单质硫的平均回收率为60.92%。以SiC为填料的生物滴滤塔对液气比、进气负荷和气体停留时间三因素采用响应曲面法研究的交互作用对硫化氢去除效率的影响结果表明,在二因素交互作用中,进气负荷和气体停留时间二者的交互作用对硫化氢去除效率的影响最为显著。对RSM模型的预测进行验证,误差PO.Q5,表明该模型可以真实的反映参数之间的关系。RSM模型的最优条件为液气比为7.83L/m~3,进气负荷68.84g/m~3.h~(-1),气体停留时间37s,实验结果,在该条件下硫化氢的去除率可以达到97.15%,单质硫的转化率达到65%。


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