利用生物活性炭纤维去除硫化氢气体的方法

摘要

一种利用生物活性炭纤维去除硫化氢气体的方法，其将一生物填料塔的内腔上部装设与外部营养液相通的营养液喷淋头，中部充填活性炭纤维，下部接入含硫化氢的气体；在生物填料塔启用前，要进行驯化挂膜处理：前两天，先不通入含硫化氢的气体，但通过喷淋头向活性炭纤维喷淋营养液，让微生物附着在活性炭纤维上，第三天开始通入含硫化氢的气体，控制其进气量为40-60L/h，营养液pH值为2-5，温度为30~38℃，时间为8-10天。本发明以活性碳纤维为填料作为脱硫菌的载体，比活性炭更易于微生物固着与挂膜，它的高吸附性能，使进气的硫化氢浓度可达4.6g/m3，高于以一般材料做为微生物填料的进气浓度，且硫化氢去除效率最高达98%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物填料塔脱硫的方法，尤其是一种利用生物活性炭纤维去除硫化氢气体的方法。

背景技术

近年来，诸如硫化氢这类产生恶臭的有害气体的去除方法一直倍受环境界和公众的关注。目前，生物填料塔已成为去除有害气体的最重要的方法之一，而其塔内填料的选择尤为关键。现在被运用的填料有天然的，也有合成的，如纤维泥炭，活性炭，聚乙烯小球等，这些材料都能用于接种微生物来降解硫化氢气体，但天然填料由于其低比表面积，使去除有害气体的容积反应率较低。在合成填料中，活性炭已被广泛使用，它能提供均匀的比表面积及良好的抗破碎性，且它的吸附能力比其他惰性载体更高。但活性炭颗粒易松动移位，易形成空隙；机械强度不够，有碎屑产生，导致泄漏；同时它的再生相对较为困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对传统填料的低比表面积，易移位，易泄露造成二次污染等缺点，提供一种吸附性能好，机械强度高，且易于微生物的固着的利用生物活性炭纤维去除硫化氢气体的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用生物活性炭纤维去除硫化氢气体的方法，其将一生物填料塔的内腔上部装设与外部营养液相通的营养液喷淋头，中部充填活性炭纤维，下部接入含硫化氢的气体；在生物填料塔启用前，要进行驯化挂膜处理：前两天，先不通入含硫化氢的气体，但通过喷淋头向活性炭纤维喷淋营养液，让微生物附着在活性炭纤维上，第三天开始通入含硫化氢的气体，控制其进气量为40-60L/h，营养液pH值为2-5，温度为30~38℃，时间为8-10天。

该活性炭纤维需经这样预处理：将活性炭纤维用清水冲洗3-5遍后,加去离子水煮沸55-65min，然后在该去离子水中浸泡23-25h后再冲洗3-5遍并沥干，再将沥干的活性炭纤维平摊开后放入烘箱,于130-150℃下烘干，得到粘胶基活性炭纤维，最后将得到的粘胶基活性炭纤维和活性炭纤维丝按照1:2的比例混合而形成活性炭纤维填料；

该营养液需经这样预处理：从产生H₂S的工厂边的污水沟取污水，加入营养物质，曝气1.5-2.5 h沉淀后，取上清液，以作为脱硫微生物来源，由此即得。

该营养物质由100mL水溶液中添加葡萄糖1.0g， 蛋白胨0.5g，NaCl 0.5 g, 牛肉膏0.3 g制成。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明采用活性炭纤维作为生物填料塔的填料，由于活性碳纤维具有独特的结构、优异的吸附性能、较高的机械强度和良好的生物相容性, 并且拥有易于微生物固着的优点，在活性碳纤维上固定微生物以获得生物活性碳纤维，再利用生物活性碳纤维去除硫化氢气体，使进气的硫化氢浓度可达4.6g/m³，高于以一般材料做为微生物填料的进气浓度，且硫化氢去除效率最高达98%，去除效率更高。

附图说明

图1为本发明所采用的生物填料塔结构示意图。

具体实施方式

本发明采用的生物填料塔结构如图1所示，其主要包括一填料柱2，该填料柱2的中部充填活性炭纤维填料3，含硫化氢的气体经进气口1进入填料柱2的底部，一营养液槽9经恒流泵5与设于填料柱2上部的营养液喷淋头4相通，该填料柱2的上部还连通尾气吸收碱液槽10。该填料柱2的下部还设有废渣槽8，以回收生产中的废渣。该活性炭纤维3的底部垫设大约10cm厚的玻璃珠，以保证进气均匀；该营养液喷淋头4由恒流泵5控制以保证附着于活性炭纤维上的微生物所需营养及水分；该尾气吸收碱液槽10以吸收多余废气，防止造成环境污染。

实施例1：

活性炭纤维填料的预处理：将活性炭纤维用清水冲洗3遍后,加去离子水煮沸55min，然后在该去离子水中浸泡23h后再冲洗3遍并沥干，再将沥干的活性炭纤维平摊开后放入烘箱,于130℃下烘干，得到粘胶基活性炭纤维，最后将该粘胶基活性炭纤维与未经处理的活性炭纤维（按照1:2的比例）混合均匀作为活性炭纤维填料充填入生物填料塔；

营养液预处理：从能产生H₂S的工厂边的污水沟取污水，加入营养物质（每100mL水溶液中添加葡萄糖1.0g， 蛋白胨0.5g，NaCl 0.5 g, 牛肉膏0.3 g），曝气 1.5 h沉淀后，取上清液，以作为脱硫微生物来源；

驯化挂膜：将上述所得的营养液以90 L/(m³·d)由填料柱上方喷淋到活性炭纤维填料上，形成稳定循环，且前两天，先不通入含硫化氢（H₂S）气体 ，让微生物先附着在活性炭纤维填料上，从第三天开始通入含硫化氢（H₂S）气体，使其进气量控制在40L/h，营养液的pH为5，温度为30℃，时间为8天,即完成驯化挂膜。

正常生产：待驯化挂膜成功后，将硫化氢气体通入生物填料塔，调节参数，使系统运行达到最佳去除效果。

实施例2：活性炭纤维填料的预处理：将活性炭纤维用清水冲洗4遍后,加去离子水煮沸60min，然后在该去离子水中浸泡24h后再冲洗4遍并沥干，再将沥干的活性炭纤维平摊开后放入烘箱,于140℃下烘干，得到粘胶基活性炭纤维，最后将该粘胶基活性炭纤维与未经处理的活性炭纤维（按照1:2的比例）混合均匀，作为活性炭纤维填料充填入生物填料塔；

营养液预处理：从能产生H₂S的工厂边污水沟取污水，加入营养物质（100mL水溶液中添加葡萄糖1.0g， 蛋白胨0.5g，NaCl 0.5 g, 牛肉膏0.3 g），曝气g 2 h沉淀后，取上清液，由此即得营养液；

驯化挂膜：将上述所得的营养液以105L/(m³·d)由填料柱上方喷淋到活性炭纤维填料上，形成稳定循环，且前两天，先不通入含硫化氢（H₂S）气体 ，让微生物先附着在活性炭纤维填料上，从第三天开始通入含硫化氢（H₂S）气体，使其进气量控制在50L/h，营养液的pH为3.5，温度为34℃，时间为9天,即完成驯化挂膜。

正常生产：待驯化挂膜成功后，将硫化氢气体通入生物填料塔，调节参数，使系统运行达到最佳去除效果。

实施例3：

活性炭纤维填料的预处理：将活性炭纤维用清水冲洗5遍后,加去离子水煮沸65min，然后在该去离子水中浸泡25h后再冲洗5遍并沥干，再将沥干的活性炭纤维平摊开后放入烘箱,于150℃下烘干，得到粘胶基活性炭纤维，最后将该粘胶基活性炭纤维与未经处理的活性炭纤维（按照1:2的比例）混合均匀，作为活性炭纤维填料充填入生物填料塔；

营养液预处理：从能产生H₂S的工厂边污水沟取污水，加入营养物质（100mL水溶液中添加葡萄糖1.0g， 蛋白胨0.5g，NaCl 0.5 g, 牛肉膏0.3 g），曝气g 2.5 h沉淀后，取上清液，由此即得营养液；

驯化挂膜：将上述所得的营养液以120L/(m³·d)由填料柱上方喷淋到活性炭纤维填料上，形成稳定循环，且前两天，先不通入含硫化氢（H₂S）气体 ，让微生物先附着在活性炭纤维填料上，从第三天开始通入含硫化氢（H₂S）气体，使其进气量控制在60L/h，营养液的pH为5，温度为38℃，时间为9天,即完成驯化挂膜。

正常生产：待驯化挂膜成功后，将硫化氢气体通入生物填料塔，调节参数，使系统运行达到最佳去除效果。

将上述实施例1、实施例2及实施例3所形成的生物填料塔用于脱除硫化氢时发现：以活性碳纤维填料作为脱硫菌的载体，比活性炭更易于微生物固着与挂膜，它的高吸附性能，使进气的硫化氢浓度可达4.6g/m³，高于以一般材料做为微生物填料的进气浓度，且硫化氢去除效率最高达98%。