用微生态原理去除沼气内二氧化碳、硫化氢和氨气方法和生物装置.pdf

五、具体的实施方式：

反应器R由多个散布口的气体的扩散器2，内部微弱碱性的营养液3，和上部带有限压阀门4的出气管道组成。

沼气沿进气管道1通过有多个散布口的扩散器2进入反应器R内的液体3中。扩散器2设计有多个散布口是为了增加沼气与反应器R内液体3的接触面积，增加沼气内二氧化碳，硫化氢和氨气的溶解度。反应器R上部有个限压阀门，可维持反应器R内维持一定的压力。反应器R内的营养液3由沼气发酵后的沼液为主加入少量无机盐稀释配制而成，并加入适量碳酸钠，维持营养液3在pH 7.5-pH 8.5的弱碱性。加入碳酸钠使营养液3呈现弱碱性可增加营养液3对于二氧化碳和硫化氢的溶解能力。

光合反应器9的上端有管道和氧化硝化反应器6相连接。光合反应器9由透明材料制作，内有接种有蓝藻藻种。氧化硝化反应器6内部有生物亲和性的填料7，填料上接种硝化细菌和亚硝化细菌以及脱氮硫杆菌、氧化硫硫杆菌等硫细菌。

当外界照明条件较好时，水泵8工作，将饱和有二氧化碳和硫化氢以及溶解有氨气的液体3经过水泵8进入光合反应器9，由于由沼液配制的液体3本身含有丰富氮、磷营养元素，以及饱和溶解的二氧化碳CO2气体，非常适宜蓝藻生长。蓝藻通过光合作用，消耗营养液3内的二氧化碳并释放氧气，反应方程式(a)。光合作用产生的大量氧气通过限压阀门10通过管道11排入特定的容器回收利用或放空。此时，营养液3由溶解饱和二氧化碳的状态转变为溶解饱和氧气的状态，含有丰富氧气的营养液3自然流进氧化硝化反应器6中。氧化硝化反应器6的填料7上段生长有好氧的硝化细菌和亚硝化细菌。在高氧的条件下，水中的游离氨被氧化成为硝酸根离子，并消耗水中的溶解氧，反应方程式(b)；经过氧化硝化反应器6内填料7好氧段的细菌的消耗，营养液3内溶解的饱和氧气被消耗，营养液3转为低氧状态，在氧化硝化反应器6内填料7的下部形成低氧区域，在高氧或低氧的条件下，脱氮硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、排硫硫杆菌、丝状硫细菌、氏硫菌属、辨硫菌属、发硫菌属等硫细菌可以将硫化氢氧化成单质S或SO₄^2-，从而将沼气内的硫化氢气体去除。反应方程式(c)，(d)。

经过上述循环，营养液3由反应器R出来时溶解有饱和二氧化碳，硫化氢和溶解氨气被消耗或转化，重新进入反应器R中，继续溶解反应器R内沼气中的二氧化碳，硫化氢和氨气。并继续被水泵8泵入光合反应器9内，重复前述的循环。如此往复，整个系统可不断吸收反应器R上部沼气内的二氧化碳，硫化氢和氨气。当营养液3内的营养被消耗光，或蓝藻生长密度过高时，可通过加入新的营养液或排出过量的蓝藻维持反应的稳定进行。

6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂                                        (a)

NH₃+2O₂→NO₃^-+H₂O+H⁺                                          (b)

2H₂S+O₂→2S+2H₂O                                              (c)

2S+3O₂+2H₂O→2H₂SO₄                                           (d)。

说明书附图

图一、微生物沼气净化设备图示说明

1、进气管道；2、多出口的气体扩散器；3、由沼液为主配制的偏碱性营养液；4、出气管道和限压阀门；5、接有蓝藻藻种的光合反应溶液；6、氧化硝化反应器；7、生物亲和性多孔填料；8、水泵；9、光合反应器；10、氧气排空限压阀门；11、氧气排空管道。