堆肥填料处理硫化氢气体2011.4.7.doc

目 录 摘要 I Abstract II 1 前言 1 1.1 H2S的来源 1 1.2 H2S的危害 2 1.3 H2S气体的净化方法 2 1.3.1 化学处理法 2 1.3.2 物理处理法 3 1.3.3 生物处理法 4 1.3.4 其他净化方法 6 1.4 研究进展 6 1.5 研究意义和目的 8 1.5.1 研究意义 8 1.5.2 研究内容和目的 9 2 材料与方法 10 2.1 材料 10 2.1.1 仪器与药品 10 2.1.2 填料及预处理 10 2.1.4 填料塔设计及实验流程 12 2.2 分析方法 13 2.2.1 填料pH值的测定 13 2.2.2 填料含水率测定 13 2.2.3 比表面和孔隙分析 14 2.2.4 H2S测定 14 2.2.5 填料硫酸根[SO42-]测定 14 2.2.6 填料中全硫[S]分析 15 2.2.7 硫单质[S]检测 15 2.3 填料中硫离子[S2-]降解实验 15 3 结果与讨论 16 3.1 反应条件对处理效果的影响 16 3.1.1 堆肥填料对H2S净化效果 16 3.1.2 填料塔的高度对净化效率影响 18 3.1.3 负荷对处理能力的影响 20 3.1.4 含水率对净化效率的影响 21 3.1.5 停留时间对净化效率的影响 24 3.1.6 填料塔压降 26 3.2 反应机理探讨 28 3.2.1 H2S处理过程中全硫含量变化 28 3.2.2 H2S处理过程中硫的形成以及填料结构变化 29 3.2.3 H2S处理过程中SO42-的变化 31 3.2.4 H2S处理过程中填料pH变化 33 3.2.5 有机填料的降解机理讨论 35 4 结论 37 参考文献 38 致谢 44 摘要 本实验采用猪粪+锯末的堆肥压缩颗粒作为有机填料，在不接种微生物的情况下对浓度为40~2000mg/m3的H2S进行了处理，结果表明该填料对于H2S负荷的波动表现出很强的缓冲能力。实验设计了不同含水率、气流速度和H2S负荷等因素进行分析，发现在0~44%的含水率范围内，净化效率随含水率增大而提高，随气流速度的上升而下降，且含水率越大净化效率稳定时间越长；另外填料处理能力随H2S负荷的增加而逐渐变大，最高处理能力达到846(g H2S)/(m3填料)/h。 实验过程中对填料中硫的成分和去除机理进行了分析和探讨，表明堆肥有机填料对H2S有很好的截留能力，硫容达到9.1%[91(g S)/(m3填料)]，截留过程符合一级反应动力学方程，速率常数k=-0.0953h-1。填料在降解H2S的过程包含了H2S的氧化作用，数据分析表明填料中约有11%的硫被氧化为SO42-。 关键词：硫化氢；堆肥；有机填料；净化效率；反应机理； Abstract In this study, under the condition of don’t inoculation, we take the compost of pig waste saw-dust as the organic packing material to treat the hydrogen sulfide which’s concentration is 40~2000 mg/m3. This characteristic of organic packing material gives it significant buffering capacity to protect against surges in loading, could reach 100% removal efficiency. The effects of moisture, air velocity, H2S’ concentration and H2S load rate on the performance of packing material were investigated. It was found that the removal efficiency raise with the moisture increasing or the air velocity decreasing, as the moisture is between 0~44%. This compost organic packing material had achieved a better performance in removal H2S compared with others, its maximum elimination capacity reach to 846(g H2S)/(m3 compost)/h. The components of sul