反硝化耦联硫化氢氧化及沼气脱硫系统构建

基本信息
批准号:51408579
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:闫志英
学科分类:
依托单位:中国科学院成都生物研究所
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘晓风,宋籽霖,许力山,巴琦玥,李甜甜
关键词:
硫化氢沼气脱硫微生态反硝化耦联
结项摘要

As known, the biogas that is one of biomass energies has been applied widely because of its good energy, environment benefits. In general, the biogas contains hydrogen sulfide that must be removed for its hazardous characteristics. Furthermore, the ammonia nitrogen pollution has become a bottle-neck on sustainable development of biogas energy because a large amount of liquid digestate can’t be fully utilized. So, how to achieve desulphurization of biogas and nitrogen removal of liquid digestate with high-efficient and low-cost approach has become a research focus in the field of environmental protection. In this programme, aiming to internal relations between denitrification and oxidation of hydrogen sulfide, with the help of available findings for biological desulfurization on biogas, the regular characteristics of biological desulfurization will be revealed from process features, micro-ecological structure and dynamics of denitrification coupling hydrogen sulphide oxidation. And the desulfurization process based on denitrification coupling hydrogen sulphide oxidation will be constructed with the establishment of control strategy for augmenting performance. The research achievements of this programme will provide a scientific basis and technological support for desulphurization of biogas and nitrogen removal of liquid digestate with a creative approach of “treating waste with waste”

沼气作为一种新兴的生物质能源因其良好的能源、环境效益得到越来越广泛的应用。但沼气中含有硫化氢,使用前必须对其进行脱硫处理,另一方面由于我国沼气发酵消化液无法完全消纳,消化液氨氮污染问题成为制约我国沼气能源产业可持续发展的瓶颈。因此,如何高效廉价实现沼气脱硫和消化液脱氮是我国环保领域的研究热点。本项目针对反硝化过程与硫化氢氧化过程耦联的内在关系,借助现有研究成果和技术手段,结合项目组前期对沼气生物脱硫的研究成果,从反硝化耦联硫化氢氧化的过程特征、微生态结构解析和动力学分析三个方面揭示反硝化耦联硫化氢氧化沼气生物脱硫的内在规律特征,并构建出反硝化耦联硫化氢氧化沼气脱硫系统,制定调控策略强化系统运行性能,形成一条以好氧后处理消化液作为电子受体氧化沼气中硫化氢(供氢体)的“以废治废”的新技术途径,为我国沼气脱硫和厌氧消化液脱氮提供理论依据和技术支撑。

项目摘要

沼气作为一种新兴的生物质能源因其良好的能源、环境效益得到越来越广泛的应用。但沼气中含有硫化氢,使用前必须对其进行脱硫处理,另一方面由于我国沼气发酵消化液无法完全消纳,消化液氨氮污染问题成为制约我国沼气能源产业可持续发展的瓶颈。因此,如何高效廉价实现沼气脱硫和消化液脱氮是我国环保领域的研究热点。本项目针对反硝化过程与硫化氢氧化过程耦联的内在关系,借助现有研究成果和技术手段,结合项目组前期对沼气生物脱硫的研究成果,从反硝化耦联硫化氢氧化的过程特征、微生态结构解析和动力学分析三个方面揭示反硝化耦联硫化氢氧化沼气生物脱硫的内在规律特征,并构建出反硝化耦联硫化氢氧化沼气脱硫系统,制定调控策略强化系统运行性能,形成一条以好氧后处理消化液作为电子受体氧化沼气中硫化氢(供氢体)的“以废治废”的新技术途径,为我国沼气脱硫和厌氧消化液脱氮提供理论依据和技术支撑。项目系统开展了NO3-和NO2-为电子受体以及不同S/N摩尔比时,S2-氧化反应历程及产物分析,推导出主要的硫氧化途径和完整的氮还原途径;得出了反硝化沼气脱硫体系中S/N摩尔比在5/3-5/2之间,硫化物浓度不宜超过16.8mM,Thiobacillus sp.为绝对优势属;通过优化调整S/N摩尔比、气液比、气体停留时间、pH等关键参数,制定出了科学的多尺度调控策略;完成了好氧后处理消化液脱氮耦联沼气生物脱硫的工艺技术方案。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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