4.4 沼气净化

4.4.1 厌氧消化器产生的沼气应进行脱硫、脱水净化处理。净化工艺的选择应根据沼气的不同用途、处理量、沼气质量指标，并结合当地环境温度等因素，经技术经济比较后确定。

4.4.2 沼气脱硫宜采用生物脱硫、干法脱硫或湿法脱硫。

4.4.3 当一级脱硫后的沼气质量不能满足要求时，应采用两级脱硫，第二级宜采用干法脱硫。

4.4.4 脱硫工艺的设计应符合下列规定：

    1 生物脱硫应设置在脱水装置前端；
    2 干法脱硫应设置在脱水装置后端；

    3 脱硫装置应设置备用设备；4脱硫装置前后应设置阀门；

    5 脱硫装置前后应预留检测口；

    6 废脱硫剂、硫泥的处置应符合环境保护的要求。

4.4.5 生物脱硫的工艺设计应符合下列规定：

    1 生物脱硫系统宜设置生物脱硫塔、循环水箱、循环泵、鼓风机、排渣泵和加药泵等；

    2 脱硫塔应易于清理、维护、检修并应设置观察窗及人孔；

    3 循环水箱内应设置温度传感器及加热装置；

    4 生物脱硫后沼气管路宜设置氧含量在线监测系统，并应与风机联动，沼气中余氧含量应小于1%；

    5 生物脱硫所需的营养液应满足脱硫菌群生存的要求；

    6 生物脱硫装置的脱硫效果应满足工艺要求。

4.4.6 干法脱硫的工艺设计应符合下列规定：

    1 脱硫剂宜采用氧化铁，脱硫剂空速宜为200h ^-1~400h ^-1；

    2 沼气首次通过脱硫剂每米床层时的压力降应小于100Pa；

    3 每层颗粒状脱硫剂装填高度宜为1.0m～1.4m；

    4 沼气通过颗粒状脱硫剂的线速度宜为0.020m/s～0.025m/s；

    5 脱硫塔的操作温度应为25℃~35℃，寒冷地区的脱硫设施应有保温或采暖措施；

    6 脱硫塔底部最低处应设置排污阀；
    7 每台脱硫装置应有独立的放散管；

    8 脱硫剂在塔内再生时应设置进空气管，在线再生时，宜配备在线氧监控系统。

条文说明

4.4.1 净化的目的是脱除会对后续流程产生不利影响的杂质，包括硫化氢和水。沼气中含有较多的硫化氢和饱和的水蒸气，随着温度的降低，水蒸气凝结成水，与硫化氢结合，对管道和设备造成腐蚀；另外，沼气中的水分凝结，如果管道保温不好容易在冬季造成管道堵塞，甚至会影响阀门正常运行。另外从保护环境的角度，硫化氢随沼气燃烧产生的二氧化硫会污染环境。

    脱除沼气中硫化氢方法，可采用物理法、化学法及生物法。物理脱硫法一般采用活性炭法；化学脱硫法中的干法脱硫一般采用氧化铁脱硫剂，化学脱硫法中的湿法脱硫一般采用蒽醌二磺酸钠法（ADA法）和碱液法；生物法主要指的是生物脱硫。本规范重点对生物脱硫和干法脱硫提出了特殊要求。具体方案选择时要考虑沼气中硫化氢含量和要求去除程度。
    沼气脱水主要包括重力法脱水、低温冷凝法和深度脱水如分子筛等，本规范重点对重力法脱水和低温冷凝法脱水提出了要求。

4.4.2 生物脱硫法是利用无色硫细菌，如氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌等，在微氧条件下将H ₂S氧化成单质硫，如供氧过量则转化为硫酸，生成的稀硫酸在营养液的缓冲中和作用下，与营养液一起定期排出系统，此过程周而复始。一般情况下，营养液可自然获得，例如采用消化后的污水、消化或脱水污泥的上清液、垃圾填埋沥出液、人造化肥（NPK886）等。人造化肥（NPK886）的脱硫机理是：①H ₂S气体的溶解过程，即由气相转化为液相；②溶解后的H ₂S被微生物吸收，转移至微生物体内；③进入微生物细胞内的H ₂S作为营养物被微生物分解、转化和利用，从而达到去除H ₂S的目的。适当的温度、反应时间和空气量可以使H ₂S减少至75mg/m³，可以去除大部分的H ₂S，为“粗脱”。

    化学脱硫包括干法脱硫和湿法脱硫。

    干法脱硫是在常温下沼气通过脱硫剂床层，沼气中的硫化氢与活性氧化铁接触，生成三硫化二铁，然后含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧接触，当有水存在时，铁的硫化物又转化为氧化铁和单体硫，脱硫再生可以循环2次~3次，直至脱硫剂表面的大部分孔隙被硫或其他杂质覆盖而失去活性为止。经干法脱硫后的沼气中H ₂S含量可少于20mg/m³，为“精脱"。