催化沼气脱硫技术在高碑店污水处理厂的应用研究

【摘要】：本文在高碑店污水处理厂开展了PDS脱硫技术的中试研究，建立了一套适应于高碑店污水处理厂PDS脱硫工艺的中试试验装置，并针对高碑店污水处理厂二期的沼气脱硫进行了工程设计与经济评价，主要研究成果如下： 1）对中试试验装置进行了改进：加入NaHCO_3，与Na_2CO_3配成具有较高缓冲容量的缓冲体系，添加对苯二酚、硫酸亚铁作为助催化剂，使脱硫液的脱硫效果明显提高；利用旋流曝气隔油的原理，解决了硫再生困难问题；对再生槽的出液口进行了优化，把气浮和沉淀的优点结合起来。 2）开展了单塔单级PDS脱硫中试的中试试验研究，确定出温度、PDS浓度、pH值的最佳工艺参数分别为35℃、5mg/L、8.5，最佳喷淋量参数为：液气比30L/m~3，喷淋量2600L/h、喷淋密度为20m~3/(h.m~2)。在以上工艺参数条件下，单塔单级PDS脱硫装置的脱硫效率为70%。 3）开展了三塔串联两级PDS脱硫中试试验研究，确认系统运行的最佳参数：沼气流量70Nm~3/h、再生槽PDS投加量：一级槽3mg/min，二级槽1mg/min、对系统的液体循环量进行了研究，Ф400塔：液气比为30L/m~3，喷淋量为2600L/h、喷淋密度为20m~3/(h.m~2)、Ф300塔：液气比为15L/m~3，喷淋量为1200L/h、喷淋密度为15m~3/(h.m~2)、Ф200塔：液气比为15L/m~3，喷淋量为1000L/h、喷淋密度为30m~3/(h.m~2)。控制相关工艺参数条件下，三塔串联两级PDS脱硫的脱硫效率为90%。 4）经过对单塔单级及三塔串联两级脱硫研究总结发现，PDS脱硫技术反应时间在20s以上可以保证脱硫效率在90%以上，反应时间超过25s，脱硫效率增长率缓慢，当反应时间超过40s，则脱硫效率无明显变化。 5）参照中试结果，针对高碑店污水处理厂二期沼气的脱硫（沼气量26500Nm~3/d）进行了工程设计及经济评价。工程采用两塔串联两级PDS脱硫装置，二系列并列运行，每系列沼气流量为550Nm~3/h，工程总投资为423.52万元，运行成本为37.84万元/a，单位处理成本为0.054元/m~3。 【关键词】：沼气 沼气脱硫 PDS脱硫技术
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 国内外文献综述及研究目的与内容8-28
• 1.1 研究背景8-11
• 1.1.1 沼气的组成及应用8-10
• 1.1.2 H_2S 的危害10-11
• 1.2 高碑店污水处理厂沼气脱硫现状11-16
• 1.2.1 一期沼气脱硫系统11-14
• 1.2.2 二期沼气脱硫系统14-16
• 1.3 国内外研究综述16-22
• 1.4 PDS 脱硫技术及其应用22-26
• 1.5 研究目的与内容26-28
• 1.5.1 研究目的26
• 1.5.2 研究内容26-28
• 第2章 PDS 技术工艺设计与优化28-44
• 2.1 中试脱硫系统的设计28-39
• 2.1.1 设计要求28
• 2.1.2 PDS-600 型催化剂28-29
• 2.1.3 脱硫系统的设计29-37
• 2.1.4 系统优化37-39
• 2.2 试验方法39-43
• 2.2.1 检测方法39-41
• 2.2.2 正交试验设计41-43
• 2.3 本章小结43-44
• 第3章 PDS 技术在高碑店污水处理厂中试研究44-71
• 3.1 高碑店污水处理厂概况44-45
• 3.2 高碑店污水处理厂污泥消化及沼气利用系统介绍45-46
• 3.3 PDS 脱硫中试46-69
• 3.3.1 中试地点46-47
• 3.3.2 解决难点问题47-52
• 3.3.3 单塔单级脱硫52-58
• 3.3.4 三塔串联，两级脱硫58-69
• 3.4 本章小结69-71
• 第4章 PDS 技术在高碑店污水处理厂工程方案设计与经济分析71-77
• 4.1 工程概述71
• 4.2 工艺流程71-73
• 4.3 设计参数73
• 4.4 设计要点73
• 4.5 主要系统介绍73-75
• 4.6 经济指标分析75
• 4.7 本章小结75-77
• 第5章 结论和建议77-79
• 5.1 结论77-78
• 5.2 建议78-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 个人简历84

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