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普通活性污泥法工藝原理初次沉淀后的廢水與二沉池回流的活性污泥混合后進入曝氣池,大約曝氣6小時,進水與回流污泥通過擴散曝氣或機械曝氣作用進行混合。流動過程中,有機物經過吸附、絮凝和氧化作用等作用被去除。一般地,從曝氣池流出的混合液在二沉池沉淀后,沉淀池內的活性污泥以進水量的25?50%返回曝氣池(即污泥回流比為25?50%)。這種方法常用于低濃度生活污水處理,對沖擊負荷很敏感。生化需氧量(BOD5)的去除率達85?95%?;钚晕勰嗟慕M成活性污泥的組成可分為四部分:有活性的微生物(Ma)、微生物自身氧化殘留物(Me)、吸附在活性污泥上不能被微生物所降解的有機物(Mi)、無機懸浮固體(Mii)。有活性的微生物主要由細菌、真菌組成,通常以菌膠團的形式存在,呈游離狀態的較少。菌膠團是由細菌分泌的多糖物質將細菌等包覆成的黏性團塊,使細菌具有抵抗外界不利因素的性能。游離狀態的細菌不易沉淀,而原生動物可以捕食這些游離細菌,這樣沉淀池的出水就會更清澈,因而原生動物有利于提高出水水質,無機懸浮固體主要來自入流的污水,也包括細胞物質中的一些無機物質。影響因素入流水質水量:BOD5:N:P=100:5:1混合液懸浮固體濃度(MLSS):包括活細胞、無活性又難降解的內源代謝殘留物、有機物和無機物,前三類有機物約占固體的成分的75%?85%。用揮發性懸浮固體濃度(MLVSS)指標不包括無機物,更準確反映活性物質量,但測定較麻煩。對給定的廢水,MLVSS/MLSS介于0.75?0.85之間。有機負荷:有進水負荷和去除負荷兩種,前者指單位重量的活性污泥在單位時間內要保證一定的處理效果才能承受的有機物的量;后者指單位重量的活性污泥在單位時間內去除的有機物量。有時也用單位曝氣池容積作為基準。剩余污泥排放量和污泥齡:微生物代謝有機物同時增值,剩余污泥排放量等于新凈增污泥量。用新增污泥替換原有污泥所需時間稱為泥齡0co混合液溶解氧濃度水溫:在一定范圍內,隨著溫度升高,生化反應速率加快,增值速率也快;另一方面細胞組織入蛋白質、核酸等對溫度很敏感,溫度突升并超過一定的限度時,會產生不可逆的破壞。pH值:一般好氧微生物的最適宜pH=6.5?8.05;pH<4.5時,真菌占優勢,引起污泥膨脹;另一方面,微生物的活動也會影響混合液的pH值。曝氣池和二沉池的水力停留時間二沉池的水力表面負荷、固體表面負荷和出水溢流堰負荷。優點有機物在曝氣池內的降解經歷了第一階段的吸附和第二階段的代謝的完整過程,活性污泥也經歷了對數增長、減速增長、內源呼吸的完整生長周期。對污水的處理效果好,BOD去除率達到90%以上。適合用于處理凈化程度高和穩定度要求較高的污水。缺點曝氣池首端有機污染物負荷高,好氧速度也高,為了避免由于缺氧形成厭氧狀態,進水有機物負荷不宜過高。為達到一定的去污能力,需要曝氣池容積大,占用的土地較多,基建費用高。耗氧速度沿池長是變化的,而供氧速度難于與其相吻合、適應,在池前段可能出現好氧速度高于供氧速度的現象,池后段又可能出現溶解氧過剩的現象,從而影響處理效果。對此,采用漸減供氧放式,可一定程度上解決這些問題。對進水水質、水量變化的適應性較低,運行效果易受水質、水量變化的影響。脫氮除磷效果不太理想??藙谒狗藙谒狗ǎ↘raus)也是一種廢水處理方法,是指將厭氧消化富含氨氮的上清液加到回流污泥當中一起曝氣硝化,然后再加到曝氣池,除了提供氮源外,硝酸鹽還可以作為電子受體,參與有機物降解,能夠克服高碳水化合物帶來的污泥膨脹問題。傳統克勞斯法是一種比較成熟的多單元處理技術,其本質上是催化氧化制硫的一種工藝方法??藙谒构に嚢l明伊始就成為硫回收工業的標準工藝流程,也是目前應用最為廣泛的硫回收工藝之一。改良克勞斯法目前應用的有直流法、分流法和硫循環法三種基本型式。其中前兩種應用最為廣泛。在這三種基本型式的基礎上發展起來了一系列特殊的變形型式,例如超級克勞斯工藝、低溫克勞斯工藝、克勞斯直接氧化工藝以及富氧克勞斯工藝等。直流法工藝流程直流法又稱部分燃燒法,該法中全部酸氣進入反應爐,要求嚴格配給空氣量,以使酸氣中的全部烴完全燃燒,而H2S僅有1/3氧化成SO2,使剩余2/3的H2S與氧化成的SO2在理想的配比下進行催化轉化,以獲取更高的轉化率。該類工藝流程經過三級轉化器、四級冷凝器以出去最后生成的硫,分理出液態硫后的尾氣通過捕集器,進一步捕集液態硫后進入尾氣處理裝置進一步處理后排放。各級冷凝器及捕集器中分離出來的液態硫流入硫儲罐,經成型后即為硫磺產品。分流法工藝流程該法中只有1/3的酸氣通過反應爐和余熱鍋爐,其余2/3的酸氣與余熱鍋爐的出口氣相混合后進入一級冷凝器,其余流程基本上與直流法相同。此工藝的反應爐中無大量硫生成,適合反應熱不足以使整個酸氣氣流溫度升高到令人滿意的水平的情況。其他工藝流程克勞斯硫磺回收法除了直流法和分流法外,還有許多特殊變形,這里介紹幾種常見工藝。(1) 超克勞斯工藝(SuperClaus)傳統的克勞斯工藝一般采用轉化、冷凝、分硫、過程氣再熱等步驟。常規的三級克勞斯工藝總硫回收率一般可達到96%?97%,但是具有以下局限:受到熱力學平衡的限制;過程氣流中H2O含量會增加,而H2S、SO2含量減少;在火焰中生成COS和CS2,需要水解,有時還生成硫醇,致使工藝熱負荷提高,硫產率降低;O2和H2S的比例要求嚴格控制為2:1,導致整個過程控制困難。超級克勞斯工藝結合了兩個新概念:空氣和酸氣比例控制范圍增大;采用新型選擇性氧化催化劑,使H2S直接生產硫,而不是SO2。其工藝流程有超級克勞斯-99和克勞斯-99.5兩種,前者總硫回收率在99%左右,后者總硫回收率可達99.5%。(2) 低溫克勞斯工藝該法特點是在低于硫露點的條件下進行克勞斯反應。已工業化的MCRC法和CBA(冷床吸附)法用于尾氣處理后,引起了克勞斯裝置設計概念的變化,即轉化器操作溫度可以低于硫露點以提高轉化率。(3) 克勞斯直接氧化工藝采用常規克勞斯硫磺回收工藝,當酸氣中H2S含量很低時,其燃燒不足以維持爐溫,裝置無法正常運行,這時可采用直接氧化工藝。直接氧化工藝可分為兩類:一類是將H2S選擇性催化氧化為元素硫,此類工藝在處理克勞斯尾氣中獲得了良好的應用;另一類是將H2S催化氧化為元素硫及SO2,在氧化段后繼之常規克勞斯催化段,此類工藝的典型代表是Selectox工藝。(4)富氧克勞斯工藝常規克勞斯裝置均以空氣作為H2S氧化的催化劑,由于帶入了大量的N2等惰性氣體稀釋了過程氣,降低了裝置的總硫回收率。為此,20世紀80年代開發了以富氧空氣作為H2S氧化劑的富氧克勞斯工藝,能夠提高裝置效率、擴大裝置的處理能力,且延伸了對酸氣中H2S含量的適應范圍。由于較低的富氧程度可在較少的投入下獲得較多的收益,因此目前富氧克勞斯裝置大多在較低的富氧程度下運行。優點操作靈活方便。超優克勞斯工藝采用過量空氣操作從而產生較少的SO2,因此對空氣的控制要求不是很嚴格,不要求精確控制H2S和SO2的苛刻比例,使操作靈活方便,工藝簡單可靠、彈性范圍大,操作下限可以達到15%。超優克勞斯催化劑具有良好的熱穩定性、化學穩定性和機械強度,有害物質排放少,催化劑使用壽命長達8?10年,過程氣中高濃度水含量不會影響H2S的轉化率,裝置運行平穩可靠,維修方便、非計劃性停車時間低于1%。硫黃回收率高。由于上游克勞斯采用了H2S過量操作,抑制了尾氣中SO2含量,因此裝置總硫回收率高,且運行過程連續無需周期切換,可連續操作。選擇性氧化反應是一個熱力學完全反應,因此可以達到很高的轉化率。又由于超優克勞斯反應器使用一種特殊的選擇性氧化催化劑,該催化劑對水和過量氧均不敏感,且不發生副反應。此外,在尾氣不作任何處理的情況下,總硫轉化率即可達到99%或99.5%以上水平,并達到環保排放要求,具有硫磺回收和尾氣處理的雙重作用。裝置適應性強。超優克勞斯工藝適用于酸性氣濃度范圍廣,H2S濃度可以在23%?93%之間,既可用于新建裝置,也適用于現有的克勞斯裝置技術改造,還能和富氧氧化硫回收工藝結合使用。裝置運行中過程氣連續氣相催化,中間不需要進行冷凝脫水,無“三廢”處理問題。同時催化利僅對H2S進行選擇性氧化,H2、CO等其他組分均不被氧化,不會因副反應生成COS或CS2,即使在超過化學計量的氧存在下,S02生成量也非常少。投資和操作費用少。由于沒有復雜的加氫及醇胺吸收系統,超優克勞斯工藝投資僅相當于同規模的克勞斯+尾氣處理工藝投資的70%?50%。如一個年產2萬t硫回收裝置,克勞斯尾氣處理工藝總投資一般要8000萬元人民幣以上,而超優克勞斯工藝總投資僅需5000萬人民幣左右。此外,克勞斯尾氣處理工藝需要消耗MDEA溶劑,同時溶劑需要不斷再生而消耗大量蒸汽。而超優克勞斯工藝簡單,僅需要少量加熱蒸汽,整體裝置還有富余蒸汽輸出,無需外供氫氣加氫,因此整體能耗不到克勞斯尾氣處理工藝的50%。缺點克勞斯反應是可逆反應,轉化率受反應溫度下熱力學平衡的限制;克勞斯反應過程中生成的大量水分難以從過程氣中分離,而過程氣中的HS濃度又不斷下降,這樣更限制了平衡向生成硫的方向移動;在克勞斯裝置

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