专利名称：低耗高效分体湿式脱硫系统及控制方法
技术领域：
本发明属于一种污水处理技术领域，具体是污泥消化过程中沼气脱硫的工艺系统以及控制的方法，特别是一种低耗高效分体湿式脱硫系统及控制方法。
背景技术：
目前，关于污泥消化后沼气脱硫的工艺较多，然而在这些工艺中，普遍存在药剂用量大与控制不够精细等问题。这主要是因为在传统工艺中，碱液再生系统为一体化池，即碱液氧化与气浮除硫在同一池内完成。该种方式在工艺控制中灵活性较差，如供气量不足易造成氧化不充分，碱液再生效果不佳，脱硫效率降低；供气量过大将造成硫代硫酸钠等副产物大量产生，药剂用量增加。此外，传统工艺多采用定时或人工补碱液，该方法易导致再生系统碱液PH波动，药剂用量大，影响脱硫系统的稳定性。因此特别需要提出一种降低药剂用量、增加脱硫效果稳定性的装置及方法。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提出一种低耗高效分体湿式脱硫系统及控制方法，该系统带有反应池、氧化池和气浮池等单独功能划分的脱硫再生系统；带有溶药罐及储药罐等单独功能划分的脱硫备药系统；带有在线pH监测、判断及自动控制功能的自动加药系统。能自动控制加药泵的开启时间，使反应池中PH值持续保持稳定，从而降低药剂用量、有效提高脱硫效果和稳定性。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的低耗高效分体湿式脱硫系统，设有利用碱液吸收硫化氢产生含有硫化物富液的吸收塔、碱液再生系统和补碱液系统；所述碱液再生系统设有依序连通的反应池、氧化池、气浮池和碱液池；吸收塔的底部与反应池连通；反应塔上部设有沼气排出口，底部设有沼气进口与污水处理厂厌氧消化池排气管道连通，其特征是氧化池和气浮池为分体式结构，在所述氧化池的底部设有与鼓风机连通的曝气头，该鼓风机设有在线控制变频器，鼓风机与曝气头之间的连通管路上设有在线气体流量计；所述气浮池设有带在线控制变频器的气浮机，气浮池上部设有硫泥溢出口与硫泥排出管道连通；碱液池设有出口，该出口与设置的循环泵的进口连通，循环泵的排出口通过设有在线液体流量计的管道与吸收塔的上部连通，碱液池还设有在线pH计；所述补碱液系统，设有溶解碳酸钠和催化剂的融药罐和储存碱液的储药罐，融药罐通过可控补药泵与储药罐连通，储药罐与碱液池之间设有将碱液泵入碱液池的可控加药栗，融药te和储药te均设有在线液位探头；设有控制器与所述鼓风机的在线控制变频器、在线气体流量计、气浮机的在线控制变频器、碱液池的在线PH计、循环泵的在线液体流量计、融药罐和储药罐的在线液位探头和循环泵、加药泵、补药泵的可控开关进行信号和控制连接；上述低耗高效分体湿式脱硫系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤
I)设定控制的各项控制数值设定pH设定值为PHSET、pH最大比较差值为PHMAX、比较间隔时间为T1、加药泵运行时间为T2、气浮机变频器频率设定值AFSET，气水比设定值GffRSET,融药罐液位设定值RLSET，设定气浮池固体回收率下限值SRRMIN和上限值SRRMAX，设定碱液池硫代硫酸钠浓度上限值SSOMAX和下限值SSOMIN ；上述pH设定值PHSET取值范围为7. 8 8. 8 ；pH最大比较差值PHMAX取值范围
O.3 O. 7 ;比较间隔时间为Tl取值范围20 120分钟；加药泵运行时间为T2取值范围为O 120分钟；气浮机变频器频率AFSET取值范围为25 50赫兹；气水比GWRSET取值范围分别为2 6 ;固体回收率下限值SRRMIN的取值范围为80% 90%;固体回收率上限值SRRMAX的取值范围为95% 99%;硫代硫酸钠浓度上限值SSOMAX取值范围为80 200g/L ;硫代硫酸钠浓度下限值SSOMIN取值范围为10 50g/L ;气浮机频率变化η范围为I 10赫兹；气水比变化值m为O.1 O. 5。2)在融药iil中倒入碳酸纳和/[隹化剂，加水到融药iil闻液位后充分揽祥； 3)启动整个脱硫系统；4)控制器对补药泵进行控制当融药罐的液位低于设定值RLSET，停止补药泵运行。5)经过脱硫系统运行时间达到比较间隔时间Tl，控制器采集当前pH计信号PHI ；当PHSET-PHI > PHMAX时，启动加药泵并连续运行，当到达加药泵运行时间T2时，停止加药泵运行并开始重新计算间隔时间Tl。6)每天定时检测气浮池中的固体回收率SRR，当SRR < SRRMIN时，增加气浮机频率 AFSET nHz ;当 SRR > = SRRMAX 时，减少气浮机频率 AFSET nHz ；当 SRRMIN < = SRR< SRRMAX时，保持气浮机频率不变；7)每天定时检测碱液池中的硫代硫酸钠浓度SS0，当SSO > = SSOMAX时，减少气水比 GffRSET m ;当 SRR < SS0MIN,时，增加气水比 GffRSET m ;当 SSOMIN < = SSO < SSOMAX时，保持气水比不变。根据控制器的气水比和在线液体和气体流量计信号，自动调整鼓风机变频器的频率；8)重复步骤 4)、5)、6)、7)。该装置的主要原理是首先，供气过量造成硫代硫酸钠副产物大量产生，碳酸钠及催化剂等脱硫药剂消耗量增加；供气不足造成硫代硫酸钠含量较低，脱硫效果下降，本发明通过测定碱液中的硫代硫酸钠含量，并通过变频器合理调整鼓风机的供气量达到合适的气水比，可减少药剂消耗量，降低处理成本并达到较好的脱硫效果；其次，生成的悬浊态硫单质在气浮池中以泡沫的形式溢出气浮池得以分离，过低的固体回收率造成硫泥的分离效果较差，而过高的固体回收率造成气浮机能耗增加，本发明通过测定气浮工艺的固体回收率利用变频器单独控制气浮机转速，提高气浮分离效果，降低能耗；再次，过高的PH会造成药剂消耗过大，过低的PH降低脱硫效果，因此本发明通过在线pH计和自控系统实现自动补药，控制pH在设定范围内，降低药剂消耗，提高处理效果。本发明的脱硫系统和控制方法的优点结构完善，氧化池和气浮池为分体式结构，反应池、氧化池和气浮池为单独功能划分的结构，设有曝气和碱液循环、气浮、补药、PH值、药液罐液位的自动监测和自动调节控制，与不具备氧化气浮分体式系统和自动投药控制系统的传统脱硫工艺相比该工艺可以稳定控制PH值、气浮机固体回收率和氧化池气水比在合理范围内，并可显著降低碱耗，大大提高脱硫效率和脱硫稳定性，自动化程度设，控制灵活精确，运行成本低。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例 对本发明做进一步的说明实施例1 :低耗高效分体湿式脱硫系统，设有利用碱液吸收硫化氢产生含有硫化物富液的吸收塔1、碱液再生系统和补碱液系统；所述碱液再生系统设有依序连通的反应池2、氧化池3、气浮池4和碱液池5 ;吸收塔的底部与反应池连通；反应塔上部设有沼气排出口，底部设有沼气进口与污水处理厂厌氧消化池排气管道连通，氧化池和气浮池为分体式结构，在所述氧化池的底部设有与鼓风机12连通的曝气头，该鼓风机设有在线控制变频器13，鼓风机与曝气头之间的连通管路上设有在线气体流量计31 ;所述气浮池设有带在线控制变频器42的气浮机41，气浮池上部设有硫泥溢出口与硫泥排出管道连通；碱液池设有出口，该出口与设置的循环泵6的进口连通，循环泵的排出口通过设有在线液体流量计52的管道与吸收塔的上部连通，碱液池还设有在线pH计51 ；所述补碱液系统，设有溶解碳酸钠和催化剂的融药罐9和储存碱液的储药罐8，融药罐通过可控补药泵10与储药罐连通，储药罐与碱液池之间设有将碱液泵入碱液池的可控加药泵7，融药罐和储药罐均设有在线液位探头91、81 ;设有控制器11与所述鼓风机的在线控制变频器和在线气体流量计、气浮机的在线控制变频器、碱液池的在线pH计、循环泵的在线液体流量计、融药罐和储药罐的在线液位探头、循环泵、加药泵、补药泵三泵的可控开关进行信号和控制连接。实施例2 :低耗高效分体湿式脱硫系统的控制方法，包括以下步骤I)启动控制装置，在控制器中设定pH设定值PHSET为8. 2、pH最大比较差值PHMAX为O. 5、比较间隔时间Tl为60分钟、加药泵运行时间T2为5分钟、气浮机变频器频率设定值AFSET为45赫兹，气水比设定值GWRSET为3. 5m3/m3,融药罐液位设定值RLSET为O. 3m,设定气浮池固体回收率下限值SRRMIN为90%和上限值SRRMAX为98%，设定碱液池硫代硫酸钠浓度上限值SSOMAX为100g/L和下限值SSOMIN为20g/L，设定气浮机频率变化η为I赫兹，气水比变化值m为O.1 ；2)在融药iil中倒入碳酸纳和/[隹化剂，加水到融药iil闻液位后充分揽祥；3)启动整个工艺系统；4)控制器对补药泵的控制在控制器内，当融药罐的液位低于RLSET设定值O. 3m时，停止补药泵运行；5)经过脱硫装置运行一段时间，达到Tl比较间隔时间60分钟，控制器采集当前PH计信号PHI为7. 5 ;计算PHSET-PHI > PHMAX为8. 2-7. 5 > O. 5，启动加药泵并连续运行，当到达加药泵运行时间T2为5分钟时，停止加药泵运行并开始重新计算间隔时间Tl。6)每天检测气浮池中的固体回收率SRR为93%，保持气浮机频率不变；7)每天检测碱液池中的硫代硫酸钠浓度SSO为120g/L，大于上限值SSOMAXlOOg/L，减少气水比GWRSET O.1 ；8)重复步骤4)、5)、6)、7)的过程。本实施例经6个月的试用，效果非常好，pH可以稳定的控制在8. 0-8. 4d范围内，气浮机固体回收率控制在92% 95%范围内，气水比控制在3. O 3. 8范围内。并可显著降低喊耗23%,提闻脱硫效率8%,脱硫稳定性提闻35%。
权利要求
1.一种低耗高效分体湿式脱硫系统，设有利用碱液吸收硫化氢产生含有硫化物富液的吸收塔(I)、碱液再生系统和补碱液系统；所述碱液再生系统设有依序连通的反应池(2)、氧化池(3)、气浮池(4)和碱液池(5);吸收塔的底部与反应池连通；反应塔上部设有沼气排出口，底部设有沼气进口与污水处理厂厌氧消化池排气管道连通，其特征是氧化池和气浮池为分体式结构，在所述氧化池的底部设有与鼓风机(12)连通的曝气头，该鼓风机设有在线控制变频器(13)，鼓风机与曝气头之间的连通管路上设有在线气体流量计(31);所述气浮池设有带在线控制变频器(42)的气浮机(41)，气浮池上部设有硫泥溢出口与硫泥排出管道连通；碱液池设有出口，该出口与设置的循环泵(6)的进口连通，循环泵的排出口通过设有在线液体流量计(52)的管道与吸收塔的上部连通，碱液池还设有在线pH计(51)；所述补碱液系统，设有溶解碳酸钠和催化剂的融药罐(9)和储存碱液的储药罐(8)，融药罐通过可控补药泵(10)与储药罐连通，储药罐与碱液池之间设有将碱液泵入碱液池的可控加药泵(7)，融药罐和储药罐均设有在线液位探头(91、81)；设有控制器(11)与所述鼓风机的在线控制变频器和在线气体流量计、气浮机的在线控制变频器、碱液池的在线PH计、循环泵的在线液体流量计、融药罐和储药罐的在线液位探头、循环泵、加药泵、补药泵三泵的可控开关进行信号和控制连接。
2.根据权利要求1所述的低耗高效分体湿式脱硫系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤1)设定控制器的各项控制数值设定PH设定值为PHSET、pH最大比较差值为PHMAX、比较间隔时间为Tl、加药泵运行时间为T2、气浮机变频器频率设定值AFSET，气水比设定值GffRSET,融药罐液位设定值RLSET，设定气浮池固体回收率下限值SRRMIN和上限值SRRMAX，设定碱液池硫代硫酸钠浓度上限值SSOMAX和下限值SSOMIN ；上述PH设定值PHSET取值范围为7. 8 8. 8 ；pH最大比较差值PHMAX取值范围O. 3 O. 7 ;比较间隔时间为Tl取值范围20 120分钟；加药泵运行时间为T2取值范围为O 120分钟；气浮机变频器频率AFSET取值范围为25 50赫兹；气水比GWRSET取值范围分别为2 6 ;固体回收率下限值SRRMIN的取值范围为80% 90%;固体回收率上限值SRRMAX的取值范围为95% 99%;硫代硫酸钠浓度上限值SSOMAX取值范围为80 200g/L ;硫代硫酸钠浓度下限值SSOMIN取值范围为10 50g/L ;气浮机频率变化η范围为I 10赫兹；气水比变化值m为O.1 O. 5。2)在融药中倒入碳fe纳和 隹化剂，加水到融药te闻液位后充分揽祥；3)启动整个脱硫系统；4)控制器对补药泵进行控制当融药罐的液位低于设定值RLSET，停止补药泵运行。5)经过脱硫系统运行时间达到比较间隔时间Tl，控制器采集当前pH计信号PHI;当PHSET-PHI > PHMAX时，启动加药泵并连续运行，当到达加药泵运行时间T2时，停止加药泵运行并开始重新计算间隔时间Tl。6)每天定时检测气浮池中的固体回收率SRR，当SRR< SRRMIN时，增加气浮机频率 AFSET nHz ;当 SRR > = SRRMAX 时，减少气浮机频率 AFSET nHz ；当 SRRMIN < = SRR< SRRMAX时，保持气浮机频率不变；7)每天定时检测碱液池中的硫代硫酸钠浓度SS0，当SSO>= SSOMAX时，减少气水比GffRSET m ;当 SRR < SS0MIN,时，增加气水比 GWRSET m ；当 SSOMIN <= SSO < SSOMAX 时，保持气水比不变。根据控制器的气水比和在线液体和气体流量计信号， 自动调整鼓风机变频器的频率；8)重复步骤 4)、5)、6)、7)。
全文摘要
本发明公开了一种低耗高效分体湿式脱硫系统，设有吸收塔、碱液再生系统和补碱液系统；碱液再生系统设有依序连通的反应池、氧化池、气浮池和碱液池；吸收塔的底部与反应池连通；反应塔上部设有沼气排出口，底部设有沼气进口与污水处理厂厌氧消化池排气管道连通，补碱液系统设有融药罐和储药罐；设有控制器和在线控制系统；该脱硫系统的控制方法，包括1)设定控制器的各项控制数值；2)制药液；3)启动整个脱硫系统；4)控制器对补药泵进行控制；5)对加药泵进行控制；6)每天定时检测气浮池中的固体回收率SRR；7)每天定时检测碱液池中的硫代硫酸钠浓度SSO；8)重复步骤4)、5)、6)、7)。本发明适用于污水处理中沼气的脱硫，结构完善，控制灵活精确，脱硫效率高，环保效果好。
文档编号B01D53/52GK103007712SQ201210533699
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者王佳伟, 高琼, 甘一萍, 李佟, 葛勇涛, 柏永生 申请人:北京城市排水集团有限责任公司, 北京北排水务设计研究院有限公司