某污水处理厂生物除臭系统技术方案.doc
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唐山某污水处理厂
生物除臭系统
技
术
方
案
北京金禹恒业环境科技有限公司
2016年5月16日
目录
一、项目概况 4
1.1现场情况及异味处理的必要性 4
二、恶臭气体的处理量计算及浓度分析 5
2.1恶臭气体的处理量计算 5
2.2恶臭气体成分及浓度分析 5
三、设计依据及排放标准 5
3.1设计依据及参考标准 5
3.2设计气体排放标准 6
四、设计说明 8
4.1说明 8
4.2技术说明 8
4.3设计原则 9
5.除臭工艺比选 10
5.1现有除臭工艺 10
5.2本项目工艺选择分析 13
5.3工艺方案确定 13
5.3.2收集系统改造优化方案 13
六、生物除臭系统工艺设计 14
6.1本除臭系统工程内容 14
6.2生物过滤主体工艺介绍 14
6.2.1生物过滤法工作原理 14
6.2.2生物过滤工艺流程 15
6.2.3加湿循环系统 16
6.2.4生物除臭装置主体 16
6.2.5生物滤料 17
6.2.6滤料支撑系统 17
6.2.7生物除臭工艺特点 20
6.2.8设备运行、控制 21
6.2.9保温系统 21
6.3系统主要仪表 21
6.3.1投入式液位传感器 22
6.3.2PH仪 23
6.3.3温度传感器 23
七、封闭方案 24
7.1碳钢或不锈钢骨架（内侧）＋阳光板（外侧） 24
7.1.1适用范围 24
7.1.2材质介绍 24
7.1.3工程案例 25
7.2玻璃钢弧形盖板 26
7.2.1适用范围 26
7.2.2材质介绍 26
7.2.3工程案例 26
7.3普通碳钢（反吊）＋膜（氟碳纤膜） 28
7.5.2工程实例 33
八、封闭工艺的合理性和先进性 34
九、除臭系统清单及运行费用估算 35
9.2运行费用估算 36
十、售后服务承诺 37
10.1售后服务内容 37
一、项目概况
1.1现场情况及异味处理的必要性
由于空气质量对社会生产和社会生活的诸多领域产生着重要的影响，大气环境的质量与保护已越来越受到人们的关注与重视。
异味气体污染已成为大气环境污染的重大问题之一。
异味物质种类繁多，来源广泛，对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等还能使人体产生畸变、癌变。
因此，异味气体的治理已经引起了高度重视。
异味技术与系统的开发运用及工程项目的实施能有效地遏止污染扩大与蔓延的趋势，改善空气的质量，具有巨大的社会意义。
本项目设计一座生物除臭。
主要处理1、粗格栅间2、细格栅间3、厌氧池、4、旋流沉砂池5、提升泵房6、储泥池7、污泥脱水间。
最终使污水处理过程中产生的臭气统一进行处理后排放，减少异味气体的排放量，增加环境效益。
综上所述及结合我司技术人员的现场考察，我司认为增加异味处理设施后，会有效减少气体污染物排放量，减少环境污染，增加企业环境及社会效益。
恶臭收集处理系统示意图如下：
表3-24主要恶臭污染物排放源强表
污染源
污染物
排放方式
风量（m3/h）
产生量
（kg/h）
处理效率
排放量
排放标准（kg/h）
（kg/h）
（t/a）
前处理区、A2/O池、二沉池
NH3
有组织（15m高排气筒）
3297
0.1254
98%
0.0023
0.020
0.33
H2S
0.0131
0.0002
0.0018
4.9
污泥处理区
NH3
有组织（15m高排气筒）
4616
0.0946
98%
0.0017
0.015
0.33
H2S
0.0099
0.0002
0.0018
4.9
前处理区、A2/O池、二沉池：
NH3无组织排放量为0.0125kg/h，H2S无组织排放量为0.0013kg/h
污泥处理区：
NH3无组织排放量为0.0095kg/h，H2S无组织排放量为0.00099kg/h
2.1恶臭气体的处理量计算
表1、恶臭气体处理量计算
序号
构筑物
体积（m3）
数量
换风次数
风量m³/h
构筑物尺寸
备注
1
细格栅间
200
1
5
1000
不锈钢阳光板封闭
2
旋流沉砂池
10
2
5
100
水面0.8米水泥
3
粗格栅提升井
300
1
5
1500
不锈钢阳光板封闭
4
污泥脱水间
800
1
5
4000
不锈钢阳光板封闭
5
厌氧池
200
1
5
1000
水面0.6米
6
合计
7600
7
设计取值
10000
2.2恶臭气体成分及浓度分析
根据资料可得，该项目的臭气的主要成份为H2S和NH3，此外污水站的散发的臭气还有少量的有机气体如甲硫醇、甲胺、甲基硫等。
三、设计依据及排放标准
3.1设计依据及参考标准
l管路输送设计规范
GBJ19-87/（2001版）《采暖通风与空气调节设计规范》
l除臭系统设计参考标准
GB14554－93《恶臭污染物排放标准》
GB3095《大气环境质量标准》
GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》
GB16297－1996《大气污染物综合排放标准》
GBZ2-2002《工作场所有害因素职业接触限值》
GB／T14675《空气质量恶臭的测定、三点比较式臭袋法》
GB／T14678《空气质量硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫的测定气相色谱法》
GB12348《工厂企业厂界噪声标准》
TJ36－79《工业企业设计卫生标准》
l检测控制系统参考规范
IEC439《低压开关设备和控制设备组件》
IEC113《电工技术图表》
IEC529《外壳防护等级》
IEC158《低压接触器》
IEC269《低压熔断器》
l安全防爆参考规范
《爆炸危险环境场所安全规定》
GBJ16-87《建筑安全设计规范》
l构筑物物封闭加盖设计参考标准
GB50009-2001《建筑结构荷载规范》
GB50017-2003《钢结构设计规范》
GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50011-2001《建筑抗震设计规范》
GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》
3.2设计气体排放标准
1.满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93中厂界（防护带边缘）废气排放二级标准。
详见下表：
表2、恶臭污染物厂界标准值
序号
控制项目
厂界二级标准
单位
新扩改建
现有
1
氨
mg/m3
1.5
2
2
三甲胺
mg/m3
0.08
0.15
3
硫化氢
mg/m3
0.06
0.1
4
甲硫醇
mg/m3
0.007
0.01
5
甲硫醚
mg/m3
0.07
0.15
6
二甲二硫
mg/m3
0.06
0.13
7
二硫化碳
mg/m3
3
5
8
苯乙烯
mg/m3
5
7
9
臭气浓度
无量纲
20
30
2.满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93中厂界（防护带边缘）废气排放二级标准。
详见下表：
表3、恶臭污染物有组织排放标准值
序号
控制项目
15米高空排放标准
处理气量8000m³/h
处理气量28000m³/h
单位
标准
单位
标准
单位
标准
1
氨
Kg/h
4.9
mg/m3
653
mg/m3
175
2
三甲胺
Kg/h
0.54
mg/m3
72
mg/m3
19.36
3
硫化氢
Kg/h
0.33
mg/m3
44
mg/m3
11.8
4
甲硫醇
Kg/h
0.04
mg/m3
5.3
mg/m3
1.43
5
甲硫醚
Kg/h
0.33
mg/m3
44
mg/m3
11.8
6
二甲二硫
Kg/h
0.43
mg/m3
57.3
mg/m3
15.4
7
二硫化碳
Kg/h
1.5
mg/m3
200
mg/m3
53.6
8
苯乙烯
Kg/h
6.5
mg/m3
866.7
mg/m3
232.1
9
臭气浓度
Kg/h
2000
无量纲
无量纲
四、设计说明
4.1说明
本设计方案包括除臭工艺及设备的设计和技术参数、电气及自控系统设计、安全及环保措施、运行效果说明、设备明细表、运行成本分析、相关设计图等内容。
4.2技术说明
1）、我司充分考虑工程建设所需各种材料（如设备池体）和设备工艺的适用性，要求耐腐、美观、密闭；
2）所提供的系统设备为国内外先进、成熟、环保、节能的产品，确保运行的安全可靠。
3）所有齿轮和轴承都具备100,000小时的设计寿命，电机标定的负荷是工作负荷的120％。
4）所有类似设备和功能单元从整体上和其组件及机组上具备完全的互换性。
5）除非标设备外，设计时基本采用目前通用的设备，以便以后设备的维护维修。
6）提供的所有设备都经过工厂检测；都带有产品合格证、检测记录和检测报告。
7）所有设备和部件在运输或其它组装过程都采取适当的保护和防腐措施避免造成损坏和生锈。
8）管道的连接法兰都符合国家相关标准，并采用与设计图纸相适应的压力等级；与外部空气连通的管道都组装适宜的排气口。
9）封闭覆盖设施的组装符合相关标准与要求，满足环境条件和工作条件的需求；
10）所有设备的包装符合国家相关标准，使其到达目的地后完整无缺。
11）每台设备都在明显位置固定有铭牌和标牌，包括制造厂的名称、设备编号，以及各种工作特性、各种定额值、制造日期等都标明在上面。
材质铝板，对于旋转部件也有旋向标牌，对有危险性的部件标有警告标牌，其上带有危险字样等。
12）所有旋转体、齿轮、链轮、飞轮、皮带（链条）传动都设置防护装置（包括防爆保护）。
13）所有金属表面都进行防腐喷涂处理；在给定的环境及工作条件下满足至少8年以上的运行和使用要求。
同时进行喷砂清理，等级为Sa21/2；主要部件的防锈底漆、中间漆及面漆各层漆膜的厚度及总干膜厚度≥350um。
14）为了防潮、雨淋等，所有与湿气接触的接头、紧固件、垫片等均采用非金属材料。
15）提供各种设备应用的润滑油、脂的牌号及规格目录、定期加油时间等。
16）所有设备，连接和接线都从降低火灾危险性和避免产生火灾事故危险的角度设计和布置。
且所有的元器件满足消防部门的防火要求。
17）提供保证臭气治理系统设备3年正常运行的附件、备品备件及工具，并且都是新的、从未使用过。
18）法兰、密封垫、管接头、螺栓和螺母、电缆接头、接线箱等所有附件均在我方的供货范围内。
且都按国家相关标准制造，所有附件的材料、密封垫片的厚度都能确保其密封性、耐用性、耐腐蚀和抗老化。
密封垫无多余边外露。
19）除非另有规定，所有设备设有由高强度铸铁或结构钢制成的基座，基座置于混凝土或钢基础上。
20）我公司所提供设备及设备安装按招标文件规格书规定的标准和规范进行设计和制造。
4.3设计原则
①严格执行国家有关环境保护的各项措施，确保各项废气指标达到国家和地方排放标准；
②采用成熟、安全、可靠的工艺和先进的设备，确保处理装置运行稳定、可靠；
③尽量减少用地，不影响原有设施布局，业主方不需要增加新的大型基础设施。
④整个工艺设施布局合理，流程简单，占地面积小；充分考虑方案的经济性，节省投资和运行费用。
⑤操作管理方便，管理人员技术要求简单，尽量控制工程成本，达到以最少的投资实现最大的环境效益；
5.除臭工艺比选
5.1现有除臭工艺
现行的除臭工艺分为化学吸收法、物理吸附法、离子法、生物法和活性氧法。
a.化学吸收法
化学吸收是指在吸收过程中发生化学反应，使有害气态组分变成液态或使无害的气体。
现使用最为成熟和广泛的工业设备是填料塔，特别是逆流填料塔。
填料塔是一种筒体内装有环形、波纹形、空心球形等形状的填料，吸收剂自塔顶向下喷淋于填料上，气体沿填料间隙上升，通过气液接触使有害物质被吸收的净化设备。
优点：
通过选用不同的溶液和溶剂，可吸收不同的有害气体，应用范围广。
对于废气流量大、成分比较简单的气体效果明显。
缺点：
吸收液排放会造成二次污染，需要进行处理。
设备运行需定期投药剂，运行费用高。
b.物理吸附法
在处理有机废气的方法中，吸附法应用极为广泛。
由于固定表面上存在着分子引力或化学键力，能吸附分子并使其浓集在固定表面上的现象叫吸附。
其中固定物质为吸附剂，被吸附的物质为吸附质。
常用的吸附剂有：
活性炭、沸石分子筛、活性氧化铝等。
优点：
可吸收不同的有害气体，应用范围最广。
对于废气成分比较复杂的气体效果明显，恶臭分子去除率高，净化彻底，能耗低，工艺成熟。
缺点：
设备庞大，流程复杂。
由于设备运行时吸附剂会饱和，需定期更换吸附剂，运行费用高。
当废气中有胶粒物质或其它杂质时，吸附剂容易失效。
c.植物提取液喷淋除臭技术
利用植物提取液中含有反应活性很高的功能团，如生物碱，萜类化合物，具有香味，经过提取、复配，雾化形成气态分布在废气中，在气态分子表面，形成极大的表面能，该表面能可吸附废气中的臭气分子，并与臭气分子发生分解、聚合、取代、置换、加成和氧化反应等作用，促使臭气分子改变原有分子结构，使之脱臭。
反应的最终产物为无害无臭的分子，如氮气、水等。
优点：
占地面积小，无二次污染，建设费用小。
缺点：
需连续喷淋，植物提取液需定期添加，运行费用高。
d.生物过滤技术
有机废气生物净化是利用微生物以废气中的有机组分作为其生命活动的能源或其它养分，经代谢降解，转化为简单的无机物（CO2，水等）及细胞组成物质。
废气中的有机物质首先要经历由气相转移到液相（或固体表面液膜）中的传质过程，然后在液相（或固体表面生物层）被微生物吸附降解。
由于气液相间有机物浓度梯度、有机物水溶性以及微生物的吸附作用，有机物从废气中转移到液相（或固体表面液膜）中，进而被微生物捕获、吸收。
在此条件下，微生物对有机物进行氧化分解和同化合成，产生的代谢产物一部分溶入液相，一部分作为细胞物质或细胞代谢能源，还有一部分（如CO2）则析出到空气中。
废气中的有机物通过上述过程不断减少，从而得到净化。
生物法治理技术包括：
土壤法、生物滤床等，其中以生物滤床最为成熟，应用最广。
优点：
设备少、操作简单、不需外加营养物，有效去除低浓度硫化氢、氨、VOCS等污染物，除臭效果好，无二次污染，运行费用低。
缺点：
反应条件控制较难，占地面积大，基质浓度高时，因生物量增长快而易堵塞滤料，影响传质效果。
对于基质浓度低的污水处理厂的臭气处理则没有传质效率低的问题。
e.活性氧法
活性氧废气净化设备应用活性氧技术，利用高频高压静电的特殊脉冲放电方式（活性氧发射装置每秒钟发射上千亿个高能离子），产生高密度的高能活性氧（介于氧分子和臭氧之间的一种过渡态氧），迅速与污染物分子碰撞，激活有机分子，并直接将其破坏；或者高能活性氧激活空气中的氧分子产生二次活性氧，与有机分子发生一系列链式反应，并利用自身反应产生的能量维系氧化反应，进一步氧化有机物质，生成二氧化碳和水以及其它小分子，而且可以在极短的时间内达到很高的处理效率。
由于上述过程是在常温下进行的，因此也称为“低温燃烧”过程，包括了许多种技术和作用，如过氧化氢、·OOH的催化作用和紫外线作用，这是一个极端复杂的物理过程，产生O2、O2-、O2+、·OH、·HO2、·O、O等氧簇聚集体，由于具有极强的氧化能力，因此我们称其为“活性氧”。
根据实验结果，并结合国外采用氧化法处理恶臭的资料，基本确定该设备处理各种恶臭组分的机理和主要产物。
恶臭污染物中主要含有的气相污染物有H2S、NH3、CH3SH、VOCs（挥发性有机化合物）等。
活性氧去除上述污染物的主要途径有两条：
一是在高能电子的瞬时高能量作用下，打开某些有害气体分子的化学键，使其直接分解成单质原子或无害分子；二是在大量高能电子、离子、激发态粒子和氧自由基、氢氧自由基（自由基因带有不成对电子而具有很强的活性）等作用下的氧化分解成无害产物。
其反应机理为：
H2S+O2、O2-、O2+→SO3+H2O
NH3+O2、O2-、O2+→NOx+H2O
VOCs+O2、O2-、O2+→SO3+CO2+H2O
优点：
占地面积小，无二次污染，运行费用低。
缺点：
去除率低，适用于小气量的场所。
各种废气工艺的简单比较见下表所示：
表3、各种废气治理工艺比较表
治理方法
去除效果
使用范围
一次投资
运行成本
化学吸收
硫化氢、氨等无机气体效果好，对VOCS气体效果差
化学稳定性差浓度高的气体
中等
较高
物理吸附
对硫化氢、氨等无机气体效果好，对VOCS气体效果好
使用广泛
较低
很高
活性氧法
对硫化氢、氨等无机气体效果差，对VOCS气体较好
针对小气量的气体
较低
较低
提取液喷淋
对硫化氢、氨等无机气体较低，对VOCS气体较
针对进人场所
较低
高
生物法
对硫化氢、氨效果好，对VOCS气体效果好
溶解度较高气体
较低
较低
5.2本项目工艺选择分析
由前述分析可得，本项目处理气量不大，且臭气浓度经换风后浓度适中。
活性氧法和生物法比较合适，植物提取液喷淋法处理效果一般，运行费用很高，因此排除植物提取液喷淋法。
化学吸收法可针对中、高浓度的气体进行处理，净化效率高，但投资和运行成本高，控制条件苛刻，且会产生二次污染，吸收后的化学废液处理成为问题，因此也是不适合的。
物理吸附法能解决以上气体的治理，因本项目气体量较大，如采用物理吸附法则运行费用较高，不经济。
生物法适于大气量低浓度的气体处理，投资和运行成本低，产生二次污染很少，因此适合作为主体的除臭工艺。
针对高浓度的臭气，可以考虑用组合工艺来保证达标排放。
综上所述，可知采用将生物过滤法作为核心的处理工艺是可行的，由于生物法具有运行成本低的优势（主要是风机和水泵的电费），所以从经济上考虑选择生物法作为本次工程的臭气治理的核心工艺是十分合适的。
该工艺优点：
n一次性投资少，运行成本低；
n净化效率高；
n无二次污染；
n维护管理方便，维护费用低。
5.3工艺方案确定
生物除臭系统
除臭工艺为生物过滤，设计处理气量为10000m³/h，设备型号为JY-SW-10000。
5.4收集系统改造优化方案
我方负责改造和优化从各个臭气源到除臭设备的气体收集管路的改造、优化和新建工作。
六、生物除臭系统工艺设计
6.1本除臭系统工程内容
本项目除臭装置系统成套供货，包括除臭设备、风机、水泵，仪表与控制设备正常运行一年的备品备件、专有工具和满足设备安装的紧固件，如预埋地脚螺栓、螺母、垫圈等。
所有供货设备均包括设备的安装、调试、试运行及一年的质保服务。
具体供货范围如下：
（1）离心风机（含风机、电动机、隔振垫、进出口补偿器等）
（2）预洗部分（包括水泵、喷淋系统）
（3）生物过滤部分（包括水泵、加湿系统）
（4）化学洗涤部分（包括水泵、加药泵和喷淋系统）
（5）生物填料
（6）风机至滤池的风管
（7）就地PLC全自动电控箱
（8）电控箱至设备的电缆
（9）相关的仪器仪表
（10）排气筒及伴热带
（11）所有联接、固定附件、螺栓、螺母
6.2生物过滤主体工艺介绍
6.2.1生物过滤法工作原理
生物过滤工艺采用了液体吸收和生物处理的组合作用。
臭气首先被液体（吸收剂）有选择地吸收形成混合污水，再通过微生物的作用将其中的污染物降解。
具体过程是：
先将人工筛选的特种微生物菌群固定于填料上，当污染气体经过填料表面初期，可从污染气体中获得营养源的那些微生物菌群，在适宜的温度、湿度、pH值等条件下，将会得到快速生长、繁殖，并在填料表面形成生物膜，当臭气通过其间，有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解，得到净化再生的水被重复使用。
污染物去除的实质是以臭气作为营养物质被微生物吸收、代谢及利用。
这一过程是微生物的相互协调的过程，比较复杂，它由物理、化学、物理化学以及生物化学反应所组成。
生物除臭可以表达为：
污染物+O2→细胞代谢物+CO2+H2O
污染物的转化机理可用下图表示：
微生物除臭过程分为三步：
（1）臭气同水接触并溶解到水中；
（2）水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收，恶臭成分从水中转移至微生物体内；
（3）进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解、利用，从而使污染物得以去除。
微生物除臭是利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，对臭气进行处理的一种工艺。
主要过程如下：
通过收集管道，抽风机将臭气收集到生物滤池除臭装置，臭气经过加湿器进行加湿后，进入生物滤池池体，后经过填料微生物的吸附、吸收和降解，将臭气成分去除。
6.2.2生物过滤工艺流程
整个生物过滤除臭系统主要由管道输送系统、生物滤池、排放系统和辅助整个除臭系统的控制系统组成，流程如下:
排放
离心风机
集气管
生物降解段
生物除臭生物降解系统
水箱
喷淋水泵
生物除臭预洗喷淋系统
预洗段
水箱
循环水泵
6.2.3加湿循环系统
预洗池由进气分配室、洗涤池体、鲍尔环填料、喷淋系统、循环水池、尾气收集室、循环水泵等部分组成。
抽吸过来的臭气先进入分配室，经配气后进入洗涤池体，臭气从池底送入，经气体分布器分布后，在填料表面与喷淋液在逆流连续、充分接触条件下进行传质，池内填料层作为气液两相间接触的传质介质，底部装有填料支承板，填料以无序方式堆置在支承板上。
喷淋液从池顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。
臭气先进行水洗喷淋，去除臭气中的粉尘、NH3以及少量H2S、CH3SH等气体，氨气溶于水形成碱性溶液，循环喷淋可去除臭气中的H2S，同时吸收少量有机臭气污染物。
喷淋洗涤池上设置了监视窗和检修人孔以便于人员进行监视洗涤塔的工作状况是否正常以及及时更换老化的填料。
为了避免尾气排放夹带液滴，在净化装置顶部设置气水分离器。
池内喷淋液循环使用，在使用过程中会有部分损失和消耗，需要定期更换喷淋液。
喷淋池也可根据实际工况灵活添加或更换化学吸收剂，但是一定要注意化学废水带来二次污染。
6.2.4生物除臭装置主体
生物除臭装置主为密闭式的生物滤池，采取点源排放形式，池体材质为玻璃钢。
设备内部的滤料承托层采用尺寸适宜的玻璃钢格栅板，池体上部设有检修口DN500mm、排气口，侧面设有观察口、进气口等。
6.2.5生物滤料
生物除臭的最主要部分是滤料，一种好的载体材料必须满足：
容许生长的微生物的种类丰富；为微生物提供较大的栖息生长比表面积；营养成分合理（N、P、K和微
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