生物滤池除臭装置设计方案风量1200.docx

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生物滤池除臭装置设计方案风量1200

SWL1200型生物滤池除臭装置

设计方案

编制单位：

***************有限公司

日期：

2012年2月

前言

改善已建废水设施和建造新设施，公众最关心的就是臭气可能外泄，危害周围群众的身体健康。

因此，控制臭气已经在废水收集、处理和处置设施的设计和操作中成为主要考虑事项之一，特别是关系到公众对这些设施的接受程度方面。

****************有限公司本着“以人为本”的理念，在充分调研和对城西2#泵站成功试点的基础上，决定在城区3#泵站上马一套与城西2#泵站相同的工艺方法，对废气治标治本的生物滤池除臭装置进行臭气除臭。

集中处理该泵站中污水产生的臭气，以保护运行检修人员的身体健康和避免影响周围群众的生活环境，改善附近居民的生活质量。

一、项目概况：

位于市区西咸欢河沿，地处闹市，毗邻解放路商业区，周边小区密布，设计污水规模为2.6万吨/天，与1996年正式投产运营。

主要负责收集鲁迅西路、解放南路等周边居民的生活污水及提升上游城南泵站、偏门泵站的污水。

由于泵站在投运过程中，均会产生诸如甲烷、氨气、硫化氢等恶臭气体，影响周边居民的生活及生产。

为此，需要对该泵站进行臭气除臭，以改善附近居民的生活质量。

*****市城区3#泵站的恶臭气体处理项目包括对该泵站内臭气源的加盖密闭，臭气的收集以及“生物滤池除臭装置”的设计、制造、供货、安装和调试工作。

密闭后恶臭气体通过不锈钢吸风管输送至“生物滤池除臭装置”进行处理，处理后的气体达到GB14554-93《恶臭污染物排放标准》所规定的臭气排放指标进行排放。

二、工程设计规范及标准：

1.《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996

2.《恶臭污染物排放标准》GB14554-93

3.《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002

4.《环境空气质量标准》GB3095-96

5.《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002

6.《城市区域噪声标准》GB3096-93

7.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

8.《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002

9.《恶臭的测定三点比较式臭袋法》GB/T14675-93

10.《硫化氢的测定气相色谱法》GB/T14678-93

11.《氨的测定次氯酸钠水杨酸分光光度法》GB/T14679

三、技术原理：

生物滤池除臭装置是目前研究最多、技术成熟，在实际中也最常用的一种处理恶臭气体的方法。

其处理流程是含恶臭物质的气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后，从滤床底部由下往上穿过滤床，通过滤层时恶臭物质从气相转移至水-微生物混合相（生物层），由附着生长在滤料上的微生物的代谢作用而被分解掉。

这一方法主要是利用微生物的生物化学作用，使污染物分解，转化为无害的物质。

微生物利用有机物作为其生长繁殖所需的基质，通过不同的转化途径将大分子或结构复杂的有机物经异化作用最终氧化分解为简单的水、二氧化碳等无机物，同时经同化作用并利用异化作用过程中所产生的能量，使微生物的生物体得到增长繁殖，为进一步发挥其对有机物的处理能力创造有利的条件。

污染物去除的实质是有机物作为营养物质被微生物吸收、代谢及利用。

这一过程是物理、化学、物理化学以及生物化学所组成的一个复杂过程。

可简化为如下表达式：

恶臭物质+O2微生物细胞代谢物+CO2+H2O

恶臭污染物的转化过程如下图所示：

恶臭气体成分不同，其分解产物不同，不同种类的微生物，分解代谢的产物也不一样。

对于不含氮的有机物质如苯酚、羧酸、甲醛等，其最终产物为二氧化碳和水；对于硫类恶臭成分，在好氧条件下被氧化分解为硫酸根离子和硫；对于像胺类这样的含氮恶臭物质经氨化作用放出NH3，NH3可被亚硝化细菌氧化为亚硝酸根离子，在进一步被硝化细菌氧化为硝酸根离子。

四、工艺及设备性能描述：

1.工艺流程

工艺流程控制图

工艺流程控制图如上图所示，恶臭气体从集气系统中排出后经引风管导入引风机，经引风机输送首先进入预处理系统（成套设备的一部分），经过温度调节、除尘及增湿后，进入生物滤池除臭装置内进行生物除臭，恶臭气体中的污染物与微生物接触，被微生物捕获降解、氧化，使污染物分解为无害的CO2和H2O以及硫酸、硝酸等无机物，硫酸、硝酸等进一步被硫杆菌、硝酸菌分解成无害物质。

考虑到本项目中臭气浓度大，地处闹市，毗邻解放路商业区，周边小区密布，决定在生物滤池的后段加一级颗粒活性炭吸附设施，对所排出的气体起保安作用。

见如下工艺流程图。

工艺流程图

2.滤池、微生物及其载体

Ø微生物特性

微生物是不断繁殖、不断更新换代的。

微生物的生命周期很短，因此会不断的换代，微生物的特性会随着环境而产生变异。

微生物种群中，能适应环境的优势菌繁殖快，不能适应污染物环境的弱势菌繁殖慢。

通过不断的更新换代，能适应污染物环境，降解污染物的优势菌数量增加，降解污染物的能力强。

每一天都是新生代在处理污染物，除臭效果能不断提高。

微生物是以种群形式存在，多种微生物共居在一个环境中，微生物的特性既相似又相异，不同的污染物质在自然界都可以找到降解它的微生物。

因此在一套装置里能同时处理净化多种污染物质。

微生物在环境条件变化后一部分会死亡，一部分能继续生存。

生存下来的微生物经过短时间繁殖，能发展成为优势菌。

因此，本装置能耐冲击负荷，当污染物的浓度上升后，短时间内处理效果下降，但是能很快恢复正常。

Ø滤料特性

选取的固定微生物的填料为多种特殊复合填料，其具有机械强度高，受压不变形，不受湿度变化影响，同时还具有比表面积大，空隙率高，质量轻，抗生物降解、风阻小，能耗低，能长期使用，不需要更换。

微生物在该填料表面生长繁殖快，但成膜较困难。

本公司利用先进的技术，攻克了对填料的挂膜，尤其是大批量填料成批挂膜的问题，且形成的膜较厚，附着力强。

有时因繁殖过快会使填料表面塞满，在底层的微生物得不到充足的氧气和营养物，逐渐死亡。

死亡的微生物被喷淋水冲洗脱落，脱落后的填料表面很快又能形成新的生物膜。

依靠这样的自然平衡，生物箱中能保持足够的微生物，这对于空气的净化是非常有利的。

Ø生物滤池

生物滤池是微生物降解气体污染物的场所，也是最新的除臭工艺设备。

微生物附着、固定在高效填料上，比表面积大，微生物附着面多，微生物数量多，气体通过填料层与微生物接触机会也多。

生物滤池不仅是生物除臭的场所，同时也是微生物生长繁殖的场所。

微生物生长需要事宜的温度、湿度和酸碱度条件，还要由充足的氧气和营养物质。

在该除臭装置中通过有效的控制，同时通过鼓风机吸入空气供氧，可以营造微生物生长的事宜环境。

微生物所需要的营养元素为碳、氮、磷。

废气中的有机物也含有碳、氮、磷等元素，一般情况下能满足微生物生长需要，当废气中的有机物缺少碳、氮、磷等元素时需要在适当添加所缺少的元素。

3.工艺内的辅助设备

Ø风机

风机是臭气收集和输送的核心设备

废气经由废气收集系统和通风管道收集后，通过离心风机的抽送，被直接导入生物净化成套装置处理。

风机采用台湾销售冠军的风机品牌-顶裕风机。

该风机依据美国材料预测试协会ASTMD4167及AMCA210严格规范设计,已通过ISO9001：

2000质量体系认证。

具有高性能，高效率，低震动，低噪音等优点。

风机材质为FRP，具有耐高压、优越的耐腐蚀性。

形式为离心式抽风机。

风机采用卧式安装，能长期24小时连续运行。

风机安装采用弹簧减振垫、软性接管等技术措施，避免振动传递。

为降低噪声，设备风机安装在隔音罩内。

隔音罩由消声材料制作，设置有带消音措施的冷却风进出口及排气扇。

风机适合室外（内）安装。

其绝缘等级：

F级，防护等级：

IP55。

温升：

B级。

风机转动灵活、平稳可靠，无异常噪声，满足24小时连续运转。

风机均配套供应避震弹簧垫，隔震效率≥80%。

在最大能力运转下，离心风机水平1.5m处，基座高度以上1m的噪音值低于70Db（A）.

Ø循环泵

循环泵的功能是将循环水增压喷淋到填料层表面，保持足够的流量和扬程，能24小时连续运转。

循环水泵采用耐腐蚀液下泵，具有强耐酸腐蚀，密封采用氟橡胶，无渗漏，防腐等级为IP55。

每套除臭设备配用两台循环泵，互为备用。

除臭设备不需要连续使用循环水，而是运行一段时间，停止一段时间。

这样的目的是为了更进一步提高对恶臭物质的去除效果，同时节约能耗。

水泵绝缘等级：

F级

五、臭气的密闭

为了对臭气处理点水中散发出的恶臭气体进行收集处理，需要对臭气源各个漏空部分进行密闭。

根据3#泵站的改造方案图可以看出，在本项目中需要对臭气源进行密闭的点为检修泵所用的两个检修孔，密闭的方式采用搭建阳光板的形式。

在检修孔的边沿搭设框架，框架的主梁采用碳钢热镀锌后涂环氧沥青面漆制作，框架次梁采用型钢制作，热镀锌后涂环氧沥青面漆防腐。

框架顶部盖板采用6mm厚的阳光板进行臭气密闭。

检修孔的框架和面板连接均采用活络式，当泵房内的泵发生重大故障需要吊卸维修时，可将泵房顶部盖板拆开，使维护和修理工作不受影响。

检修孔加盖的尺寸为：

长x宽=5.55x1.8m，及长x宽=5.55x1.5m，平面形状为长方形，加盖面积约20m2。

具体形式参见附件《泵站密封示意图》。

六、除臭装置的设计计算

1.系统设置范围

组合式生物除臭系统主要是由集气、输送、净化和排放四大部分组成。

一套完整的生物除臭系统配置有：

Ø气体收集系统包括臭气空间密闭、防腐风机、系统管路、支架、调节阀门等；

Ø布气系统包括管道，管配件及安装附件；

Ø除臭滤池；

Ø生物填料；

Ø监控仪表及控制系统等；

2.风量及风压计算

在除臭工程设计中，根据《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）等标准以及不同场所恶臭污染物的浓度，吸气量的大小根据室内是否进人，按照2～8次/h换气量计算；不进人或一般不进人的地方，换气量按照2～4次/h确定，对于有人进入、但工作时间不长的空间，换气量按照3～6次/h确定，有人长时间工作的空间，换气量按照为5～8次/h确定。

由于泵站内部均为不进人或一般不进人的地方，换气量选择2次/小时的换气次数。

则除臭风量计算如下：

序号

位置

平面面积（m2）

除臭空间

（m3）

换气次数

（次/h）

风量

（m3/h）

备注

1

泵房

110

600

2

1200

风机压力为收集管网的阻力、生物滤池阻力以及尾气排放管的压力损失之和。

收集管网的压损P1=200Pa，生物滤池的压损P2=1000Pa，尾气排放管的压损P3=200Pa；总的压损P=∑Pi=1400Pa，考虑10%的安全余量风机风压P=1540Pa，向上圆整为1500Pa。

3.滤池工艺计算

风量：

根据风量Q=1200m3/h

表面负荷率选用300m3/m2.h

生物活性介质装填高度h=1.8m

生物滤池表面积S=1200/300=4m2

生物活性介质的需要量：

V=1.8*S=1.8x4=7.2m3

空床停留时间的核算：

t=V/Q=7.2/1200*3600=22s＞20s（可用）

处理方式：

生物滤池除臭装置

外形尺寸计算：

根据表面积S=4m2,选取滤池宽度=2500mm,则：

生物滤池的长度L1=S/B=4/2.5=1.6m=1600mm

生物滤池高度的计算：

滤池底部排水区的高度h1=200mm

滤池底部布气区的高度h2=100mm

滤池生物活性介质区的高度h3=1800mm

滤池顶部布水区的高度h4=600mm

滤池顶部尾气收集区的高度h5=300mm

生物滤池总的高度H=h1+h2+h3+h4+h5=3000mm

生物滤池外形尺寸LxBxH=2500x1600x3000mm

数量：

1台

4.风机的选择