VOCs废气生物技术方案

东莞永明皮革有限公司合成革有机废气处理工程设计方案（生物法处理工艺）东莞市永明环保科技有限公司二零一五年零九月合成革涂布干法生产线有机废气处理工程设计方案东莞市永明环保科技有限公司第1页2015年09月目录第一章有机废气处理工程工艺设计概况....................错误!未定义书签。一、工程概况.....................................错误!未定义书签。二、设计依据及标准...............................错误!未定义书签。三、设计范围....................................错误!未定义书签。四、设计条件.....................................错误!未定义书签。五、工艺比选.....................................错误!未定义书签。六.生物法系统简介...............................错误!未定义书签。6.1生物处理原理.................................错误!未定义书签。6.2生物法处理三个阶段...........................错误!未定义书签。6.3生物处理工艺.................................错误!未定义书签。6.4生物处理适应范围.............................错误!未定义书签。6.5生物处理特点.................................错误!未定义书签。6.5生物滴滤处理技术简介.........................错误!未定义书签。七、工艺流程.....................................错误!未定义书签。八、工艺说明.....................................错误!未定义书签。九、主要设备技术性能.............................错误!未定义书签。第二章电气自动控制系统..............................................错误!未定义书签。第三章总平面布置及其他公用工程..............................错误!未定义书签。第四章环境保护与安全..................................................错误!未定义书签。第五章节约能源..............................................................错误!未定义书签。第六章工程设备材料列表............................................错误!未定义书签。第七章施工进度表........................................................错误!未定义书签。第八章售后服务及质量保证........................................错误!未定义书签。合成革涂布干法生产线有机废气处理工程设计方案东莞市永明环保科技有限公司第2页2015年09月第一章有机废气处理工程工艺设计概况一、工程概况东莞永明皮革有限公司主要生产及销售优质PU人工皮革，贵司在合生革干法生产过程中，由于使用一定量可挥发性有机溶剂（如DMF、丁酮、醋酸乙酯），特别是在表面处理过程中，涂有一定量的有机溶剂制品在密闭烘箱中经60~120℃高温处理时，会产生含DMF挥发性有机废气，一般涂布干法生产中约由70%DMF溶剂和约30%其它溶剂（如丁酮、醋酸乙酯）组成，这些溶剂在烘箱中约有85%以上挥发，若直接排放，将影响职工及附近居民的身体健康并污染大气环境。贵司对各工序产生的废气高度重视：合成革生产线、印刷线及配料车间产生的有机废气已经配套安装了活性炭吸附装置（打样线废气直排），由于活性炭吸附装置填料更换频率高、劳动强度大、有机成分在填料表面浓缩富集后存在安全隐患、填料固废处置的二次污染及活性炭吸附高浓度污染物无法保障长期稳定满足当前日益严格环保法规等原因，贵司决定对此类废气处理工艺升级改造。为此贵公司委托东莞市永明环保科技有限公司提供一套改造设计方案，供贵司参考。二、设计依据及标准1、《中华人民共和国环境保护法》；2、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)新污染源二级排放标准；3、《广东省大气污染物排放标准》(DB44/27-2001)第二时段之二级排放标准；4、广东省《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44/815-2010)第二时段排放标准；5、国家及地区颁发的其它有关设计规范；6、厂方提供的有关设计的原始数据。三、设计范围1、有机废气处理工艺设计；2、有机废气处理系统平面布置设计；合成革涂布干法生产线有机废气处理工程设计方案东莞市永明环保科技有限公司第3页2015年09月3、有机废气处理系统设备选型；4、有机废气处理系统工程投资概算；四、设计条件4.1废气量(依据《环评报告书》中所提供资料、现场设备参数及我司计算参数校对)①合成革车间2条生产线TCM01#合生革干法生产线含DMF废气量为32000m3/h，现经吸附塔高空排放。TCM02#合生革干法生产线含DMF废气量为32000m3/h，现经吸附塔高空排放。②打样线含DMF废气量为20000m3/h，现无配套处理装置，高空排放。③印刷线含VOCs废气量为18000m3/h，现经吸附塔后高空排放。④配料车间含VOCs废气量为33000m3/h，现经1套吸附塔高空排放。4.2污染物参数及标准（单位：mg/m3）序号主要污染物生产工段DMF醋酸乙酯丁酮VOCs1合成革干法线污染源排放浓度（厂方无提供，经验参数）≤1500≤300≤300≤23002打样线≤1500≤300≤300≤23003干法线及打样线经洗涤塔预处理≤120≤260≤260≤8004印刷线≤180≤100≤100≤6005配料车间≤160≤120≤120≤5006《印刷行业第二时段排放标准》---≤120注：DMF、醋酸乙酯、丁酮等污染因子无单独控制指标，但都归类为VOCs控制指标。合成革涂布干法生产线有机废气处理工程设计方案东莞市永明环保科技有限公司第4页2015年09月五、工艺比选国内外当前处理此类有机废气的主要方法有吸附法、生物法、化学洗涤法、离子法、催化燃烧法、植物溶液吸附法等。①物理吸附法：采用活性炭、沸石等多孔介质吸附恶臭物质，以活性炭应用最为广泛。该方法工艺较为简单，一次性投入少，但介质使用寿命短(一旦饱和需再生，甚至更换)，处理效率不稳定，对高浓度废气处理效率较低。②化学洗涤法：利用化学药液与有机分子发生化学反应，生成无害物质，以达到消除污染物目的。该方法见效快，但运行费用高及受污染源性质约束，且存在二次污染。③植物溶液去除法：利用天然植物除味液吸附空气中的有害分子，并与有害分子发生聚合、分解等化学反应，使之消除。该方法设备安装简便，建设周期短，投资低，但效率低，且天然植物吸附液属于消耗产品，后续运行费用高。④离子法：利用高频高压静电特殊脉冲放电产生高密度高能活性离子，高能活性离子与废气接触，打开废气分子化学键，分解成二氧化碳和水，从而使气体达到净化的目的。该方法处理设备体积相对较小，自重轻，适用于布置紧凑、场地狭小等场合，但设备受污染源成分影响严重，运行不稳定，运行维护成本较高。⑤催化燃烧法：一种通过热氧化消除有机物废气污染物的方法，有机废气在温度300～450℃和滞留时间0.3～0.5s的条件下被催化燃烧，分解为CO2和H2O，适用于浓度较高的有机废气，但一次性投资高，还受污染物爆炸极限约束，存在一定程度的安全隐患。⑥生物法：是利用附着在反应器内填料上的微生物，在微生物新陈代谢过程中将废气中的污染物降解为简单的无机物和微生物细胞质。该技术去除污染物效率高、处理彻底、操作简便、无二次污染、运行费用低，被称为是“当今世界上有机废气绿色处理技术”。综合上述各种废气处理工艺特点及结合本项目实际情况，本方案选择生物法处理该类废气。合成革涂布干法生产线有机废气处理工程设计方案东莞市永明环保科技有限公司第5页2015年09月六.生物法系统简介6.1生物处理原理生物法净化技术是将自然界的有机生物降解过程应用于工业废气的处理，特别是用于有机废气（臭气）的净化处理，是近几年才发展起来的一种运行费用低、行之有效的方法。生物处理法就是将微生物固定附着在多孔性介质填料表面，并使污染空气在填料床层中进行生物处理，挥发性有机物等污染物吸附在孔隙表面，被孔隙中的微生物所耗用，利用微生物的新陈代谢生命活性将废气中的有害物质转变为简单的无机物及细胞质并降解成CO2、H2O和中性盐。生物法处理有机废气的理论基础是荷兰科学家Ottengraf根据传统的气体吸收双膜理论而提出的生物处理理论。污染物+O2→细胞物质+CO2+H2O6.2生物法处理三个阶段气液扩散阶段：废气中的化学物质首先通过填料气/夜接口由气相转移到液相；液固扩散阶段：废气中的异味化学物由液相扩散到生物填料的生物膜；生物氧化阶段：生物填料表面形成的生物膜中的微生物把异味气体分子氧化，同时生物膜会引起氮或磷等营养物质及氧气的扩散和吸收。生物法净化技术通过上述三个阶段把废气中的污染物质转化为二氧化碳、水、无机盐、矿物质等，从而达到废气净化的目的。合成革涂布干法生产线有机废气处理工程设计方案东莞市永明环保科技有限公司第6页2015年09月微生物作用原理示意如下：6.3生物处理工艺废气由风管引出后进入洗涤塔，对气体进行预处理及增湿，然后进入生物处理塔，气体中的有害成分在微生物作用下被分解，气体得到净化，净化后的气体符合环保排放法规后，达标排放。生物处理塔中的液相资源-水-由循环泵供给，气液逆流接触，提供微生物生长需要的养份，该循环液最后回流至储水池循环使用。为维持微生物生长需要，定期向储水池加营养液，该营养液由加药泵供给。6.4生物处理适应范围本工艺与设备适用于垃圾中转站、污水处理厂、香料、化工橡胶、塑料、烟草加工、合成革、养殖场等行业产生异味废气的净化处理。可处理的污染物包括苯类、芳香烃、酰胺、醇、醛、酮、酚、酯、四氢呋喃、硫醇等有机废气。此外，还可以用于处理氨、H2S和NOX等无机气体。生物膜法适合治理浓度一般是≤1000mg/m3。合成革涂布干法生产线有机废气处理工程设计方案东莞市永明环保科技有限公司第7页2015年09月6.5生物处理特点①生物净化有机物处理效果非常好，在任何季节都能满足各地最严格的环保要求。②净化效率高，一般≥90%；不产生二次污染。③微生物能够依靠填料中的有机质生长，因此停工后再使用启动速度快，周末停机或停工1至2周后再启动能立即达到很好的处理效果，几小时后就能达到最佳处理效果。停止运行3至4周再启动，几天内恢复最佳的处理效果。④生物净化系统缓冲容量大，耐冲击负荷能力强。⑤生物膜净化系统运行采用全自动控制，性能稳定，易损部件少，维护管理简单，可以实现少人管理，工人只需定期巡视是否有机械故障及配制药剂。⑥生物膜净化系统塔体采用不锈钢结构，防腐性能优越，整体性强，便于运输安装；在增加处理容量时只需添加组件，易于实施；也便于气源分散条件下的分别处理。⑦生物膜净化系统塔能耗非常低，运行费用低，净化系统塔的压力损失也只有500～1200Pa左右。6.5生物滴滤处理技术简介生物滴滤法是介于生物过滤法与生物洗涤法之间的一种生物处理技术，是有机废气生物处理方法中当前应用最广泛也是最实用的处理技术。生物滴滤塔的一般流程见下图。在生物滴滤塔内充满了惰性填料,微生物在填料表面附着生长并形成生物膜。生物膜中微生物以有机废气为碳源和能源,以在循环液中的营养物质为氮源,进行生命活动。一部分有机废气通过微生物的分解代谢被转化为无害的水和二氧化