污水恶臭玻璃钢罩生物滤床技术方案

1.技术方案1.1.项目概况1.1.1.项目名称宁波岩东污水处理厂四期设备安装工程除臭设备设备采购1.1.2.采购单位宁波市北仑区建筑工务局1.1.3.项目地点宁波岩东污水处理厂四期工程1.1.4.项目简介宁波岩东污水处理厂一期、二期工程污水处理能力均为6万立方米/日，后经技术改造处理能力提升至16万立方米/日；三期工程污水处理能力为6万立方米/日，于2013年11月投入运行，目前，岩东排水公司污水处理能力为22万立方米/日，已处于严重超负荷工作状态，更无法满足未来几年发展的需要。现建四期污水处理工程，四期工程投产后，岩东公司污水处理能力将达到28万立方米/日。由于污水处理时会挥发出大量恶臭气体，恶臭气体主要成分为苯类气体、含硫化合物（主要是甲硫醇、甲硫醚硫化氢）、挥发酚、氨气等恶臭物质。本项目目的是将臭气源挥发的恶臭气体加盖密封统一收集，并输送至生气除臭设备集中治理后达标排放，减少恶臭气体对周围空气质量的影响，改善员工的工作环境。宁波岩东污水处理厂四期工程设置1套生物除臭装置，对新增氧化沟臭气源集中收集输送并进行除臭。本工程采用生物滤池工艺进行除臭，除臭滤池内装有生物填料，底部设有排水系统。1.2.处理规模及浓度1.2.1.臭气处理规模新增1座4#除臭设备，设计风量18000m3/h。1）设备运行重量：101吨；2）基础荷载：≥40KN/m2，不均匀沉降不大于200mm；1.2.2.设计臭气浓度1.2.2.1.进口臭气浓度根据相关工程实例及文献资料，臭气浓度如下表所示：表14-1进口臭气浓度表(仅供参考)臭气成分浓度(mg/m3)硫化氢(H2S)50mg/m3氨(NH3)30mg/m3臭气浓度(无量纲)100001.2.2.2.出口臭气浓度臭气经处理后达到中华人民共和国标准《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)的15m高空排放标准，同时要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中废气排放最高允许浓度的二级标准。具体要求如下所示：表14-215m高烟囱排放标准限值序号控制项目烟囱出口的排放标准(kg/h)1氨4.92硫化氢0.333臭气浓度(无量纲)2000表14-3厂界(防护带边缘)废气排放最高允许浓度序号控制项目二级标准(mg/m3)1氨1.52硫化氢0.063臭气浓度(无量纲)201.3.设计原则、依据及标准1.3.1.设计依据建设单位提供的有关臭气、风量资料及处理要求建设单位提供的招标要求《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》GB3095-1996《环境空气质量标准》GB12348-2008《工业企业厂界噪声排放标准》1.3.2.设计原则1)该项目将按照技术合理性、经济性、达标安全性的原则设计和建设。2)技术合理性：项目的设计方案，在充分考虑现有各种现行标准、规范的同时，处理工艺应具备充分的技术合理性；3)经济性：在项目设计时，应充分考虑到项目的实用性、可操作性、易维护性等方面的因素，本着合理、科学、实用和为业主节约造价、运行成本的原则，满足项目要求；4)达标安全性：恶臭治理工程应确保达到整体设计目标中的排放标准，还应针对废气的分散点源和季节性浓度变化的特点，有充分的应对措施，确保恶劣条件下的稳定达标。5)严格贯彻执行国家环境保护的有关规定，确保治理后各项指标达到设计要求，达到或优于排放标准；6)结合工程条件和排放标准，谨慎合理选择工程设计方案，并尽量采用先进技术、新材料、新布局，以减少运行费用，确保处理系统长期运行安全可靠；7)选择先进的技术，避免二次污染；8)选用的设备、配件、材料等均要求质量可靠、通用性强、运行稳定、便于维修；9)整个系统操作管理方便，自动化程度较高，便于维护。1.3.3.设计标准GB50243-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》CECS129:2001《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规范》HGT21633-1991《玻璃钢管和管件》GB/T21238-2007《玻璃纤维增强塑料夹砂管》CD130A19-85《手糊玻璃钢设备设计技术条件》GB8237-87《玻璃钢用不饱和聚酯树脂》GB/T18370-2001《玻璃纤维无捻粗纱布》GB/T18369-2001《玻璃纤维无捻粗纱》GB17470-98《玻璃纤维短切原丝毡》GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》GB50011-2001《建筑抗震设计规范》GB50014-2006《室外排水设计规范》GB50010-2002《混凝土结构设计规范》GB50054-92《工业与民用供配电系统设计规范》GB/T13384-97《机电产品包装通用技术条件》JB/T7258-2006《一般用途离心风机技术条件》HG/T20507-2000《自动化仪表选型规定》HG/T20509-2000《仪表供电设计规定》HG/T20510-2000《仪表供气设计规定》HG/T20511-2000《信号报警、安全联锁系统设计规定》HG/T20512-2000《仪表配管配线设计规定》HG/T20514-2000《仪表及管线伴热和绝热保温设计规定》HG/T20515-2000《仪表隔离和吹洗设计规定》HG/T20700－2000《可编程控制器系统设计规定》GB50093－2002《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50131-2007《自动化仪表工程施工质量验收规范》GB50016-2006《建筑设计防火规范》GB50231-1998《机械设备安装工程施工及验收通用规范》HGJ8-87《化工设备管道外防腐设计规定》GB50052-1995《供配电系统设计规范》GB50054-95《低压配电设计规范》GB50046-95《工业建筑防腐设计规范》GB50068-2001《建筑结构设计可靠度统一标准》《给排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）《给排水构筑物施工及验收规范》（GB50141-2008）《工业自动化仪表工程施工及验收规范》）（GB50093-2002）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-1992）《化工企业静电接地设计规程》（HG/T20675-1990）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）有关的设计规范及设计手册。1.4.处理工艺及说明1.4.1.恶臭气体特性本项目主要处理新增氧化沟污水处理设施在污水处理过程中产生的臭气。不同的处理设施及过程会产生各种不同的恶臭气体。氧化沟产生的主要臭气为硫化氢和污水原水中的挥发性有机物VOC，污泥、及消化稳定过程中会产生氨气和其它易挥发性有机污染气体(VOC)。按气体味道，臭味大致可分为：鱼腥臭[胺类CH3NH2，(CH3)3N]，氨臭[氨NH3]，腐肉臭[二元胺类NH2(CH2)4NH2]，腐蛋臭(硫化氢H2S)，腐甘蓝臭[有机硫化物(CH3)2S]，粪臭[C8H5NHCH3]以及某些生产废水的特殊臭味。表14.4-3主要恶臭气体的特性名称化学分子式特征气味氨NH3刺激性硫化氢H2S臭鸡蛋味甲基硫醇CH3SH烂白菜味二甲基硫醚(CH3)2S二甲基二硫醚(CH3)2S2甲基胺CH3NH2腐烂、腥味二甲基胺(CH3)2N鱼腥味三甲基胺(CH3)3N刺激性、腥味粪臭素C9H9N粪臭味恶臭物质种类繁多，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。污水臭气除臭技术在国外已经有几十年的运营经验，随着国内经济水平的提高和环保意识的加强，在国内也正开始兴起并呈走向蓬勃的趋势。根据招标文件要求，本设计采用生物除臭工艺。即对臭气源构筑物产生的臭气密封，然后通过收集臭气收集系统集中送入生物除臭装置，臭气在生物除臭装置内进行分解、氧化等反应，使臭气中的氨、硫化氢、甲硫醇和甲烷等恶臭污染物质有效分解，处理后的气体通过外排风机送入排放烟囱达标排放。1.4.2.除臭工艺流程本工程采用生物滤池除臭，巩留流程图详见图3-1.图14.4-1生物除臭流程图工艺流程说明：生物除臭工艺是一种安全可靠的臭气处理方法，除臭效率大于90%。其原理是污泥处理过程中所产生的臭气经收集系统收集后集中送至生物滤池除臭装置处理，臭气通过湿润、多孔和恶臭气体收集系统离心风机预洗涤塔生物过滤塔排气筒循环水喷淋水达标排放废水排放废水排放充满活性微生物的滤层，利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点，将恶臭物质吸附后分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物。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。微生物分解恶臭成分的化学反应式a.硫化氢H2S+202→H2SO4b.甲硫醇2CH3SH+7O2→2H2SO4+2CO2+2H2Oc.硫化醇(CH3)2S+5O2→H2SO4+2CO2+2H2Od.二甲二硫2(CH3)2S2+13O2→4H2SO4+4CO2+2H2Oe.氨NH3+2O2→HNO3+H2Of.三甲胺2(CH3)3N+13O2→2HNO3+6CO2+8H2O从以上的反应所示，臭气成分会分解成二氧化碳，水和硫酸、硝酸等酸性物质，适当的散水能冲掉这些酸性物质，以保持适当的微生物生长的环境。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；经过填料微生物的吸附、吸收和降解，将臭气成分去除。1.5.生物除臭工艺设计及选型根据处理废气量，本项目设计采用1套处理风量18000m³/h生物除臭装置。整个生物过滤除臭系统主要由管道输送系统、生物除臭装置、排放系统和辅助整个除臭系统的控制系统组成。其中生物除臭装置由设备壳体、生物填料、喷淋系统、布气系统、外部循环系统等系统组成。1.5.1.生物除臭装置1.5.1.1.生物除臭装置设计参数主体装置由预洗涤床、生物过滤床两个区段组成。1、已知数据：1、设计风量：Q=18000m³/h；2、生物除臭装置平面尺寸：10.5m×6.0m；3、臭气经生物填料的流速＜0.1m/s，臭气与生物填料的接触时间大于20秒。2、计算过程：1、取生物段长为m5.8L生物段则：生物段过滤速度：（符合要求）＜生物段生物段0.1m/sm/s098.065.8s3600/m18000WLQV3mmh取生物段填料填料高度为H填料=2.0m则：臭气与生物填料的接触时间为：（满足要求）＞停留时间20ss4.20s/m098.00.2tm则：生物滤床高度H=3.5m生物过滤床尺寸：8.5m×6.0m×3.5m液气比：1.0L/m³填料高度：2.0m过滤速度：0.098m/s停留时间：20.4s2、预洗段长度为：m0.2m5.8m5.10L预洗段则：预洗段过滤速度s/m42.0m6m2s3600s/m18000WLQV3预洗段预洗段填料高度为H填料=2.0m则：预洗段臭气与填料的接触时间为：s76.4s/m42.0m0.2VHt预洗段填料预洗段则：预洗涤床尺寸：2.0m×6.0m×3.5m液气比：2.0L/m³填料高度：2.0m过滤速度：0.42m/s停留时间：4.76s3、填料体积：生物段填料：3m102m2m6m5.8V生物段预洗段