1、-_工程名称：市政污水处理厂废气处理工程建设单位：某工程技术有限公司工程规模：综合废气总量为 10000m3/h中国某工程技术有限公司市政污水处理厂废气处理设计方案方案设计： 方案审核: 编制单位：编制时间：2015 年 12 月-_目 录一、项目概述 .2二、设计依据、原则及范围 .22.1 编制依据 .22.2 编制原则 .32.3 采用的主要规范及标准 .32.4 工程设计实施范围 .42.5 废气设计排放标准 .4三、废气来源及成分 .43.1 来源及成分 .43.2 废气风量 .43.3 废气的危害 .4四、治理工艺选择 .64.1 工艺介绍 .64.2 工艺对比 .114.3 工艺
2、流程 .12五、工程设计 .135.1 废气工艺参数设计 .135.2 基础设计 .145.2.1 基础设计依据及原则 .145.2.2 土建工程结构类型设计 .145.2.3 建构筑物设计要点 .145.2.4 总平面布置 .145.3 电气及自动控制设计 .145.3.1 供、配电系统 .145.3.2 主要电气设备选型 .155.3.3 电缆、电线选型及敷设 .155.3.4 防雷与接地 .155.3.5 自动控制 .15六、技术经济及效益分析 .166.1 运行成本与费用 .166.2 设备材料清单 .16七、运行及维护 .187.1 运行 .187.2 维护 .187.3 人员培训
3、.18八、技术服务承诺 .19九、相关工程案例 .19十、资质及证书 .23-_一、项目概述中 国 某 工 程 技 术 有 限 公 司 （ 简 称 瑞 林 、 英 文 简 称 Nerin） 是 由 南 昌 有 色 冶 金设 计 研 究 院 通 过 改 制 ， 按 照 股 权 多 元 化 现 代 企 业 制 度 由 南 昌 有 色 冶 金 设 计 研 究 院 管理 技 术 骨 干 、 中 国 有 色 金 属 建 设 股 份 有 限 公 司 、 江 西 省 国 有 资 产 监 督 管 理 委 员 会 、中 国 中 钢 集 团 公 司 共 同 出 资 组 建 的 国 际 化 工 程 公 司 。 南
4、昌 有 色 冶 金 设 计 研 究 院 成 立于 1957 年 10 月 ， 先 后 隶 属 于 冶 金 工 业 部 、 中 国 有 色 金 属 工 业 总 公 司 、 江 西 省人 民 政 府 、 江 西 省 国 资 委 ， 经 过 50 多 年 的 发 展 ， 已 成 为 集 工 程 设 计 、 咨 询 、 勘察 、 工 程 承 包 、 项 目 管 理 、 建 设 监 理 、 工 程 招 投 标 、 设 备 制 造 集 成 等 业 务 为 一 体 的国 家 甲 级 综 合 勘 察 设 计 企 业 。 瑞 林 全 面 承 继 了 南 昌 有 色 冶 金 设 计 研 究 院 资 质 、 业 务
5、和 人 力 、 技 术 资 源 ， 拥 有 冶 金 、 化 工 、 市 政 、 建 筑 、 城 乡 规 划 、 工 程 咨 询 、 工 程勘 察 、 工 程 承 包 、 建 设 监 理 等 甲 级 资 质 17 项 ， 设 有 38 个 工 程 学 科 专 业 ， 取 得 了质 量 、 环 境 和 职 业 健 康 安 全 管 理 体 系 认 证 ， 应 用 了 工 程 项 目 管 理 信 息 系 统 、 三维 设 计 等 与 国 际 工 程 公 司 相 适 应 的 先 进 管 理 设 计 手 段 。 并 在 深 圳 、 厦 门 、 杭 州 、 宁波 、 重 庆 、 福 州 等 地 设 有 分
6、公 司 。此 项 目 需 要 处 理 的 综 合 废 气 主 要 来 源 是 微 生 物 厌 氧 发 酵 产 生 的 废 气 ， 废 气主 要 为 较 低 浓 度 废 气 ， 废 气 量 约 为 10000m3/h， 废 气 中 含 硫 化 氢 、 氨 气 、 二 氧 化硫 、 甲 硫 醇 等 臭 气 ， 臭 气 浓 度 小 于 200mg/m3。 这 类 废 气 长 期 吸 收 将 对 人 体 神 经系 统 、 造 血 功 能 带 来 严 重 危 害 ， 对 厂 区 及 周 边 的 大 气 环 境 造 成 污 染 ， 给 车 间 员 工 及周 边 民 众 的 身 体 健 康 带 来 重 大
7、危 害 。 为 确 保 员 工 及 周 边 民 众 的 身 体 健 康 ， 减 少 环 境污 染 ， 维 持 公 司 可 持 续 发 展 。 受 贵 司 委 托 ， 我 司 为 该 公 司 废 气 处 理 工 程 进 行 方 案 设计 。二、设计依据、原则及范围2.1 编制依据1） 中 华 人 民 共 和 国 清 洁 生 产 促 进 法 ；2） 中 华 人 民 共 和 国 环 境 保 护 法 ；3） 中 华 人 民 共 和 国 大 气 污 染 防 治 法 ；4） 大 气 污 染 物 综 合 排 放 标 准 （ GB16297-1996） ；5） 恶 臭 污 染 源 排 放 标 准 （ GB14
8、554-93） ；-_6） 国 务 院 令 第 253 号 建 设 项 目 环 境 保 护 管 理 条 例 ；7） 国 家 环 保 总 局 关 于 推 行 清 洁 生 产 的 若 干 意 见 ；8） 其 他 有 关 该厂提供的 资 料 。2.2 编制原则1） 格 执 行 国 家 有 关 环 境 保 护 的 各 项 规 定 ， 确 保 各 项 污 染 指 标 达 到 国 家 及 地 区有 关 污 染 物 排 放 标 准 。2） 采 用 先 进 、 合 理 、 成 熟 、 可 靠 的 处 理 工 艺 ， 使 建 成 的 废 气 处 理 设 施 具 有 显著 的 环 境 效 益 、 经 济 效 益
9、和 社 会 效 益 。3） 工 艺 设 计 与 设 备 选 型 能 够 在 生 产 运 行 过 程 中 具 有 较 大 的 调 节 余 地 。4） 操 作 管 理 方 便 ， 节 省 动 力 消 耗 及 运 行 费 用 。5） 彻 底 治 理 有 机 废 气 ， 使 废 气 转 化 为 无 色 、 无 味 、 无 害 的 气 体 ， 使 废 气 排 放浓 度 、 排 放 量 均 达 到 环 保 要 求 ， 同 时 不 存 在 二 次 污 染 ， 提 高 整 个 厂 区 乃 至 周 围 大 气环 境 质 量 。6） 设 备 外 形 美 观 ， 便 于 操 作 和 维 修 保 养 ， 使 用 寿
10、命 长 ， 运 行 费 用 低 。7） 设 备 运 行 稳 定 、 安 全 、 可 靠 。2.3 采用的主要规范及标准1） 三 废 处 理 工 程 技 术 手 册 废 气 卷 ；2） 空 气 污 染 治 理 工 程 ；3） 中华人民共和国恶臭污染物排放标准；4） 环 境 空 气 质 量 标 准 （ GB3095-1996） ；5） 工 业 通 风 机 噪 声 限 值 JB/T8690-1998；6） 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB50009-2001；7） 建 筑 抗 震 设 计 规 范 GB500011-2001；8） 建 筑 防 雷 设 计 规 范 GB50057-94；9） 一 般
11、 用 途 离 心 风 机 技 术 条 件 GB/T13275-1991；10） 工 业 与 民 用 供 配 电 系 统 设 计 规 范 （ GB50052 92） ；11） 工 业 自 动 化 仪 表 工 程 施 工 及 验 收 规 范 （ GBJ93 86） ；-_2.4 工程设计实施范围本 废 气 工 程 的 范 围 为 综 合 废 气 处 理 系 统 的 设 计 ， 内 容 包 括 ： 设 备 基 础 、 废 气净 化 设 备 、 风 机 选 型 、 设 备 之 间 的 连 接 管 道 、 设 备 安 装 、 配 电 布 线 控 制 系 统 、 管 道布 置 ， 其 具 体 为 以 下
12、四 方 面 内 容 ：废 气 系 统 工 艺 设 计 ；废 气 系 统 车 间 外 管 路 的 工 艺 设 计 ；废 气 电 气 自 控 系 统 的 设 计 和 安 装 ；废 气 处 理 系 统 的 运 行 调 试 、 人 员 培 训 及 管 理 运 行 制 度 的 建 立 等 。2.5 废气设计排放标准废气经处理后达到中华人民共和国恶臭污染物排放标准二级排放标准。序号 控制项目 排放气筒高度（m） 排放量（kg/h）1 氨气 15 4.92 硫化氢 15 0.333 甲 硫 醇 15 0.044 臭 气 浓 度 15 2000（无量纲）三、废气来源及成分3.1 来源及成分泵房废气主要来自 A
13、 池微生物厌氧反应产生的废气，其污染物成分主要为 硫 化 氢 、氨 气 、 二 氧 化 硫 、 甲 硫 醇 等 臭 气 ， 臭 气 浓 度 小 于 200mg/m3。3.2 废气风量根据厂家提供资料情况，泵房有 5 个排气口，经过对现场平面图分析，5 个排废气口公用一套废气处理设备，详细管道布局见管道设备布置图；设计风量为 10000 m3/h。3.3 废气的危害主要臭气物质：氨气和硫化氢、甲硫醇、甲胺等，这些物质对人体的健康危害较大，具体说明如下：-_硫化氢（H 2S）是可燃性无色气体，具有典型的臭鸡蛋味，它同时又是强烈的神经毒物，对粘膜有明显的刺激作用，当 H2S 的浓度为 16-32mg
14、/m3 时，人会出现畏光、流泪、刺眼睛等症状。氨气（NH 3）是无色有强烈刺激性气味的气体，属于低毒类，主要对上呼吸道有刺激和腐蚀作用。当氨气浓度达到 1750mg/m3 可危及生命。甲硫醇（CH 4S）是无色气体，有卷心菜腐烂味，低毒性，对皮肤、眼和呼吸道有刺激作用，对中枢神经系统有麻醉作用。高浓度时可引起肺水肿和脑水肿，甚至可引起呼吸麻痹。乙硫醇（C 2H6S）无色液体，有不愉快的气味。蒸汽对鼻、喉有刺激性，引起咳嗽和胸部不适。持续或高浓度吸入，会出现头痛、恶心和呕吐。液体或雾对眼有刺激性，也可引起皮炎。臭气中部分恶臭物质的特性物质名称 化 学 式 气 体 特 征 分子量乙醛 CH3CHO
15、 刺激性 44.05烯丙基硫醇 CH2CHCH2SH 大蒜咖啡味 74.15氨 NH3 非常刺激 17.03戊硫醇 CH3(CH2)3CH2SH 令人不愉快的腐烂味 104.22苯甲基硫醇 C2H5CH2CH2NH2 酸性 124.2尸胺 H2N(CH2)5NH2 腐肉味 73.14氯 Cl2 令人窒息 70.91氯酚 Cl C6H5O 医药石碳酸 128.5丁硫醇 CH3CH:CHCH2S 臭鼬味 90.19二丁基胺 (C4H9)2NH 腥臭 129.25二异丙基胺 (C3H7)2NH 腥臭 101.19二甲胺 (CH3)2NH 腥臭 45.08二甲基化硫 (CH3)2S 腐烂的蔬菜味 62
16、.13硫化苯 (C6H5)2S 令人不愉快 186.28乙胺 C2H5NH2 氨性 45.08乙硫醇 C2H5SH 腐烂的卷心菜味 62.1硫化氢 H2S 臭鸡蛋味 34.1吲哚 C2H6 NH2 让人作恶 117.15甲胺 CH3 NH2 腥臭 31.05甲硫醇 CH3 SH 腐烂味 48.1臭氧 O3 超过百万分之二 48-_就让人不舒服丙基硫醇 NH2 (CH2)4 NH2 恶臭 76.16腐胺 NH2 (CH2)4 NH2 腐臭 88.15嘧啶 C6H5N 刺激 79.1粪臭素 C9H9N 恶心的排泄物 131.2二氧化硫 SO2 刺激性 64.07丁基硫酚 (CH3)3CSH 腐臭
17、90.19硫甲酚 CH3C6H4SH 腐臭 124.21苯硫酚 C6H5SH 大蒜头 110.18三乙胺 (S2H5)3N 腥臭 101.19四、治理工艺选择4.1 工艺介绍目前常用的回收及销毁废气方法主要有：催化燃烧法、吸附法、冷凝法、吸收法等、电晕法、臭氧分解法、等离子体分解法、UV 光解法、生物处理技术等。1）催化燃烧法催化燃烧技术(AOGC)是指在较低温度下，在催化剂的作用下使废气中的可燃组分彻底氧化分解，从而使气体得到净化处理的一种废气处理方法。该法适用于处理可燃或在高温下可分解的有机气体。催化燃烧主要具有以下优点：a.为无火焰燃烧，安全性好；b.对可燃组分浓度和热值限制较小；c.起
18、燃温度低，大部分有机物和 CO 在 200-400即可完成反应，故辅助燃料消耗少，而且大量地减少了 NOx 的产生；d.可用来消除恶臭。但是其缺点是工艺条件要求严格，不允许废气中含有影响催化剂寿命和处理效率的尘粒和雾滴，也不允许有使催化剂中毒的物质，以防催化剂中毒，因此采用催化燃烧技术处理有机废气必须对废气作前处理。同时该法不适于处理燃烧过程中产生大量硫氧化物和氮氧化物的废气。吸附催化燃烧法，投资大且运行费用高，活性炭再生到一定次数后失去吸附效果必须进行更换。2）吸收法-_该法不仅能消除气态污染物而且往往能将污染物转化为有用产品。由于吸收法治理气态污染物技术成熟，设计及操作经验丰富，适用性强，
19、因而在大气污染物治理中得到广泛应用，特别对无机污染物。但对有机废气，由于其水溶性一般不好，因而应用不太普遍。吸收法处理有机废气主要利用有机废气能与大部分油类物质互溶的特点，用高沸点、低蒸气压的油类作为吸收剂来吸收废气中的有机物。常见的吸收器是填料洗涤吸收塔，如用液体石油类物质回收苯乙烯。为强化吸收效果，可用液体石油类物质、表面活性剂和水组成的乳浊液作为吸收液。吸收法根据相似相容原理，其吸收效果好，但易造成二次污染，且运行费用高。3）电晕法、低温等离子法脉冲电晕法是通过前沿陡峭、脉宽窄(纳秒级)的高压脉冲电晕放电，在常温常压下获得非平衡等离子体，即产生大量高能电子和 O.、OH.等活性粒子，对有
20、害物质分子进行氧化降解反应，使污染物最终转化为无害物的方法。国内外近年来对该技术的初步研究表明，能达到较好的去除效果。1988 年以来，美国环保局进行了挥发性有机物和有毒气体电晕破坏的研究，他们模拟了表面反应器进行分子形式的电晕破坏，达到分解有毒、有机化合物的目的，开发一种低成本低费用低浓度污染物的控制技术。研究在环境通常温度和压力下，效率、费用达到工业规模的破坏挥发性有机物和有毒气体的模拟电晕反应器说明，电晕破坏是一种有前途的控制技术。该技术是对静电技术的优化与升级，其工程投资大，每 1000m3 废气投资额在 10万以上，且运行成本高，每 1000m3 废气耗电 3-5Kw，对苯的去处效果
21、只有 50%。4）臭氧分解法国内外对此技术的研究还比较少。Wessling 研究了臭氧分解挥发性有机物的方法，此方法可用于净化地面废气，而且方法简单便宜。如用地面废气作臭氧载体，用于分解土壤中非挥发性有机物，如多环芳香有机物、脂肪族有机物、酚和杀虫剂，他作了实验室及野外实验，并特别注意了臭氧处理后土壤的微生物状态，结果细菌减少99%，呼吸性能降低，通过用纯氧气控制和未反应的臭氧的分解从而达到安全的目的。5）有机废气的生物处理技术生物法是指将异养型微生物固定附着在多孔性介质填料表面，在湿润的环境下，-_使被污染的空气首先与水接触，有机污染物在浓度差的作用下由气膜扩散到生物膜而被微生物所吸收。通过
22、微生物对多种有机物和某些无机物的不断代谢而最终被降解成无害的化合物如 C02、H 2O 和中性盐。根据液相运转情况(连续运转或静止)和微生物在液相中的状态(自由分散或固定在载体或填充物上)，废气生物处理主要有土地生长法、生物吸收法、生物滴滤法三种形式。A、土地生长法土地生长法又称为土地生长系统，是一种装有生物填料的滤池，经润湿后的废气，通过附有生物膜的填料层时，有机成分被微生物吸收，并氧化分解为无害的无机物。转化过程由异养型微生物在有氧气存在和中性或微碱条件下完成。一般有机物的最终分解产物为 CO2；有机氮先被转化为 NH3，继而转化为硝酸；硫化物先被转化为H2S，继而氧化为硫酸，净化后的气体
23、排出。其典型工艺是生物滤池。生物滤池有单床开放式、多床封闭式两种形式。与开放式单滤床相比，封闭式多滤床大大增强过程的控制能力，但造价较高。生物滤池的进气方式可采用升流式或下降式，为防止气体中颗粒物造成滤池堵塞，废气进入滤池前必须除尘。废气应被水气润湿，以免过滤材料干燥、开裂。封闭式生物滤池往往需要从滤床顶端喷水以保持一定的含水量。净化气体排放B、生物吸收法生物吸收法又称为悬浮生态系统，实际上是一个悬浮活性污泥处理系统，由一个装有惰性填料的传质洗涤器和一个生物降解反应器即活性污泥曝气池组成，它们的容积比为 1.52.0，出水需设二沉池。废气首先从下部通入洗涤器，向上流动与由生化反应器喷淋过来的含
24、微生物的悬浮液在惰性填料层接触，进行传质吸附、吸收，部分有机物在此被降解，液相中的大部分有机物进入生物降解反应器，通过悬浮污泥的代谢作用被降解掉，同时使悬浮液得到再生。生物降解反应器出水进入二沉池进行泥水分离，上清液排出，污泥又从传质洗涤器上部喷入，以吸收废气中的有机废气，反复循环运行。洗涤器的气液接触方法可根据气液相阻力采用液相喷淋和气相鼓泡法。其典型工艺是生物洗涤器。在悬浮生态系统中，活性污泥的性能十分关键，其 MLSS 浓度、PH 值、溶解氧、微生物的驯化程度与有机废气去除率关系密切。有资料表明，如在活性污泥中添加 5%(重量)的粉状活性炭时更能适应负荷变动，并能减少泡沫形成，同时由于粉
25、状活性炭的加入可以增加有机废气的吸附，从而提高有机废气的去除率。-_C、生物滴滤法生物滴滤法又称为固定膜生长系统，是一种介于土地生长法和生物吸收法之间的处理工艺，滴滤塔集废气的吸收、降解与液相再生于一体。塔内增设了附着微生物的填料，为微生物的生长、有机物的降解提供了条件。启动初期，在循环液中接种了经被有机物驯化的微生物菌种，微生物利用溶解于液相中的有机物进行代谢繁殖，并附着于填料表面，形成微生物膜，完成生物挂膜过程。生物膜工作过程，气相主体的有机物和氧气经过传输进入微生物膜被微生物利用，代谢产物再经扩散作用外排。吸收液在反应器中不断循环。生物滴滤法所用的填料应具有易于微生物挂膜、不易堵塞、比表
26、面积大等特点，通常使用陶瓷、塑料或不锈钢拉西环等。废气进入生物膜前必须除尘，以免气体中颗粒物造成填料堵塞，同时还必须去除对微生物有较大毒性的物质，防止微生物中毒。进气方式也分为水、气逆流和顺流两种。适宜的温度、pH 值等条件与生物滤池相近。微生物难于培养且运行复杂，需要专人负责运行维护。6）冷凝回收法：本法是把废气直接导入冷凝器或先经吸附吸收后，解析的浓缩废气导入冷凝器，冷凝液经分离可回收有价值的有机物。采用冷凝法要求废气中有机物浓度高、温度低、风量小等。但该法需要有附设的冷冻设备，投资大、能耗高、运行费用大，同时冷凝后尾气仍然含有一定浓度的有机物，还需要再处理，因此本法很少使用。适用于高浓度的有机废气，投资运行成本大，且净化效率差。7）直接燃烧法：本法亦称为热氧化法、热力燃烧法，是利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700800) ，驻留一定的时间(0.30.5 秒)，使可燃的有害物质进行高温分解变为无害物质。本法特点：工艺简单、设备投资小；适用高浓度、小风量废气治理；能耗大，运行成本比催化燃烧法高 10 倍以上；运行技术要求高，不易控制与掌握。此法在国内基本上未获推广，仅有少数厂家引进国外治理设备应用于较高浓度和温度的制罐印铁业废气治理中。
