1、 1荆门市金龙泉啤酒有限公司污水处理厂除臭工程设计方案湖北省瑞科环保科技有限公司2016 年 8 月 28 日2一、技术方案1.1、工程概况本次项目为荆门金龙泉啤酒有限公司废水处理站除臭。1.2、项目概况本项目臭气来源主要为金龙泉啤酒有限公司废水处理站集水井、厌氧池、调节池。a.集水井；臭气量 =1056m3/hb厌氧池；臭气量=6144m3/hc调节池；臭气量 =2800m3/h合计风量 10000m3/h，本方案按 10000m3/h 进行设计。1.3、设计标准及规范所提供的设备及设备的制造完全符合有关的国家和国际通用技术(GB 、IEC 、ISO)标准。引用和参考的主要标准如下： 1）系
2、统设计参考标准恶臭污染物排放标准GB1455493 大气环境质量标准GB30952012 城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 大气污染物综合排放标准GB162971996 工作场所有害因素职业接触限值GBZ2-2002 空气质量恶臭的测定、三点比较式臭袋法GBT14675-1993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GBT14678-1993工厂企业厂界噪声标准GB12348-2008 工业企业设计卫生标准TJ3679 低压配电装置规范GBJ54-833工业及民用通用设备电力装置设计规范GBJ55-83环境工程设计手册（废气处理工程技术手册）；城镇污水处理
3、厂臭气处理技术规程征求意见稿；2）管路输送设计规范采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87/(2001 版)法兰、垫片、紧固件HG20592-20635-97；GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范GB50243-2002 通风与空调工程施工质量验收规范 国内采购设备和材料应符合国家现行相关标准和规范要求；3）检测控制系统参考规范过程检测和控制系统用文字代号和图形符号HG20505-92；爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-2014；工业自动化仪表工程施工及验收规范GBJ93-86；工业自动化仪表气源压力范围和质量GB4803-84；自动化仪表选型规定 HG205
4、07-2000；仪表系统接地设计规定 HG20513-2000；建筑安全设计规范GBJ16-87 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IEC51 模拟电气测量仪器4） 构筑物物封闭加盖设计参考标准建筑结构荷载规范GB50009-2012 钢结构设计规范GB50017-2003 钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 4建筑抗震设计规范GB50011-2010混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002 设备的外观颜色与原有建筑物、环境协调。5）处理系统参照规范GB189
5、18-2002 城镇污水处理厂污染物大气排放标准 GB14554-93 恶臭污染物排放标准 GB3095-2012 大气环境质量标准GB12348-90 工厂企业厂界噪声标准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 TJ36-79 工业企业设计卫生标准GB/T14679 空气质量氨的测定次氯酸钠水杨酸分光光度法 GB16297-1996 大气污染物综合排放标准6）不锈钢材质参照规范GB/T20878-2007 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分 设计臭气处理所有设备，均遵循最新颁布行业标准、国家标准（GB）、机械标准（JB）和国际电工委
6、员会 IEC 标准。1.4、验收标准在正常工况及常规气象条件下，经除臭设备处理后的气体浓度必须完全符合GB14554-93恶臭污染物排放标准中二级新改扩建排放标准值。考虑污水处理厂现有装置在扩建后将处理易处理的废水，故确定以下排放标准：主要检测指标：氨气、硫化氢去除率90%。序号 控制项目 最高允许排放量(mg/m3)51 硫化氢 0.062 氨 1.53 臭气浓度 20 (无量纲)其他验收标准管道安装及验收遵循的规范石油化工非金属管道工程施工质量验收规范GB 50690-2011；现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236-98；设备安装及验收遵循的规范：现场设备、工业管道焊接
7、工程施工及验收规范 GB50236-2011；压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范 GB50275-2010；自控仪表的安装及验收遵循规范：仪表安装调校施工及验收技术规范 HGBJ96-88；自控安装图册化工部设计标准图 HG/T21581-95；工业自动化仪表工程施工及验收规范 GBJ93-86；自动化仪表安装工程质量检验评定标准 GBJ131-90；现场设备、工业金属管道焊接工程施工及验收规范 GB50236-2011；电气设备的安装及验收遵循规范：电气装置安装工程低压电器施工及验收规范 GB50254-2014；电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB50169-2006；电气装置
8、安装工程旋转电机施工及验收规范 GB50170-2006；电气装置安装盘、柜二次回路接线施工及验收规范 GB50171-92；电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB50150-2006；电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-2006；电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 GB50257-96；建筑电气工程施工质量验收规范 GBJ50303-2002；以上规范、标准如有更新，按照最新版本执行。61.5、生物除臭工艺描述生物除臭流程图由图可见，臭气首在风机的抽风作用下进入生物滤池，首先经喷淋水洗段去除颗粒物和调温调湿，然后经过气体分布器进入生物滤床。生物滤
9、床中填充了有生物活性的介质（生物填料），如炭质填料等。当臭气进入床时，臭气中的污染物从气相主体扩散到介质外层的水膜而被介质吸收，同时氧气也由气相进入水膜，最终介质表面所附的微生物消耗氧气而把污染物分解和转化为二氧化碳、水和无机盐类，通过排气口就地排放。微生物所需的营养物质则由介质自身供给。根据本项目设计要求及工程需要，采用生物除臭工艺，即生物滤池法。即对各个臭源构筑物产生的臭气加盖密封收集后，通过外排风机将集中收集的臭气吸入生物除臭装置，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，处理过的臭气可达到国家相关排放标准。生物滤池工艺是微生物除
10、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：产生臭气的污水处理构筑物通过加盖设施及收集管道，利用抽风机将臭气抽送到生物滤池处理系统。臭气进入处理系统先经过预洗池进行加湿除尘，然后再进入生物过滤池，臭气通过湿润、多孔和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，微生物的细胞具有个体小、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、H 2O、H 2SO4、HNO 3等简单无机物。有效去除 NH3、H 2S 等恶臭成份，保证设备出气口达标排放。密封收集废气风机 生物滤池 10m 高空排放预洗池71.6
11、、生物除臭技术原理及工艺流程1.6.1、技术原理发源于德国的生物除臭工艺是一种仿效大自然自净化原理，工艺所用除臭原材料完全取自于原生态自然物质，在国际上被誉为治理恶臭气体污染的绿色环保工艺，在迄今所有除臭工艺中被认为最环保、投资运行成本低、除臭效率高、无二次污染的一种绿色除臭工艺。至今，德国生产的生物除臭装置已成功运行在世界各地的污水、垃圾、粪便等各个行业，业绩有千例之多。生物除臭工艺是吸附降解工艺，指臭气通过生物填料吸附，然后附着在填料表面和内在的微生物进行降解臭气中污染物。生物除臭工艺中微生物能够依靠生物填料中的有机物质维持生长和繁殖，无须另外投加营养剂，该工艺绿色环保工艺，除臭效率高（除
12、臭效果达到 95-99%），运行成本低，且不产生二次污染，整个设备免维护，人工管理成本低。1.6.2、工艺说明生物法是一种较新的空气污染控制方法，它利用微生物降解或转化空气中的挥发性有机物以及硫化氢、氨等恶臭物质。首先介绍生物法处理臭气的基本原理，填料种类、湿度、pH、温度等影响生物法性能参数。同时综述了生物法的应用范围以及对传统生物法的改进。 生物法可去除空气中的异（臭）味、挥发性物质 VOC 和有害物质。具体应用范围包括控制或去除城市污水处理设施中的臭味、工业生产过程中的生产臭气、受污染土壤和地下水中的挥发性物质、室内空气中低浓度物质等。生物法可以降解大多数挥发性和半挥发性的烷烃、烯烃和芳
13、烃，这些物质一般具有可生物降解性和水溶性较大的特点。已被试验可用生物法去除的物质包括：氨、一氧化碳、硫化氢、甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙基己醇、丙烷、异戊烷、己烷、丁醛、丙酮、甲基乙基酮、乙酸丁酯、乙酸酯、二乙胺、三乙胺、二甲基二硫化物、粪臭素、吲哚、甲硫醇、氯甲烷、乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、氮氧化物、二甲硫、噻吩、苯、甲苯、二甲苯、8乙苯、苯乙烯等。1.6.4、恶臭成份生物转化的大致机理在生物处理过程中，恶臭气体通常作为反应中的能源亦即电子从体，而氧、亚硝酸盐或硝酸盐、硫酸盐和二氧化碳则作为电子受体。好氧处理中氧是电子受体，缺氧过程是利用亚硝酸盐或硝酸盐作为电子受体，而在厌氧过程中电
14、子受体硫酸盐。恶臭成分与微生物种类的不同，分解代谢的产物也不同。含硫的恶臭物质经微生物分解释放出 H2S 后，被硫氧化细菌氧化成为硫酸。含氮的有机物质如胺类经氨化作用放出氨气，氨气可被亚硝化细菌氧化为 NO2-，再进一步被硝化细菌氧化为 NO3-。1）硫化氢转化机理当恶臭气体为硫化氢时，专性的自养型硫氧化菌会在一定条件下将硫化氢氧化成硫酸根，其过程如下：S2- SO S2O32- S4O62- S3O62- SO32- SO42-由于该过程是可逆的，许多中间产物并不稳定，其中两种产物占主要部分：单硫和硫酸根，有人据此提出硫化氢两步生物氧化反应过程：2H2S+O2+自养硫化细菌 2H2O+2S+
15、QS+3O2+2H2O 2H2SO4+Q而若以硫酸根为生物氧化反应最终产物，则反应式为：H2S+O2+自养硫化细菌+CO2 合成细胞物质+SO42-+H2O当恶臭气体为有机硫如甲硫醇时，则首先需要异养型微生物将有关硫转化成硫化氢，然后硫化氢再由自养型微生物氧化成硫酸根。CH3SH-CH4H2SO2+H2O+SO42-当低负荷运动时，H 2S 被脱硫菌属几乎全部氧化为 SO42-形式，当负荷逐渐增加时，以SO42-的形式存在的量也不断增加。但是负当负荷增加到一定量时，以 SO42-形式存在的量又相对减少，大量的单质硫粒子来不及氧化而沉积下来。2） 氨气转化机理由于氨气在水中的溶解度很大，因此当恶
16、臭物质为氨气时，会很快地溶入水中。氨气溶于水后，在有氧条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的硝化作用转化为硝酸，在兼性厌氧的条件下，硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气。9氨氮用于合成微生物细胞的反应如下：CxHyOz+NH3+O2 细胞物质+CO 2+H2O+能量硝化：NH 3+O2 HNO 3+H2OHNO2+O2 HNO 3+H2O反硝化：HNO 3 HNO 2 HNO N 2N2O N 2亚硝酸菌和硝酸菌都是自养性细菌，从反应中获得所需要的能量进行细胞合成，考虑到细胞合成的反应式为：22NH4+37O2+4CO2+HCO3-C5H7NO2+21NO3-+20H2O+42H+3）硫醇转化机理硫醇等
17、一般是含硫有机化合物例如蛋白质，含硫氨基酸等在无机化过程中分解不彻底时的产物。在进一步氧化过程中以硫化氢为最后的产物。分解有机硫化物的微生物的种类很多。一般的氨化微生物，包括许多腐生性细菌，放细菌，真菌都有此作用。有机硫化物分解产生的硫化氢则被硫化细菌进一步分解转化为 SO4-。以甲硫醇为例，其分解产生硫化氢的反应式如下：2CH3SH+3O2 2CO2+2H2O+2H2S4） 胺类转化机理胺类物质在有氧条件下可以被氧化为有机酸。而有机酸的臭味比胺类轻很多。而且只要提供一定的环境条件，有机酸还可以被进一步氧化分解成二氧化碳和水。在所发生的生物化学反应过程中由于氧化分解的发生，微生物细胞一方面获得
18、了生长所需要的能量，另一方面获得了细胞增殖所必须的细胞物质，从而维持了细胞的正常生命活动。微生物有其自身的新陈代谢。代谢活动是在酶的催化作用下进行的。只有创造适宜的生存条件，使得酶的机能充分发挥，微生物才能正常生长，才能利用恶臭物质作为生长所需要的能源、碳源和氮源等，因而在生物脱臭法中保持微生物正常的生长环境极为重要。要维持微生物生长的适宜环境，就意味着环境中要有充足的营养物质和溶解氧含量、适当的温度、pH 值和含水率等。同时待降解的恶臭物质必须有一定的水溶性和可生物降解性，恶臭气体的温度不能大于 50，并且不含有抑制微生物生长的有害物质。5） 参与降解硫化氢生化反应的微生物10根据对各种含碳
19、化合物同化能力的不同，将可降解气态污染物的微生物分成自养菌、兼养菌、异养茵三类。自养菌有完备的酶系统，可在氧化S、H 2S、CH 3SH、NH 3、Fe 等物质的过程中获得生长所需要的能量，其生存所必须的碳由二氧化碳或碳酸根中的碳元素通过卡尔文循环提供。自养菌适于进行无机物转化，生物负荷低。而异养菌则是通过有机物的氧化来获得营养物和能量，适合进行有机物的转化。在适当的营养条件、温度、酸碱度和有氧条件下，此类微生物能较快的完成污染物的降解。如硫化氢负荷较低，菌种以自养菌属排硫硫杆菌及那不勒硫杆菌为主。光能自氧型硫细菌属于进行无氧光合作用的红螺菌属，常见种属有囊硫菌属、八球流菌属、硫螺菌属、夹硫菌
20、属、外硫细菌属等，其典型特征是以硫化氢作为固定的二氧化碳的氢供体，这类微生物一般都是在厌氧、缺氧或微嗜氧以及 pH 值在中性附近的条件下生长。化能自养菌微生物包含硫化细菌和硫磺细菌两类。硫磺细菌属于噬纤维菌目的贝日阿托氏菌科和亮发菌科。常见的种属有贝日阿托氏菌属、透明颤菌属、辫硫菌属、亮发菌属和发硫菌属。硫磺细菌能氧化硫化氢成为硫磺颗粒贮存存细胞内。当环境中缺乏硫化氢时，细胞内的硫磺颗粒被继续氧化为最终产物硫酸。硫化细菌归属于硫杆菌属，为革兰氏阴性菌。在氧化 H2S，S，S 2O32-、SO 32-等物质的过程中获取能量，也会形成单质硫，但是与硫磺细菌不同的是形成单质硫是只是积留在细胞体外。1.6.5、除臭工艺描述典型的生物净化过程是微生物菌群将污染化合物转化成无害物质：臭气污染物 + O2 细胞基质 + CO2 +H2O由于水是这些微生物生存的自然环境，因此微生物的转化过程取决于气体在床中的停留期间、填料以及气体的相对湿度；本工艺中，水量和 PH 值是经过调节的，因此可以达到吸收与干化速度的平衡，这样能够获得恒定的湿度，为生物的生长和分布提供了最佳的条件。这种生物床中填充了性能良好的生物滤料，生物滤料完全可以满足微生物生长所需的 N、P、K 和微量元素，即使在污染气体中断的条件下，它的作用也不会停止，因此该生物床同样适用于间歇生产的工艺条件。在周末甚至几个星期的休微生物菌群
