1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 日处理 1 万吨染整废水厌氧生化池废气收集处理系统工程设计 所在学院 专业班级 环境工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要 针对污水厌氧生化出力时产生废气臭味中，成分复杂的特点，在资料分析的基础上，运用生 物吸收技术，确定设计方案，并进行理论计算分析，研究该废气的特性。本设计采用生物滤池除臭工艺对废气进行处理。结果表明，该工艺对废气中的硫化氢、氨气等气体可以有良好的去除效率，处理后的废气可达到恶臭污染物排放标准二级标准。该工艺运行成本低，管理简便，可成为污水厂臭气处理的推荐工艺。 关键词： 生物滤池；除臭；废气处理 With
2、 daily 1 million tons of dyeing wastewater anaerobic biological pool gas collection and handling systems engineering design ABSTRACT Output for the anaerobic biological waste gas generated when the odor, the composition of complex features in the data analysis, based on the use of bio-absorption tec
3、hnique to determine the design and analysis of theoretical calculations to study the emission characteristics. The design uses a biological filter deodorization process on the gas for processing. The results show that the process of emission of hydrogen sulfide, ammonia and other gases can have a go
4、od removal efficiency, exhaust gas after treatment to achieve “emission standards for odor pollutants“ secondary standards. The process of low running costs, management is simple and can be recommended by the sewage treatment plant odor technology. Keywords: Biological filter, deodorant, waste gas t
5、reatment 目录 第 1 章 绪论 . 1 1.1 污水处理厂臭气特性及治理技术难点 . 1 1.1.1 污水厂臭气成分 . 1 1.1.2 恶臭危害 . 1 1.2 课题设计意义 . 2 第 2 章 污水处理厂废气处理技术 . 2 2.1 水清洗和化学除臭法 . 2 2.2 活性炭吸附法 . 2 2.3 催化型活性炭法 . 3 2.4 臭氧氧化法 . 3 2.5 燃烧法 . 3 2.6 纯天然植物提取液喷洒技术 . 3 2.7 生物除臭法 . 3 2.8 工艺选择 . 4 第 3 章 设计部分 . 5 3.1 厌氧生化池设计 . 5 3.2 工艺流程 . 5 3.3 恶臭物质浓度及排放
6、标准 . 6 3.3.1 主要恶臭物质浓度设计值 . 6 3.3.2 除臭排放标准 . 6 3.4 收集与输送系统 . 6 3.4.1 加盖设计 . 6 3.4.2 风量计算 . 9 3.5 除尘系统 . 9 3.4 加湿系统 . 10 3.5 生物过滤系统 . 11 3.5.1 生物滤池的选型 . 11 3.5.2 设计参数的确定 . 12 3.5.3 填料选择 . 12 3.5.2 影响生物滤池除臭效果的因素 . 13 3.8 投资估算及运行费用 . 14 3.8.1 投资估算 . 14 3.8.2 运行费用 . 15 结论 . 16 参考文献 . 17 致谢 . 错误 !未定义书签。 附
7、录 . 18 附录 A 工艺流程图 附录 B 平面布置图 附录 C 构筑物图（生物滤池） 附录 D 废气收集系统图 1 第 1 章 绪论 1.1 污水处理厂臭气特性及治理技术难点 1.1.1 污水厂臭气成分 在污水处理厂臭气的成分是多种多样，一般主要由碳、硫、氮等元素组成。按气体的化学组分不同，将其分为： (1)含硫的化合物，如 H2S、硫醇、硫醚类； (2)含氮的化合物，如氨、胺类 、酰胺、吲哚等； (3)卤素及衍生物，如卤代烃等； (4)烃类，如烷烃、烯烃、炔烃以及芳香烃等； (5)含氧的有机物，如醇、酚、醛、酮、有机酸等。除 H2S 和 NH3 外，恶臭物质大多是有机物。污水处理厂几种主
8、要恶臭物质成分 1，详见表 1。表 1 主要臭气成分 臭气成分 典型分子式 臭气特性 胺类 CH3NH2(CH3)3N 鱼腥味 氨 NH3 氨味 二胺 (CH2)4NH2NH2(CH2)5NH2 腐肉味 硫化氢 H2S 臭鸡蛋味 硫醇 CH3SHCH3SSCH3 烂洋葱味 粪臭素 C8H5NHCH3 粪便味 1.1.2 恶臭危害 臭味给人以感官不悦，甚至会危及人体生理健康，诸如呼吸困难、倒胃、胸闷、呕吐等。它除了刺激人的嗅觉器官使人 觉得不舒服外，还对人的呼吸系统、消化系统、内分泌系统、神经系统和精神系统产生不利的影响，高浓度下还会导致急性中毒甚至死亡。 随着人类社会经济的发展，人民生活水平的
9、提高和日益增强的公众环境意识，城市污水处理厂在运行过程中所产生的臭气问题，已经引起社会越来越多的关注。为了防止和消除城市污水处理厂臭味对周 围环境及居民生活的影响，一些发达国家先后制定和逐步完善了一些有关的具体 规定。目前我国兴建的城市污水处理厂大多在大、中城市和旅游景点城镇，有的很难避开居民区、交通要道或村落，因此污水处理厂脱臭问题不可避免地提到议事日程上来，有的已达到急迫需要得到解决的地步。 2 1.2 课题设计意义 污水处理工程是一项利于生态环境、利于人类未来发展的项目，但是由于客观技术的制约，现今的众多污水处理厂都存在着或多或少的环境问题，开放式污水处理过程中的无组织废气排放便是其中的
10、一个方面。污水处理厂工作人员和生活在周边的居民每天都承受了臭气排放带来的危害，他们的健康遭受了严重的威胁。 纵观世界，在西方发达国 家，污水处理过程中的臭气排放问题已经基本得到解决，人类生存环境已经不会因为污水处理而遭受破坏。而在国内，此类项目仍处于起步发展阶段，我们对污水处理过程中的臭气一方面还不够重视，另一方面也缺乏技术，这直接导致我国在此领域的落后地位。然而，一些简单的除臭技术已经渐渐应用于我国一些空气环境质量高要求的地区。要想真正达到较高的空气环境质量，我们必须在此领域作出更大的努力，为人类社会的发展提供一片洁净的空间。 第 2 章 污水处理厂废气处理技术 污水处理厂 除臭方法经历了一
11、个发展过程，从最初采用的水洗法，逐步发展到效果较好 的微生物脱臭法。常见的方法有水洗法、活性炭吸附法、催化型活性炭法、臭氧氧化法、燃烧法、纯天然植物提取液喷洒技术、生物脱臭法等。 下面我们将对这些常见的方法进行简单的介绍，并且为此次设计选择合适的工艺。 2.1 水清洗和化学除臭法 水清洗是利用臭气中的某些物质能溶于水的特性，使臭气中氨气、硫化氢气体和水接触、溶解，达到脱臭的目的。化学除臭法是利用臭气中的某些物质和药液产生中和反应的特性，如利用呈碱性的苛性钠和次氯酸钠溶液，去除臭气中硫化氢等酸性物质，利用盐酸等酸性溶液，去除臭气中的氨气等碱性物质。与活性炭吸附 法相比较，化学除臭法必须配备较多的
12、附属设施，如药液贮存装置、药液输送装置、排出装置等，运行管理较为复杂，运行费用较高，与药液不反应的臭气较难去除，效率较低 。 2.2 活性炭吸附法 活性炭吸附法是利用活性炭能吸附臭气中致臭物质的特点，达到脱臭目的。为了有效地脱臭，通常利用各种不同性质的活性炭，在吸附塔内设置吸附酸性物质的活性炭，吸附碱性物质的活性炭和吸附中性物质的活性炭，臭气和各种活性炭接触后，排出吸附塔。该法与水清洗和药液清洗法相比较，具有较高的效率，但活性炭吸附到一定量时会达到饱和，就必须再生或更换活性 炭，因此运行成本较高。这种方法常用于低浓度臭气和脱臭的后处理。 3 2.3 催化型活性炭法 传统的活性炭吸附法存在着活性
13、炭再生费用高、更换活性炭操作麻烦等缺点。为了改善这些缺点，卡尔冈公司在 1994 年开发了一种可靠的催化活性炭除臭技术。该活性炭是烟煤基带增强催化能力的粒状活性炭，具有独特的催化能力和水再生优势，克服了传统活性炭的缺点。催化型活性炭通过对 H2S 及其它含硫有机物吸附后，催化型活性炭促进氧化反应，将 H2S 转变为H2SO4、少量的 H2SO3 和硫元素。催化型活性炭只对 H2S 及含硫有机臭味气体去除率高，对 污水厂产生的其它臭味物质去除率不是很高，因此此方法较适宜用在污水泵站除臭中。 2.4 臭氧氧化法 臭氧氧化法是利用臭氧强氧化剂，使臭气中的化学成份氧化，达到脱臭的目的。臭氧氧化法有气相
14、和液相之分，由于臭氧发生的化学反应较慢，一般先通过药液清洗法，去除大部分致臭物质，然后再进行臭氧氧化。 臭氧对臭味物质氧化分解反应式如下： R3HR3N O O2 H2S O3S H2O O2（主反应） SO2 H2O（副反应） CH3SH O3CH3 S S CH3 CH3 SO3H O2 2.5 燃烧法 燃烧法有直接燃烧法和触煤燃烧法。根据臭气的特点，当温度达到 648 ，接触时间 0.3 s以上时，臭气会直接燃烧，达到脱臭的目的。 2.6 纯天然植物提取液喷洒技术 采用雾化设备将纯天然植物提取液喷洒形成具有很大比表面积的小雾粒，吸附空气中的臭气分子进行反应或催化与空气中的氧气反应，生成无
15、味、无二次污染的产物。 2.7 生物除臭法 生物除臭法是通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，达到除臭的目的。目前国内外污水处理厂采用生物法处理臭气的方法主要有土壤处理法和生物滤池法等，除臭效果较好 。 2 （ a）土壤处理法： 是利用土壤中的有机质及矿物质将臭气吸附、浓缩到土壤中，然后利用土壤中的微生物将其降解的方法。由穿孔管构成的空气分布系统位于生物土壤底部，收集的臭气藉风机进入穿孔管，然后缓慢的在土壤介质中扩散，向上穿过土壤介质，并暂时的吸附在载4 体表面或吸附在微生物表面，或吸附在薄膜水层中，然后臭气被微生物吸收，参与微生物代谢，臭气被转化成 CO2和 H2O。土壤扩散层由粗、
16、细石子及黄沙组成，可以使臭气均匀分布。土壤法具有设备简单，运行费用极低，维护操作方便的优点。 （ b）生物滤池： 生物滤池法是把收集的臭气先经 过加湿处理，再通过长满微生物的、湿润多孔的生物滤层，臭气物质被填料吸收，然后被微生物分解成二氧化碳和其它无机物，从而达到除臭目的。生物滤池法工艺流程为：臭气收集 风管输送 抽风机 预洗池加湿 生物滤池 排气。滤池填料可采用海绵、干树皮、干草、木渣、贝壳、果壳及其混合物等 3 。 生物滤池的缺点是占地较大。其优点是较经济，来自天然的富含有机成分的多孔渗水填料构造简单，操作方便，无需液体循环系统。 2.8 工艺选择 综上所述，对大流量、低浓度的挥发性有机废
17、气的恶臭气体，用物理法和化学法都存在投资大、操作复杂， 运行成本高等问题，生物法比物理法、化学法更具优势，是恶臭治理的一个发展方向。故本设计采用生物滤池除臭工艺。 下面对工艺原理进行简单的介绍： Otten graf 等提出了生物膜理论，并建立了如图 1 所示的理论模型来描述低浓度有机废气的净化过程。孙石等较早地在国内介绍了 Otten graf 模型，并认为恶臭气体在生物滤池中的吸附净化一般要经历以下几个步骤 4-6： (1)废气中的有机污染物首先同水接触并溶解 (或混合 )于水中，即由气膜扩散进入液膜； (2)溶解 (或混合 )于液膜中的有机污染物在浓 度差的推动下进一步扩散到生物膜内，进
18、而被其中的微生物捕获并吸收； (3)进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，最终转化为无害的化合物。在次净化过程中，总吸收速率主要取决于气、液两相中的有机污染物扩散速率 (气膜扩散、液膜扩散 )和生化反应速率。 图 1 Otten graf 模型 5 第 3 章 设计部分 3.1 厌氧生化池设计 本设计中，处理的废体来源是污水处理厂的厌氧生化池，日处理量为 1 万吨。先对该厌氧生化池的构造进行设计，从而设计废气收集系统。 设计流量： 10000m3/d，每小时 500m3 设计容积负荷为 Nv=2.0kgCOD/(m3.d)， COD 去除率为 60%。 则厌氧
19、池有效容积为： V1=10000（ 1500-600） 0.001/2=4500m3 据资料，经济的厌氧池高度一般为 4 6m，并且大多数情况下这也是系统优化的运行范围。厌氧池的池形有矩形、方形和圆形。圆形厌氧池具有结构稳定的特点，但是建造圆形厌氧池的三相分离器要比矩形和方形的厌氧池复杂得多。因此本次设计选用矩形厌氧池，从布水均匀性和经济考虑，矩形厌氧池长宽比在 2： 1 左右较为合适。 设计厌氧池有效高度为 h=5m，则横截面积 S=4500/5=900m2 设计厌氧池长约为宽的 2 倍，则可取 L=44m， B=22m； 一般应用时厌氧池装液量为 70% 90%，本工程 中设计反应器总高度为 H=6.5m，其中超高0.5m。 厌氧池的总容积 V=22 44 6=5808m3，有效容积为 4500m3，则体积有效系数为 77.5%，符合有机负荷要求。 7 3.2 工艺流程 图 2 生物滤池工艺流程图
