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1、工程编号:污水处理站恶臭气体治理工程 方案设计 XXXXXXXXXXXXX 二零一三年八月编制 目 录 第一章 项目概述.错误!未定义书签。、概述.错误!未定义书签。、设计依据、原则与范围.错误!未定义书签。、项目名称.错误!未定义书签。、编制单位.错误!未定义书签。、工艺设计依据.错误!未定义书签。、工艺设计原则.错误!未定义书签。、项目建设必要性.错误!未定义书签。第二章 设计规模、处理浓度和处理要求.错误!未定义书签。、设计规模.错误!未定义书签。、恶臭气体成分.错误!未定义书签。、处理要求.错误!未定义书签。、设计内容与范围.错误!未定义书签。第三章 恶臭气体工程设计方案的确定.错误!
2、未定义书签。、恶臭气体处理技术一般情况介绍.错误!未定义书签。核心技术.错误!未定义书签。、推荐工艺.错误!未定义书签。第四章 工程设计及设计说明.错误!未定义书签。恶臭气体捕集.错误!未定义书签。成套预处理塔.错误!未定义书签。成套生物洗涤塔.错误!未定义书签。成套生物过滤塔.错误!未定义书签。引风机.错误!未定义书签。引风管道及冷凝水回收设计.错误!未定义书签。控制系统.错误!未定义书签。主要设备一览表.错误!未定义书签。第五章 投资估算.错误!未定义书签。编制依据.错误!未定义书签。投资概算.错误!未定义书签。第六章 技术经济指标分析.错误!未定义书签。处理能力.错误!未定义书签。处理效
3、果.错误!未定义书签。建设投资.错误!未定义书签。运行成本估算.错误!未定义书签。第七章 结论与说明.错误!未定义书签。第一章 项目概述、概述 废水处理站日设计处理规模为 240m3。根据 XXX 废水水质特性和已投产类似白酒酿造废水处理站的实际运行情况分析,该废水处理站的调节池(事故池、储水池)、厌氧池、A2O 池、接触氧化池、污泥浓缩池和污泥脱水等工序在生产运行过程中会产生难闻的恶臭气体,内含 H2S、NH3和少量挥发性有机溶剂(VOCs)。若不采取有效措施,恶臭气体四处散发,将导致废水处理站区和周边空气环境的污染。为此,XXX 非常重视,拟将废水处理站的废气除臭工作提到当前的重要议事日程
4、上来,决定采取有效措施治理处理站产生的恶臭气体,以树立企业良好形象并促进可持续发展。调节池(事故池一)检查孔 缺氧、兼氧池 事故池二 恶臭气体处理主体设备安装位置 成都 XXX 环境技术有限公司(下简称 XXX 环境)简介 XXX 公司受 XXX 的委托,派员实地了解 XXX 废水处理站恶臭气体现状、以后运行情况预测,编制了四川 XXX 股份有限公司污水处理站恶臭气体治理工程方案设计。在方案编制过程中,我们依据了XXX 废水处理站选用的工艺流程、水质特性,以及类似工程生物除臭实际工程成果的经验和教训,并与业主协商沟通,拟定四川 XXX 股份有限公司污水处理站恶臭气体治理工程方案设计,供业主及有
5、关单位审核,以便下步更好对工程的实施。、设计依据、原则与范围、项目名称 四川 XXX 股份有限公司污水处理站恶臭气体治理工程。、编制单位 成都 XXX 环境技术有限公司、工艺设计依据 环境保护法(1989 年 12 月 26 日中华人民共和国主席令第 22 号发布)恶臭污染物排放标准 (GB14554-93)城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918)水污染物综合排放标准 (GB8978-1996)室外排水设计规范 (GB50014-2006)给水排水设计手册 (第二版)地表水环境质量标准 (GB38382002)建筑结构荷载规范 (GB50009-2012)混凝土结构设计规范 (GB50
6、010-2010)建筑地基基础设计规范 (GB50007-2011)建筑抗震设计规范 (GB50011-2010)建筑结构可靠度设计统一标准 (GB50068-2001)给水排水工程结构设计规范 (GB50069-2002)低压配电装置及线路设计规范 (GBJ54-83)其他相关规范及标准等 业主提供的相关资料及要求、工艺设计原则 贯彻执行国家关于环境保护的政策,符合国家的有关法律、法规、规范及标准。应用生物除臭技术,达到技术可靠、经济合理的目的。选择防腐性能好的材料设备,确保运行可靠性、减少维修工作量。采用必要的运行控制手段和安全保护措施,实现运行控制的可操作和安全生产。5.由于是改造工程,
7、站区总平面布置力求在便于施工、安装和维修的前提下,使各处理构筑物尽量集中,节约用地。使厂区环境和周围环境协调一致。站区建筑风格力求统一,简洁明快、美观大方,并与其周围景观相协调。、项目建设必要性 废水处理站的调节池(事故池、储水池)、厌氧池、A2O 池、接触氧化池、污泥浓缩池和污泥脱水等工序在生产运行过程中会产生难闻的恶臭气体,内含 H2S、NH3和少量挥发性有机溶剂(VOCs)。若不采取有效措施,恶臭气体四处散发,将导致废水处理站区和周边空气环境的污染。满足环保要求情况下及企业的可持续发展的条件下,必须新建恶臭处理系统,对其进行处理。第二章 设计规模、处理浓度和处理要求、设计规模 根据业主提
8、供的相关资料、相关经验参数。以下为项目设计气量为:序号 名称 面积(m2)臭气风量按单位水面积m3/(m2h)容积(m3)(有效空容积)空间换气次数 需要处理的臭气风量 1 事故池一 234 4 585 1 次/h 1521 2 事故池二 336 4 1260 1 次/h 2604 3 A2O 池的缺氧区和厌氧区 50 5 25 2 次/h 300 4 污泥脱水机房 55 7 次/h 385 5 合计 4810(m3/h)由表可得,臭废气总量为 4810m3/h,考虑一定的安全系数,则废水处理站恶臭气体处理总量按 5000m3/h 设计。、恶臭气体成分 废水处理过程产生的臭味物质主要由碳、氮和
9、硫元素组成,大多数是有机物。恶臭气体成份主要有 H2S、NH3,还含有少量的硫醇、硫醚、有机溶剂(VOCs)等恶臭物质。参照类似工程,并考虑一定的设计安全系数,进口处恶臭气体的设计浓度 H2S 3mg/m3、甲硫醇m3、甲硫醚m3、有机溶媒(VOCs)6mg/m3。注:以上设计水质参数需业主等有关方确认后方可下步设计。、处理要求 符合国家颁布实施的恶臭污染物排放标准(GB14554-93)要求。监测指标为 H2S、NH3、甲硫醇、甲硫醚等。即:恶臭气体净化排出口浓度,以排气筒高度 1520 米计,排气筒出口恶臭污染物浓度达到 H2S m3,甲硫醇m3,甲硫醚m3,有机溶媒(VOCs)去除率80
10、%。净化后的废气经 20m 高的排气筒排放,厂界恶臭气体浓度达到恶臭污染物排放标准(GB14554-93)一级标准。H2S mg/m3,甲硫醇m3、甲硫醚m3。、设计内容与范围 本方案的编制内容包括预生物除臭设备、引、排风管路系统以及安全防火防爆控制系统。第三章 恶臭气体工程设计方案的确定、恶臭气体处理技术一般情况介绍 恶臭气体污染治理技术大致有如下几类:物理法(掩蔽法、稀释扩散法);燃烧法(热力燃烧法、催化燃烧法);吸收法(水吸收法、酸吸收法、碱吸收法);吸附法(活性炭或分子筛);生物处理法(生物过滤器、生物滴滤池、生物洗涤塔)。根据类似废水处理站臭气的实际情况判断,XXX 废水处理站生产废
11、气的污染浓度应属低浓度的恶臭气体。在上述方法中,物理法(掩蔽法、稀释扩散法)适宜于处理场地空旷、对环境无太高要求的地方,对该工程不适合。燃烧法、化学氧化法适宜处理高浓度恶臭气体,用于该工程亦不适合。活性炭吸附法适用于低浓度的恶臭气体处理,存在运行成本高、再生难的问题,而且被活性炭吸附的恶臭物质,无法变成无毒成分,需靠再生予以去除,易产生二次污染是它的一个致命弱点。吸收法适用于中、低浓度的恶臭气体处理,具有简单实用的特点,但存在运行成本高问题。结合该工程,吸收法可作为预处理工艺。、废气生物除臭技术简介 废气生物除臭技术概况 自 20 世纪 80 年代开始,在西方的荷兰和德国已开始利用微生物来净化
12、恶臭气体已获得良好的效果。随后引起了美国、日本以及其他一些欧美国家的重视。生物法处理废气污染物是一项新兴的技术。其基本原理是:在净化器内的多孔填料表面上生长有种类繁多的微生物群体、构成生物膜层。废气流经填料床时,通过扩散作用,把污染物质转移到生物膜上;再通过微生物酶进行生物化学反应,把废气中的有害成分生物降解为N2、CO2和 H2O,从而实现净化恶臭废气的目的。国外在利用生物过滤技术处理低浓度、大流量的有机废气和恶臭的工作已经取得相当成功。据有关资料报道,利用生物技术能够降解的挥发性有机污染物和恶臭物质包括有:烷烃类、醛类、醇类、酮类、羧酸类、酯类、醚类、烯烃类、多环芳烃类、卤素类化学物质以及
13、H2S、NH3等。废气生物除臭工艺装置 恶臭气体生物除臭的主要工艺设备计有:(1)生物洗涤塔,(2)生物过滤器,(3)生物滴滤池。这些生物除臭设备的优缺点综述见表 31。表 31 生物除臭设备优缺点 处理技术 优 点 缺 点 生物洗涤塔 结构简单、成本低;中等投资、运行费用低;去除效率高;压降低;传质较慢;有湿度和 pH 要求。不堵塞。生物过滤器 结构简单、成本低;投资及运行费用低;去除率高;适用于低浓度;压降较高;无二次污染。体积大;每隔 3-5 年需更换填料;不适于处理高浓度的废气;有湿度和 pH 要求;颗粒物质会堵塞滤床。生物滴滤池 结构复杂、成本低;中等投资、运行费用低;去除效率高;压
14、降低。建造和操作比生物过滤器复杂;营养物添加过量时会产生大量微生物,造成堵塞。综合比较生物洗涤塔、生物过滤器和生物滴滤池的各自特点,我们认为:本工程采用生物洗涤塔和生物过滤器的串联生物除臭处理工艺是比较合适的。在类似废水处理站恶臭气体生物除臭工程中已取得较为成功的实践经验,可供借鉴。核心技术 优势菌种CMP 复合微生态制剂简介 CMP 是英文 Compound Micro-organisms Preparation 的缩写,意为“复合微生物制剂”。是利用无害的、具有特殊功能的微生物,根据处理臭气源需求构建组合,在特定的培养基中经特殊培养制作而成的微生物活菌制剂。CMP 不是“一种”特殊的微生物
15、,而是经过筛选的含有好氧、兼氧(或缺氧)的多种微生物共生在一起。产品经四川省卫生防疫站进行致病菌和卫生毒理检验,未检出对人和动物有害的沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌等致病菌,属实际无毒级产品,具有安全可靠的使用性。CMP 生物制剂生物除臭原理 CMP 生物制剂在一定时间段内,通过微生物的新陈代谢作用把高分子化合物转化为低分子化合物。并能使 NH3、H2S、甲硫醇等一类引起恶臭的物质转化成 N2、CO2和 H2O,H2S 被微生物还原成 S,从而消除废气的臭味。在生物洗涤塔内,利用 CMP 接种到废气除臭装置的载体填料上,然后恶臭物质通过增湿或淋洗方式转移到液相,当它再次流过生
16、长CMP 的填料层时则可通过传质、吸附过程,将它变成 CMP 的新陈代谢的营养物,最后形成 CO2和 H2O,实现除臭。当然,CMP 生物除臭的过程,也必须通过三个阶段,即:(1)恶臭物质的溶解,由气相进入液相。然后随液膜与生长在填料表面上的 CMP 充分接触,发生传质过程;(2)恶臭有机物质被 CMP 微生物菌群吸收、氧化分解,生成无害物质 N2、CO2和 H2O,H2S 被微生物还原成 S;(3)生化反应的产物随洗涤液排除,使恶臭气体得以净化。在生物过滤器内,废气中的恶臭污染物在生物过滤器内,由配气装置均匀分配至填料过滤层,经与附着生长在过滤层上的 CMP 微生物菌群接触,通过进一步的传质
17、、吸附生化反应过程,去除废气中的剩余恶臭。、推荐工艺 针对恶臭气体特性,并参照相关工程实例,推荐“预处理+生物洗涤塔+生物过滤器”的串联除臭工艺作为设计方案。具体工艺流程详见图31:CMP 循环液 CMP 循环液 定期投加 CMP 预处理塔 一级生物洗涤塔 二级并联生物过滤器 恶臭气体 风 机 泵 达标排放 CMP 循环液部分排至调节池或兼氧池,可提高兼氧池废水处理效果 循环液至调节池或兼氧池 泵 图 3-1 处理工艺流程方框图 处理工艺流程简介 恶臭气体收集系统一 恶臭气体收集系统二 恶臭气体主体处理设备 恶臭气体由引风机通过收集管道进入预处理塔。控制预处理循环吸收液呈弱碱性,以利于废气中部
18、分酸性污染物质的中和去除,较好地保证恶臭废气进入后续生物净化塔的 pH 控制条件。经预处理后的恶臭废气进入一级生物洗涤塔,废气中的恶臭污染物经附着生长在填料层上的微生物和 CMP 循环液联合进行生物净化处理,从而达到除臭目的。其机理是:在生物洗涤塔内,通过废气中恶臭污染物与含 CMP 的喷淋液逆向接触,促使恶臭物质从气相转入液相,并以液膜的形式进一步与附着生长在填料层表面的 CMP 微生物菌群进行传质、吸附生化反应,从而使废气中的大部分恶臭物质能得以去除。生物洗涤塔处理后的废气,由通风管道进入生物过滤器。废气中的恶臭污染物在生物过滤器内,由配气装置均匀分配至填料过滤层,经与附着生长在过滤层上的
19、 CMP 微生物菌群接触传质、吸附、生化等过程,进一步去除气体中的剩余恶臭,最终实现达标排放。预处理塔的喷淋液为碱性。运行一定时间后,其 pH 有所下降,当其呈酸性后应及时排放一部份吸收液至调节池。并补充碱性吸收液,保持其吸收液呈弱碱性,从而保证预处理效果和后续生物净化系统稳定运行。生物洗涤塔的喷淋液系含一定浓度()的 CMP 溶液,经泵提升至洗涤塔填料上部。运行一定周期后,应补充部分 CMP 新鲜液,以保持洗涤塔内喷淋液中的 CMP 微生物菌群数量。生物过滤器的湿度由一级生物洗涤塔脱雾器来保证,操作温度可通过一定的保温措施来实现,从而保证微生物活性和除臭效果。去除效果分析 除臭工艺流程中各单
20、元效果预测详见表 32。表 32 单元除臭效果预测表 序号 主要工序 pH H2S mg/m3 甲硫醇 mg/m3 甲硫醚 mg/m3 进口 出口 出口 去除率 出口 去除率 出口 去除率 1 恶臭废气产生源 6 3 2 预处理塔出口 6 78 50%50%50%3 生物洗涤塔出口 78 78 60%60%60%4 生物过滤塔出口 78 78 70%70%70%5 总去除率(%)94%94%94%6 有机溶媒(VOCs)去除率80%7 排气筒排放速率 10-3kg/h 310-4kg/h 210-5kg/h 8 排 气 筒 一 级 排 放 标 准 (GB14554-93)h 810-2kg/h
21、 h 9 厂 界 浓 度 一 级 标 准 (GB14554-93)第四章 工程设计及设计说明 恶臭气体捕集 本设计采用密闭方式收集恶臭气体,首先是对产气源的建(构)筑物加盖密封,而后采用负压方式抽气。总废气处理量:5000m3/h,设抽风口 1 个 主风管风速:10 m/s,风管:DN400,材质:玻璃钢,数量:70m,事故池一 废气处理量:1300m3/h,设抽风口 1 个 风管风速:5 m/s,由于事故池一已是密闭的,因此只需用引风管将恶臭气体引至处理系统就可以了,风管:DN300,材质:玻璃钢,数量:65m,事故池二 废气处理量:2500m3/h,设抽风口两个;风管风速:5 m/s,由于
22、事故池二上已建有遮光棚,因此只需将遮光棚四周用采钢板密闭就可以了;风管:DN300,材质:玻璃钢,数量:40m,复合材料板(带有推拉门):280 m2。A2O 池的缺氧区和厌氧区 废气处理量:400m3/h,设抽风口 1 个 风管风速:3 m/s,由于此处未封闭,因此需加集气罩,风管:DN300,材质:玻璃钢,数量:10m,玻璃钢板:86m2,污泥脱水机房 废气处理量:400m3/h,风管风速:3 m/s,由于污泥脱水机房已是密闭的,因此只需用引风管将恶臭气体引至处理系统就可以了,风管:DN300,材质:玻璃钢,数量:10m,成套预处理塔 废气处理量:5000m3/h 吸收液喷淋方式:两段喷淋
23、,总气水比 165:1 设备阻力:8090mmH2O;数量:1 座;塔外形尺寸:,钢结构;喷淋液水提升泵 80ZW40-16-4 Q:40m3/h、H:16m、P:4kw,数量:2 台。成套生物洗涤塔 废气处理量:5000m3/h 吸收液喷淋方式:三段喷淋,总气水比 165:1 设备阻力:8090mmH2O;数量:1 座;塔外形尺寸:,钢结构;吸收液循环泵 80ZW40-16-4 Q:40m3/h、H:16m、P:4kw,数量:2 台。成套生物过滤塔 单塔处理风量:5000m3/h;设备阻力:150170mmH2O;数量:2 座;单塔外形尺寸:。结构:钢结构;引风机 型号:9-28;Q:508
24、6m3/h,P:4599Pa,N:。数量:2 台(一台库房备用)。引风管道及冷凝水回收设计 引风管道设计原则 1)力求简单、紧凑、美观,便于安装、操作和检修;2)按照安全防爆原则,干管设计风速510m/s、支管风速35m/s的原则,合理确定管径;3)管道布置力求顺畅、减少阻力。引风管道冷凝水量及其排出设计 由于单元构筑物内的废水水温较高,在引排风过程中将产生大量的冷凝水。此外受废水水质特性影响,其产生的冷凝水为酸性。含有H2S和少量有机溶剂(VOCs)的混合水汽量为5kg/h左右。因此,为保证净化系统的稳定运行和减少预处理塔pH调整的运行费用,合理设计引风管道冷凝水的排出设施非常重要。根据引风
25、管道的布置,设置冷凝水回收装置的具体措施为:2套预处理设施前水平管道处各设置1个冷凝水回收装置。在引风机末端设一竖向排放管(包括支架),其高度为20m 在调节池(事故池一)、缺氧兼氧池和事故池等池的排气管上,每根管道都安有一阀门。控制系统 控制系统包括风机、水泵的运行控制。配备:电气控制柜1套,控制风机、水泵的运行。主要设备一览表 主要设备一览表详见表 41。表 41 主要设备一览表 序号 名 称 型号(规格)数量 备 注 一 风管 1 DN400,材质:玻璃钢 70m 2 DN300,材质:玻璃钢 125m 二 复合材料板 带推拉门 280 m2 三 玻璃钢板 86 m2 四 成套预处理塔
26、为钢结构,包括:喷淋液贮存池、填料支架、喷淋液分布装置、除雾器及支架、气体分配器、进水、排液装置、提升泵 2 台 1 座 五 成套生物洗涤塔 为钢结构,包括:CMP贮液循环池、填料支架、吸收液分布装置、除雾器及支架、气体分配器、进水、排液装置、循环泵 2 台 1 座 六 成套生物过滤塔 为钢结构,包括:气体分配器、填料支架及筛板、CMP 喷淋装置 1 座 七 引风机 9-28;Q:5086m3/h,P:4599Pa,N:。2 台 一台库房备用 八 控制系统 非标 1 套 自动控制 九 冷凝水回收装置 非标 2 套 十 空心球填料 30 多面空心球 40m3 生物洗涤塔 十一 惰性填料 卷式 2
27、0m3 生物洗涤塔 十二 复合填料 复配 21m3 生物过滤塔 十三 各类阀门 1 批 十四 排气管 玻璃钢,包括支架,DN400 20m 第五章 投资估算 编制依据 1、主材及设备价格按当地市场价计算。2、材料用量按实际重量加 1015%损耗计算。3、税金按现行标准计。投资概算 总投资概算万元。造价总表详见表 51。工程造价总表(5-1)序号 设备及材料名称 规格及型号 数 量 单价(万元)金额(万元)备 注 1 风管 DN400 风管,材质:玻璃钢 90m DN300 风管,材质:玻璃钢 125m 2 复合材料板 带推拉门 280 m2 包括支架 3 玻璃钢板 86 m2 包括支架 4 成
28、套生物洗涤塔 为钢结构,包括:喷淋液贮存池、填料支架、吸收液分布装置、除雾器及支架、气体分配器、进水、排液装置、提升泵 2 台 1 座 5 成套生物洗涤塔 为钢结构,包括:CMP 贮液循环池、填料支架、吸收液分布装置、除雾器及支架、气体分配器、进水、排液装置、循环泵 2 台 1 座 6 成套生物过滤塔 为钢结构,包括:气体分配器、填料支架及筛板、CMP 喷淋装置 1 座 7 引风机 9-28;Q:5086m3/h,P:4599Pa,N:。2 台 台库房备用 8 控制系统 非标 1 套 自动控制 9 冷凝水回收装置 非标 2 套 10 空心球填料 30 多面空心球 40m3 生物洗涤塔 11 惰
29、性填料 卷式 20m3 生物洗涤塔 12 复合填料 复配 21m3 生物过滤塔 13 各类管件及阀门 1 批 14 技术费(113 项费用的%)15 现场工艺调试费(113 项费用的%)16 管理费(115)项费用的%)17 税收(116)项费用的%)18 CMP 生物制剂费 (吨、20000 元/吨)19 不可预见费(113)项费用的%)20 工程总造价(万元)0 第六章 技术经济指标分析 处理能力 废气处理量:5000m3/h。按日运行 24h 计,日废气处理量105m3。处理效果 废水处理站产生的恶臭废气经净化后,其恶臭物质排放浓度可达到国家恶臭污染物排放标准(GB14554-93)中规
30、定的二级排放标准要求。厂界下风向的具体指标为:H2S mg/m3、甲硫醇m3、甲硫醚m3,臭气浓度20(无量纲)。建设投资 工程总投资万元。运行成本估算 包括 CMP 制剂、电费、人工费等费用。1)CMP 制剂费 CMP每周补充一次,每次补充量为日处理气量的十万分之三,CMP制剂费为 20 元/日。2)电费 系统运行功率,按 24 小时运行,耗电总量为;电价按元/计;电费为 216 元/日。3)人工费 以现有操作人员兼管,人工费不计。4)废气除臭处理系统成本 废气除臭直接运行费用(不含折旧费、人工费)为 236 元/日。第七章 结论与说明 1、针对 XXX 废水处理站的实际情况,可用于该工程的
31、废气除臭工艺方案有活性炭吸附法、化学吸收法和生物除臭法。从技术上讲,上述方案均是可行的,而且均有一定的工程实例。但是,从经济角度讲,生物除臭法的基建投资和运行费用要远比活性炭吸附法、化学吸收低。因为,生物除臭法对生产废气恶臭物质的去除是通过生物降解的过程,即 H2S 被微生物还原成 S,把有机污染物质(VCOs)变成 CO2、N2、N02和 H2O 的过程,它是不可逆转的。而活性炭吸附法则是物理法,恶臭物质是被吸附,它需要通过活性炭再生装置燃烧去除,故有二次污染的后患。另外,恶臭废气源湿度大,若用活性炭吸附法,及易吸附层堵塞,更换周期一般为 3 个月左右,运行费用极高。为此,我们认为生物除臭法更适合于 XXX 废水处理站的废气除臭,故推荐生物除臭法为设计方案的主导工艺。2、本方案设计,采取“预处理塔+生物洗涤塔+生物过滤器”处理工艺的治理思路,能使 XXX 废水处理站恶臭气体治理效果达到设计要求。3、经初步概算,本推荐方案的工程建设投资为元。废气除臭处理工作的每日运转费用为 240 元左右。4、为确保安全运行,注意安全防爆和单元构筑物微负压运行问题。选用防爆风机、电机。成都 XXX 环境技术有限公司 2013 年 8 月