化工廢氣治理設計

1、 緒論選題背景大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一,石油化學工業(yè)廢氣是大氣污染物的重要來源。大量廢氣排入大氣,必然使大氣環(huán)境質量下降,給人體健康帶來嚴重危害。廢氣中最難處理的就是有機廢氣,有機廢氣通過呼吸道和皮膚進入人體后,能給人的呼吸、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官造成暫時性和永久性病變,尤其是苯并芘類多環(huán)芳烴能使人體直接致癌,已經引起人類的高度重視。石油化工企業(yè)生產中會產生各種有機物廢氣,主要包括各種烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等,這些有機廢氣會造成大氣污染,危害人體健康,。有機廢氣對人體的危害是多方面的,不同行業(yè)有機物廢氣的毒性也是各不相同的,其中廢氣中10種常見的有機廢氣對人體的危害主

2、要表現為:苯類有機物多損害人的中樞神經,造成神經系統(tǒng)障礙,當苯蒸氣濃度過高時（空氣中含量達2%）,可以引起致死性的急性中毒。多環(huán)芳烴有機物有強烈的致癌性。苯酸類有機物能使細胞蛋白質發(fā)生變形或凝固,致使全身中毒。發(fā)生腈類有機物中毒時,可引起呼吸困難、嚴重窒息、意識喪失直至死亡。有機物硝基苯影響神經系統(tǒng)、血相和肝、脾器官功能,皮膚大面積吸收可以致人死亡。芳香胺類有機物致癌,二苯胺、聯(lián)苯胺等進入人體可以造成缺氧癥。有機氮化合物可致癌。有機磷化合物降低血液中膽堿脂酶的活性,使神經系統(tǒng)發(fā)生功能障礙。有機硫化合物中,低濃度硫醇可引起不適,高濃度可致人死亡。含氧有機化合物中,吸入高濃度環(huán)氧乙烷可致人死亡;丙

3、烯醛對粘膜有強烈的刺激;戊醇可以引起頭痛、嘔吐、腹瀉等。進入21世紀,隨著社會經濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強,人們對環(huán)境質量提出了更高的要求。目前我國的環(huán)境問題依然十分突出,已嚴重地制約了經濟發(fā)展和人民生活水平的提高,其中有毒有機物對環(huán)境污染非常嚴重,該類污染物具有排放量大、污染面廣和難以降解的特點,對它們的污染控制一直是環(huán)保工作者研究的重點課題。設計意義隨著國民經濟的告訴發(fā)展，人民的生活水準的迅速提高，對生活，工作，學習環(huán)境的要求也日益提高，廢氣污染的治理也越來越受到人們的關注。因此，以石油化工企業(yè)為研究對象，進行廢氣的分析，并采取適當的工藝對廢氣進行治理，盡可能的減少廢氣對人體的危害，是大

4、氣污染治理的極為重要的一部分，也是一項有意義的工作。設計的主要內容本文將介紹一種廣泛應用于石油化學工業(yè)廢氣凈化的技術生物技術。本次設計主要涉及五部分內容，包括廢氣的收集、廢氣的處理、凈化氣體的排放、連接管道的設計計算以及相關設計圖的繪制。其中還介紹了廢氣污染現狀與危害，處理的工藝流程和原理、相關的各種標準規(guī)則。設計概要2.1設計范圍本設計范圍包括：處理裝置、配電、管道設計和排放系統(tǒng)設計、投資分析以及系統(tǒng)運行費用預估等。2.2技術規(guī)范1、大氣污染控制工程；2、工業(yè)通風除塵技術；3、大氣污染物綜合排放標準(GB16297-1996)；4、工作場所有害因素職業(yè)接觸限值(GBZ2-2002)；5、城鎮(zhèn)

5、污水廠污染物排放標準(GB18918-2002)；6、工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范(GB50187-93)；7、工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范(GB50046-95)；8、大氣污染物綜合排放標準(GB16297-1996)；9、大氣環(huán)境質量標準(GB3095-1996)；設計依據1、對廢氣介質和設計要求所做的分析化驗及小試結果；2、類似工程治理的工程經驗和技術；3、國家現行的建設項目環(huán)境保護設計規(guī)定；4、設計技術規(guī)范與標準。設計原則1、借鑒類似廢氣處理工程實踐經驗，廣泛參閱相關資料；2、處理工藝穩(wěn)定、合理、可靠、實用；3、運行費用低，管理操作簡便；4、根據場地情況，合理布局。設計參數及目標3.1主要技術參數

6、1設計范圍：有機廢氣處理風量：6000m3/h；3廢氣溫度：25C；4.凈化率：90%；排放高度：15m；6排放濃度：達到GB16297-1996大氣污染物綜合排放標準中二級標準；3.2設計目標嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)境保護的各項規(guī)定，確保各項污染指標達到國家及地區(qū)有關污染物排放標準，認真貫徹國家關于環(huán)境保護的方針和政策，使設計符合國家的有關法規(guī)、規(guī)范。經處理后排放的粉塵符合國家和地方的有關排放標準和規(guī)定。經本處理工藝處理后的廢氣，將不會產生二次污染。本處理工藝運行安全可靠，處理效果好，維護簡單方便。采用低耗能、地運行費用、基建投資少、維護管理方便。工藝設計與設備選型能夠在生產運行過程中有較大的調節(jié)

7、余地。采用先進、可靠的自動化控制技術，使廢氣能夠完成自動處理。廢氣處理工藝分析及確定廢氣處理工藝方案的選擇選擇思路隨著科學技術的飛速發(fā)展，商品生產給人類物質文明增色添彩，然而與豐富的物質享受相伴而生的是人類生態(tài)環(huán)境在遭受不斷地威脅。有機廢氣污染物排放所造成的環(huán)境污染問題，帶給生態(tài)環(huán)境和人類身體健康嚴重的危害性因而成為人們關注的焦點。有機廢氣的種類多種多樣，所以采用的治理技術也要根據廢氣的性質而定。根據排放的廢氣情況，廢氣處理工藝的選擇必須依照如下思路：（1）根據廢氣的氣質和排放量，采用成熟可靠的多級高效物化處理工藝。（2）首先通過均質過程，使廢氣氣質、氣量穩(wěn)定，減輕后續(xù)處理工藝的沖擊負荷。（3

8、）綜合考慮投資成本。4.1.2常見廢氣治理方法及比較目前國內廢氣氣體處理常見的方法有活性碳吸附法、等離子法、植物噴灑液法和和UV光解凈化法等等。活性碳吸附法活性碳吸附法是利用活性炭內部空隙結構發(fā)達，有巨大比表面積原理來吸附通過活性炭池的惡臭氣體分子，初期處理效率可達65%,但極易飽和，通常數日即失效，需要經常更換，并需要尋找廢棄活性碳的處理辦法，運行維護成本很高，適用于低濃度、大風量氣體，對醇類、脂肪類效果較明顯，但濕度大的廢氣效果不明顯，且容易造成環(huán)境二次污染。等離子法等離子法是利用高壓電極發(fā)射離子及電子，破壞廢氣分子結構的原理，轟擊廢氣中分子，從而裂解廢氣分子，對低濃度的污染氣體凈化效果明

9、顯，在正常運行情況下可達到80%以上，能處理多種廢氣充分組成的混合氣體，不受濕度的影響，且無二次污染；但用電量大，且還需要清灰，運行維護成本高，對高濃度易燃易爆氣體極易引起爆炸。植物噴灑液法植物噴灑液是通過向產生污染氣體的空間噴灑植物提取液將氣體進行中和、吸收，達到凈化氣體的目的，凈化廢氣效果低濃度可達到50%,不同的廢氣選擇不同的噴灑液，需經常添加植物噴灑液，且需維護設備，運行維護費用高，易造成二次污染。UV光解凈化法UV光解凈化法采用高能UV紫外線，在光解凈化設備內，裂解氧化廢氣物質分子鏈，改變物質結構，將高分子污染物質裂解、氧化為低分子無害物質，其凈化效率可99%，凈化效果大大超過國家1

10、993年頒布的惡臭物質排放標準(GB14554-93)，能處理氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚等高濃度混合氣體，內部光源可使用三年，設備壽命在十年以上，凈化技術可靠且非常穩(wěn)定，凈化設備無須日常維護，只需接通電源即可正常使用，。適用范圍：食品加工廠、肉類加工廠、屠宰場、家禽飼料場、金屬鑄造廠、塑料再生廠、噴涂溶劑等有機和無機物污染氣體的凈化處理。但其對濕度大的廢氣效果不明顯，且容易造成環(huán)境二次污染，對人體傷害比較大。國外現有污染氣體的主要處理技術有：氧化法、物理化學法、低溫等離子法、植物提取液法、生物技術等。表4-1各種治理技術對比表治理技術主要機理優(yōu)點缺點

11、活性炭吸附法利用活性炭吸附污染氣體中致臭物質，污染氣體通過活性炭層，污染物質被吸附，潔凈氣體排出吸附塔去除效率咼，適合高凈化要求的氣體活性炭吸附到一定量時會達到飽和，就必須再生或更換活性炭，因此運行成本較咼。這種方法常用于低濃度臭氣和脫臭的后處理。產生二次污染?；瘜W反應法利用廢氣中的某些物質和藥液產生中和反應的特性，去除氣體中污染成分。常見的有酸堿洗滌法，加氯洗滌法，過氧化氫洗滌法可以廣泛地出去多種惡臭氣體，并達到很高的去除效率；具有較強操作性必須配備較多的附屬設施，運行管理較為復雜，運行費用較咼，與藥液不反應的臭氣較難去除，效率低。續(xù)表4-1各種治理技術對比表執(zhí)八、氧化法催化氧化法在催化劑的

12、作用下，使有機廢氣中的碳氫化合物在較低溫度下迅速氧化成為氧化碳和水，從而達到凈化目的低溫操作（288-350C）,高去除率運行費用較高，催化劑易中毒，產生NOx的二次污染。高設備投資執(zhí)八、氧化法直燃式氧化法用直接燃燒的方式來去除有機污染氣體高去除率，可處理咼濃度VOCs咼設備投資，運行費用咼，產生較多NOx的二次污染蓄熱式氧化法加熱蓄熱陶瓷，讓有機氣體通過蓄熱燃燒室進行燃燒，達到去除的目的高去除效率，較之直燃式，運行費用低高設備投資，處理可燃氣濃度小于25%，產生NOx的二次污染,設備重量大，維護保養(yǎng)困難土壤脫臭法土壤脫臭機理主要可分為物理吸附和生物分解兩類，水溶性惡臭氣體（如胺類、硫化氫、低

13、級脂肪酸等）被土壤中的水分吸收去除，而非溶性臭氣則被土壤表面物理吸附繼而被土壤中微生物分解維護費用低，除臭效果與活性炭相當占地多，處理占地為2.5-3.3m2/m3氣體；不適于多暴雨多雪地區(qū)，對于高溫、高濕和含水塵等氣體必須進行預處理低溫等離1氐右皿寸內子法在外加電場的作用下，電極空間里的電子獲得能量后加速運動，從而引發(fā)了使其發(fā)生激發(fā)、離解或電離等一系列復雜的物理、化學反應，使得產生臭味的基團化學鍵斷裂，再經過多級凈化而達到除臭的目工藝簡潔,操作簡單，適應氣體溫度寬（一5050C）去除效率低，可處理的氣體種類較少UV紫外線法利用特制的高能高臭氧UV紫外線光束照射惡臭氣體，改變惡臭氣體的分子結構

14、，使有機或無機咼分子惡臭化合物分子鏈在咼能紫外線光束照射下，降解轉化成低分子化合物占地面積小，運行成本較低，設備投資較低去除效率低，可處理的氣體種類較少續(xù)表4-1各種治理技術對比表植物液噴灑技術通過霧化植物的天然提取液，讓霧化后的液體與異味氣體結合，產生包覆、氧化、分解等一系列物理化學反應，將異味氣體轉化成二氧化碳、水和無機鹽。達到除臭目的設備投資較低，工藝簡單，易操控，去除效率較咼運行費用高，可處理氣體種類較少生物技術利用微生物和污染氣體接觸，當氣體經過生物表面是被特定微生物捕獲并消化掉，從而使有毒有害污染物得到去除工藝流程簡短、監(jiān)測控制集中、減除效果明顯、去除效率咼，運行費用低，占地面積小

15、、不產生二次污染一次性投資高通過以上各種治理技術的比對，使用生物技術治理污染氣體明顯更適合當前真正意義的環(huán)保理念。4.2生物技術介紹4.2.1什么是生物技術生物技術(EnvironmentalBiotechnology)是指直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生產工藝或能夠高效凈化環(huán)境污染，同時又能生產有用物質的工程技術?？萍嫉陌l(fā)展充分證明了環(huán)境生物技術在解決環(huán)境問題過程中所示出的獨特功能和優(yōu)越性，它的純生態(tài)過程，體現出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，它具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點。生物技術是21世紀國際生物技術的一大熱

16、點，兼有基礎科學和應用科學的特點，在環(huán)境污染治理中，主要利用微生物、少部分利用植物作為污染控制的生物，是環(huán)境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術，其處理污染物通常能一步到位，最終產物大都是無毒無害、穩(wěn)定的物質。在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境污染的修復和重污染工業(yè)企業(yè)的清潔生產等各個方面，環(huán)境生物技術都發(fā)揮著極為重要的作用。目前生物技術應用于環(huán)境保護中主要是利用微生物，少部分利用植物作為環(huán)境污染控制的生物。生物技術已是環(huán)境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術，其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、

17、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測、污染環(huán)境的修復和污染嚴重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產等環(huán)境保護的各個方面，發(fā)揮著極為重要的作用。應用環(huán)境生物技術處理污染物時，最終產物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質，如二氧化碳、水和氮氣。利用生物方法處理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次轉移，因此它是一種消除污染安全而徹底的方法。特別是現代生物技術的發(fā)展，尤其是基因工程、細胞工程和酶工程等生物高技術的飛速發(fā)展和應用，大大強化了上述環(huán)境生物處理過程，使生物處理具有更高的效率，更低的成本和更好的專一性，為生物技術在環(huán)境保護中的應用展示了更為廣闊的前景。隨著細胞融合、基因工程、分子生物等技術的發(fā)展，環(huán)境生物技術得到了進一步的開發(fā)，

18、研究領域不斷擴大，已成為一種經濟效益和環(huán)境效益俱佳的解決環(huán)境污染問題的有效手段之一。同時,隨著人們環(huán)境意識和生態(tài)概念的不斷加強,市場對生物技術、生物產品的需要明顯增多,政府也更加重視生物技術的發(fā)展，環(huán)境生物技術本身也將更加成熟。生物技術是利用微生物和污染氣體接觸，當氣體經過生物表面時被特定微生物捕獲并消化掉，從而使有毒有害污染物得到去除的一種污染氣體治理技術。4.2.2國內外研究現狀利用生物法處理空氣中的污染物可以追溯到20世紀50年代中期，生物法凈化廢氣的研究，最先用于處理空氣中低濃度的臭味物質，如堆肥場和動物脂肪加工場的有機廢氣脫臭處理。第一個利用微生物處理廢氣的專利于1957年出現在美國

19、，但到1970年后才引起各國重視。到1980年，德國、日本、荷蘭等國家已有相當數量的各類生物處理廢氣裝置投入運行，對混合廢氣的去除率一般在95%以上。到目前為止，德、日、荷等國已成功應用于化工、輕工等行業(yè)，投入運行的生物凈化裝置已逾千套。Smith等采用生物過濾床對甲苯廢氣進行處理，處理效率達77%，而持續(xù)時間可達200d。Sorial等在研究利用生物過濾床處理含苯、甲苯、乙苯和二甲苯的廢氣中發(fā)現，在EBRT為0.67min,有機負荷為6.2kgCOD/(m3d)時,處理效率可達88%等發(fā)現在乙酸乙酯負荷為490kg/(m3h)時，用生物過濾床,去除效率分別為95%和90%。HyunKeurS

20、0n等采用硬木的鋸末與城市廢水的污泥混合組成的濾料對乙苯廢氣進行處理時，在不加營養(yǎng)劑的條件下運行62d內，去除效率超過80%。Okkerse等人研究了生物滴濾床處理廢氣中生物量累積和阻塞的問題，并利用二氯甲烷作為模擬污染物質，建立了動力學模型；Pol等人利用生物滴濾床去除廢氣中的苯乙烯取得了較好的效果；Laurenzisd人則在攪拌式滴濾床反應器中通過間歇除去部分污泥來連續(xù)處理生物廢氣。而在我國有關這方面的研究及應用還處于起步階段，王家德等人在裝有聚丙烯散堆填料的生物濾床內進行二氯甲烷廢氣處理可行性研究，發(fā)現空塔氣速、進口濃度及酸性環(huán)境對二氯甲烷的降解有影響。季學光等人為探索氣態(tài)揮發(fā)性有機污染

21、物高負荷生物滴濾器處理的可能性，采用篩選出的纖維附著活性載體材料進行了甲苯廢氣的凈化研究試驗。但高負荷時滴濾床的堵塞以及廢氣中存在多種化合物時的目標化合物去除量的減少，這兩個問題依然妨礙著生物濾床處理廢氣在工業(yè)中的廣泛應用。廖雷等人利用新工藝處理油煙廢氣，發(fā)現假單孢菌菌液掛膜的填料塔對油煙廢氣有較好的凈化效果；王德民等在生物膜填料塔處理丙烯腈廢氣的研究中，分別考察了氣相濃度、填料層高度、停留時間等操作參數對凈化性能的影響，發(fā)現生物膜填料塔對丙烯腈廢氣有凈化效果；孫佩石等對生物凈化低濃度甲苯廢氣的適宜裝置及其操作特性的研究表明，生物膜填料塔對低濃度甲苯廢氣的凈化性能優(yōu)于篩板塔及鼓泡塔。楊顯萬等對

22、低濃度VOC的生物法凈化工業(yè)試驗結果表明，該裝置連續(xù)運行100d，對于甲苯濃度為3001400mg/m3的橡膠再生低濃度有機廢氣具有良好的凈化作用，凈化效率可較長時間保持在90%左右，含有甲苯的廢氣經生化處理后可實現達標排放。李國文等選取柱狀活性炭為濾料，以甲苯為有機廢氣代表物，采用生物過濾床處理。試驗表明，在溫度20C28C，氣體流量0.250.5m3/h，空塔氣速0.73.5cm/s，停留時間3080s，相對濕度40%60%，噴淋液pH=7.08.0的條件下，生物過濾床對甲苯有較強降解能力，甲苯濃度低于2000mg/m3時，降解效率均大于95%。陳建盂等對二氯甲烷廢氣采用生物滴濾床進行處理

23、，結果表明，在RT為15.7s，二氯甲烷進口濃度為0.73.12g/m3范圍內，去除效率為72.0一99.1。4.2.3生物技術的反應機理將人工篩選的特種微生物菌群固定于生物載體上，當污染氣體經過生物載體表面初期，可從污染氣體中獲得營養(yǎng)源的那些微生物菌群，在適宜的溫度、濕度、PH值等等條件下，將會得到快速生長、繁殖，并在載體表面形成生物膜，污染氣體中的有害成分接觸生物膜時，被相應的微生物菌群捕獲并消化掉，從而使污染物得到去除。微生物去除污染氣體示意圖4.2.4生物處理污染物的轉化過程污染物去除的實質是微生物捕捉廢氣中污染物質作為營養(yǎng)物質，進行吸收、代謝及利用的過程。在這一過程中，微生物之間相互

24、協(xié)調，發(fā)生復雜的物理、化學、物理化學以及生物化學反應。污染物中的硫系物、氮氧化物將被氧化分解成硫（硝）酸鹽和亞硫（硝）酸鹽，沉集在系統(tǒng)的濾液中，定期或定量進行排放。樂弘F,4.2.5生物反應處理廢氣的三個階段1污染物質的溶解過程污染物與水或固相表面的水膜接觸，污染物溶于水中成為液相中的分子或離子，即污染物質由氣相轉移到液相，相平衡過程遵循享利定律。2污染物質的吸附、吸收過程水溶液中污染成分被微生物吸附、吸收，污染成分從水中轉移至微生物體內。作為吸收劑的水被再生復原，繼而再用以溶解新的廢氣成分。被吸附的有機物經過生物轉化，即通過微生物胞外酶對不溶性和膠體狀有機物的溶解作用后，才能相繼的被微生物攝

25、入體內。如淀粉、蛋白質等大分子有機物在微生物細胞外酶（水解酶）的作用下，被水解為小分子后再進入細胞體內。3污染物質的生物降解過程進入微生物細胞的污染成分作為微生物生命活動的能源或養(yǎng)分被分解和利用，從而使污染物得以去除。具體轉化過程如下：進入微生物細胞體內的有機物，在各種細胞外酶（如脫氫酶、氧化酶等）的催化作用下，微生物對其進行氧化分解，同時進行合成代謝產生新的微生物細胞。一部分有機物通過氧化分解最終轉化為H2O和CO2等穩(wěn)定的無機物質，并從中獲取合成新細胞物質（原生質）所需要的能量。此過程可用下式表示：酶CxHyOz+（x+y/4-z/2）O2xCO2+（y/2）H2O+AH與此同時，微生物利

26、用另一部分有機物及分解代謝過程中所產生的能量進行合成代謝以形成新的細胞物質。此過程可用下式表示：酶nCHO+nNH5+n(x+y/4-z/2-5)02(C5H7NO2)+n(x-5)CO2+(n/2)(y-4)xyz525722h2o-h上述轉化過程中，當底物(微生物的食物)的含量充足時，微生物處于快速增長階段，有大量新的細胞合成，但隨著底物不斷氧化分解及微生物和細胞物質數量的不斷增長，微生物生長對底物的需求量逐漸得不到滿足，微生物將進入體內源呼吸階段。此時微生物對自身細胞物質進行氧化分解，并產生能量，維持其生長繁殖。提供能量的主要方式，見下式：酶(C5H7NO2)+5nO2f5nCO2+2n

27、H2O+nNH5+AH生物氧化處理系統(tǒng)主要對以下成分處理效果顯著：硫化氫、氨、二甲基硫、苯系物、酚類及其他揮發(fā)性有機物，尤其對H2S和氨處理效果最佳，去除率可達99%以上，其他成分也可達到80%以上，其中污染氣體中的硫，將被特定微生物消化吸收并代謝為(亞)硫酸鹽，隨排污被排出系統(tǒng)，并滿足項目異味治理的要求和國家的廢氣排放一級標準。4.2.6生物處理工藝比較目前國內石油化工廢氣處理采用生物法處理廢氣的方法主要有土壤處理法、生物濾池法、生物吸收法、生物滴濾法和生物氧化池等。1土壤處理法是利用土壤中的有機質及礦物質將廢氣氣吸附、濃縮到土壤中，然后利用土壤中的微生物將其降解的方法。由穿孔管構成的空氣分

28、布系統(tǒng)位于生物土壤底部，收集的廢氣籍風機進入穿孔管，然后緩慢的在土壤介質中擴散，向上穿過土壤介質，并暫時的吸附在載體表面或吸附在微生物表面，或吸附在薄膜水層中，然后臭氣被微生物吸收，參與微生物代謝，廢氣氣被轉化成CO2和H20。土壤擴散層由粗、細石子及黃沙組成，可以使廢氣氣均勻分布。土壤法具有設備簡單，運行費用極低，維護操作方便的優(yōu)點；但占地面積大。2生物滴濾法生物滴濾是一種介于生物過濾器和生物洗滌器之間的處理方法。它與生物濾池的最大區(qū)別是填料上方噴淋循環(huán)液，設備內除傳質過程外還存在很強的生物降解作用，它的優(yōu)點是可以對親水性物質做到最大化降解，與其他方法相比設備簡單。缺點在于凈化率不高，并且運

29、行費用較高。3生物吸收法生物吸收法原理是利用生物懸浮液的循環(huán)流動吸收廢氣，而后進入污泥池，被池中的微生物堆砌吸收。它由一個吸收室和一個再生池構成，如圖2所示。生物吸收法優(yōu)點在于處理效果良好，運行費用比較低；缺點在于生物吸收法裝置的處理效果受進氣濃度影響。生物吸收法示意圖4生物濾池生物濾池法是把收集的廢氣氣先經過加濕處理，再通過長滿微生物的、濕潤多孔的生物濾層，廢氣氣物質被填料吸收，然后被微生物分解成二氧化碳和其它無機物，從而達到除去目的。生物濾池法工藝流程為：廢氣氣收集f風管輸送f抽風機f預洗池加濕f生物濾池f排氣。濾池條填料可采用海綿、干樹皮、木渣、貝殼、果殼及混合物等。其優(yōu)點是較經濟，來自

30、天然的富含有機成分的多孔滲水填料構造簡單，操作方便，無需液體循環(huán)系統(tǒng)。將人工篩選的特定微生物群固定于生物載體內和表面上，當污染氣體經過生物表面時被特定微生物捕獲并消化掉，從而使得有毒有害污染物得到去除。去除率高，運行陳本低，無二次污染。生物法的實質是利用有孔的、潮濕的介質上聚集的活性微生物的生命活動，將廢氣中的有害物質轉變?yōu)楹唵蔚臒o機物（如CO2和H2O）或細胞自身物質。一般認為生物法凈化廢氣需經歷三個步驟：1、有機廢氣成分首先同水接觸并溶于水中（即由氣相擴散進入液相）；2、溶解于液相中的有機成分在濃度差的推動下，進一步擴散至介質周圍的生物膜，進而被其中的微生物捕捉并吸收；3、進入微生物體內的

31、有機污染物在其自身的代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質被分解，經生物化學反應最終轉化為無害的化合物。污染物+氧工藝流程及簡介5.1工藝流程石油化學工業(yè)排放的廢氣不具有燃燒價值，針對其濃度高，成分復雜的特點，采用噴淋+生物濾池的組合工藝，洗滌作為預處理工藝可以降低后續(xù)強化生化反應器的負荷，有利于保證強化生化反應器的運行穩(wěn)定性，同時其作為一個緩沖容器能對臭氣進行調溫、調濕，在生物濾池檢修或者運行故障時還可以短時間內對廢氣起到控制作用，其工藝流程框圖如下：5.2工藝簡介收集后的廢氣先經過噴淋塔進行預處理，噴淋塔中裝有填料，以保證氣相與液相的充分接觸，降低廢氣中污染物的濃度，為后續(xù)的生化處理提供良好條件。經

32、噴淋洗滌后的廢氣氣進入生物滴濾池，廢氣中的污染物與水或固相表面的水膜接觸，污染物溶于水中成為液相中的分子或離子，水溶液中污染成分被微生物吸附、吸收，污染成分從水中轉移至微生物體內。作為吸收劑的水被再生復原，繼而再用以溶解新的廢氣成分。被吸附的有機物經過生物轉化為無害物質。處理單元設計集氣系統(tǒng)設計集氣罩簡介集氣罩是用以捕集污染氣流的。其性能對凈化系統(tǒng)的技術經濟指標是有直接影響的。由于污染源設備結構和生產操作工藝的不同，集氣罩的形式是多種多樣的。按罩口氣流流動方式可將集氣罩分為兩大類：吸氣式集氣罩和吹吸式集氣罩。利用吸氣氣流捕集污染空氣的集氣罩稱為吸氣式集氣罩，而吹吸式集氣罩則是利用吹吸氣流來控制

33、污染物擴散的裝置。本設計中采用吸氣式集氣罩中的外部集氣罩來收集污染氣體。由于受到工藝條件限制，一般產生廢氣的空間無法進行密閉，且噴氣車間室內橫向氣流干擾較小，可采用外部集氣罩的上部集氣罩。如圖下圖6.1.2集氣罩相關參數的確定罩口速度Vx本設計中，污染源產生有機廢氣可按照輕礦物粉塵，從輕微速度發(fā)散到上述平靜的空氣中參照，所以污染源的控制速度按中表可得:取0.51.0m/s之間。本設計選用Vx=0.8m/s孤11平例單口譙反riwt揚_T速度板低.沒有于扶氣流煙塵從散口容輸潘加液血煎發(fā)0.25-0.5描塵低速淤1）噴滓0.5-1.0無十擾氣流C2）幅洗焊播揚塵較禺遇弋故.1）開煉機、密軸機l,0

34、-2r5有較小干擾氣流裝袋、裝桶（3）解包車揚t奮遠飛軌U）噴砂2.5-JO何干擾硫粉密機陽砂輪機罩口面積A=Q/V=6000/(3600X0.8)=2.09取面積為2.10(公式6.1)罩口直徑小)4Ai4x2.09n=3=1.63m公式6.2)4罩口直邊長度L1=0.2（減少周圍空氣混入排風系統(tǒng)）罩口敞開面周長L=n晉=3.14寄=5.12m公式6.3)6.2噴淋增濕器設置功能：使收集的廢氣增加濕度，以利后續(xù)生化降解。數量：3套結構尺寸：D800*6000mm（D*H）主要材質：丙烯主要設備：A）配備噴淋泵數量：主要材質：配電功率：B）離心風機:數量：風量：風壓：配電功率：3臺復合防腐P=

35、3kWT4-72-6A3臺8500m3/h1.1KPaN=4Kw6.3生物濾池6.3.1生物工藝在生物濾池內充滿了惰性填料,微生物在填料表面附著生長并形成生物膜。生物膜中微生物以廢氣為碳源和能源,以循環(huán)液中的營養(yǎng)物質為氮源,進行生命活動。一部分廢氣通過微生物的分解代謝被轉化為無害的水和二氧化碳,并為微生物提供能量;另一部分污染物通過合成代謝被轉化為微生物自身的生命物質。生物濾池內的固態(tài)介質是一些有生物活性的天然材料，常用的固體顆粒有土壤和堆肥，這些材料為微生物的附著和生長提供表面，微生物可以吸收廢氣中的污染物將其轉化為無害物質。具有一定溫度的有機廢氣進人生物濾池，通過約0.51m厚的生物活性填

36、料層，有機物從氣相轉移到生物層，進而被氧化分解。生物濾池的填料層是具有吸附件的濾料（如土壤、堆肥、活性炭等）。生物濾池因其較好的通氣性和適度的通水和持水性，以及豐富的微生物群落，能有效地去除烷烴類化合物。6.3.2生物池填料堆肥原料常用污水處理廠污泥、有機垃圾和畜糞以及植物凋落物。須篩選，濾層要均勻、疏松，空隙率40，濾料須保持濕潤，濾層含水量不低于40，但不能有積水。濾層保持適當的溫度。土壤腐殖土為好，其它土質需要改良，有效厚度不應小于50cm，土壤水分4070，草炭其通氣性能良好，適于微生物生長，除臭效果比用土壤好。生物濾池濕度水是微生物生命活動的必要成分和吸收廢氣的溶劑。在微生物進行生命

37、活動時適宜的水分含量可保證氧與水分的供給。一般4060為適宜的含水量。通常預處理需要加濕，防止濾料變干。生物濾池的溫度廢氣生物處理適宜溫度為中2025C，處理廢氣時通常采用自然溫度，如果微生物分解基質放熱造成溫度過高則需采取降溫措施。一般生物濾池安裝有溫度控制裝置，當內部氣體溫度顯示下降至微生物的正常生長溫度時，控制系統(tǒng)發(fā)信號給熱風機，使其工作以提高池內的溫度。當氣體低于20OC時，熱風機開始運轉，直至溫度達到微生物適宜溫度為止，一般為25OC左右。6.3.5生物濾池的酸堿度以中性或微堿性（7-8）為宜，廢氣生物處理中的細菌多數適應于中性至微堿性環(huán)境。6.3.6生物濾池參數結構尺寸：結構形式：

38、數量：主要設備：9.0mX3.0mX3.0m。玻璃鋼3座配備噴淋泵數量：6臺（一用一備）主要材質：鋼制防腐配電功率：P=3kW6.4排氣筒1.設計參數排氣筒出口速度為V=20m/s排氣筒的高度:H=15m2排氣筒出口面積S-Q=6000=0.083m2（公式6.4）3600V3600 x203.排氣筒的內徑4SD=：4xO.083=o.325m（取0.35m）（公式6.5）n3.146.5管道設計在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風管，通過風管使系統(tǒng)的設備和部件連成一個整體。該段設計主要是根據集氣罩的流量以及凈化設備的要求來完成必須的管道的參數設計。這主要包括：管內流速的確定；管道直徑的確定；

39、管道內流體的壓力損失；本設計采用圓形風管來進行連接。6.5.1管道內流體速度的確定管道內流體的選擇涉及到技術和經濟兩方面的問題。因此，要使管道設計計算經濟合理，必須選擇合適的流速，使投資和運行費用的總和為最少。一般排風系統(tǒng)風管內常用流速見下表（單位m/s）粉塵性質垂直管水平管粉塵性質垂直管水平管粉狀的粘土和砂1113鐵和鋼（屑）1820耐火泥1417灰土，砂土1618重礦物粉塵1416鋸屑，刨屑1214輕礦物粉塵1214大塊干木屑1415干型砂1113干粉塵810煤灰1012燃料粉塵14-1616-18濕十1518大塊濕木屑1820鐵和鋼（塵末）1315谷物粉塵1012棉絮810麻（短纖維粉塵

40、、雜質）812水泥粉塵8-1218-226.5.2管道直徑的確定在已知流量和確定流速后，管道直徑可按照下式計算：鋼板制圓形風管，取風速12m/s風管直徑：公式6.6）公式6.7)：4Q一，_4x6000“d0.42m360CTTu3600 x3.14x12取圓整為500mm風管橫截面積：11S=nd2=3.14XX0.52=0.20m244則實際風管氣速：u=4Q/nd2=（4X6000）/（3.14X0.52）=8.49m/s公式6.8)6.5.3管道內流體壓力的損失摩擦阻力的計算對于直徑為d的圓形風管，摩擦消耗的壓力計算公式為:p-Lpvd2公式6.9)L摩擦阻力系數v一風管內氣體的平均流

41、速m/sp一氣體的密度kg/m3l風管的長度m管徑：d=0.5m摩擦系數L=1.593管道內平均流速v=8.49m/s風管長度暫定為l=5m則Pm593XI47x8.49x8.49%5=659Pa0.52則管路總壓力損失為：659Pa6.6風機和電機的選擇公式6.10)6.6.1風量計算在確定管網風量的基礎上，考慮到風管、設備的漏風，大于管網計算測定的風量，計算公式如下：Q0=kqQ式中：Q0選擇風機的計算風量，m3/hKq風量附加安全系數，一般管道系數取1.01.1,1.5，且吸收器漏風另加5%10%,本設計取Kq=1.1貝IQo=KqQ=1.1X6000=6600m3/h選用風機的風量應吸

42、收系統(tǒng)去1.16.6.2風壓計算考慮到風機性能波動、管網阻力計算的不精確，選用的風機的壓力應大于管網計算所確定的風壓計算公式如下:P0=KXPm=1.15X659Pa=757.85Pa式中：P0選擇風機的計算風量，PaK風壓附加安全系數一般管道系統(tǒng)取1.01.5,除塵系統(tǒng)取1.151.20本設計取K為1.15。風機樣本上的性能參數是在標準狀況下得出的，在實際使用情況下不是標準態(tài)，風機的風壓會變化，流量不變，風量不變，因此選擇風機時對參數進行換算：P=PX(TP/TP)=757.X85(273/298)=694.P2a7000式中P，風機在實際工作狀況下的風壓P風機樣本上的風壓T0、P0風機在標

43、準狀況下的溫度和壓力T、P風機在實際工況下的溫度和壓力風機型號在選擇風機時應注意以下幾個問題：根據輸送氣體的性質，確定風機的類型根據所需風量、風壓和選定的風機類型，確定風機的型號在滿足風量的風壓的條件下，盡可能選用噪聲低、工作效率高的型號通風機和風管系統(tǒng)的不合理連接可能使風機性能急劇變壞，因此在連續(xù)時，使氣體在進出風機時盡可能的均勻一致，不能有方向和速度的突然變化電機型號排風機選擇為：C4-73NO.45具體性能參數如下：風量：580010500m3/h電動機型號：Y160M2-2全壓：24501421Pa功率：15kw主要工藝設備投資估算序號設備名稱數量單位價格（萬元）規(guī)格備注1加藥裝置3套

44、1.80PE藍晨2噴淋增濕器3座5.40PE藍晨3噴淋水泵3臺1.35復合防腐宙斯4生物濾池3座48.60鋼制防腐藍晨5填料120M312.60生物質上海6離心風機3臺3.60T4-72-6A宜興7風管1套3.20DN600,400,150藍晨8排氣筒15M2.70PE藍晨9管道管件1套6.30國標國標10液位計3套0.30咼開低停蘇州11PH計3套0.60量程0-14臺灣12溫度計壓力表3組0.30蘇州13輔助材料1套1.9014合計88.65運行成本分析8.1廢氣處理系統(tǒng)設備能耗單位：KWH序號設備名稱數量單套功率Kw總功率Kw使用功率Kw（每天）（功率X臺數X運行時間X效率）1提升泵6臺

45、1.51.5X6X24X80%=172.82離心風機3臺124X3X24X80%=230.43電機3臺合計154515X3X24X80%=8641267.28.2運行費用分析耗電費用本廢氣處理系統(tǒng)耗電按每0.80元/KWH計，則每天運行費用:0.80X1267.2=1013.76元天能源費用營養(yǎng)液和堿液費用約為300元天折合每天廢氣處理成本：1313.76元天（不含冬季加溫費用）結語隨著科技的進步，生物科學和生物工程、以及生物技術將被越來越廣泛地應用于生物多樣性保護、人類健康、環(huán)境污染防治和環(huán)境、經濟、社會的可持續(xù)發(fā)展，同時在攻克環(huán)境保護的科技難關中有廣闊的發(fā)展前景。21世紀，實現生物多樣性保護，合理開發(fā)生物資源，有效利用生物技術，必將是本世紀的重要課題。我國是污染嚴重的國家，我們要構建一個有利于現代生物技術在環(huán)保中應用的良好環(huán)境，同時最大限度地減少和預防與這些技術伴生的對人類和環(huán)境的危害。本文也存在一些不足，比如在進行主