《某制藥廠的惡臭污水處理工藝設(shè)計(jì)》17000字（論文）

某制藥廠的惡臭污水處理工藝設(shè)計(jì)摘要城鎮(zhèn)污水處理廠的臭氣治理正在受到越來越廣泛的關(guān)注，本設(shè)計(jì)是紹興的一家制藥廠附近的一個(gè)污水站的惡臭廢氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。鑒于紹興的污水站臭氣中硫化氫（H2S）濃度高，同時(shí)還混雜有其他低濃度有機(jī)成分的污染物特性、排放要求及地理?xiàng)l件，本文采用以生物滴濾塔（BTF）為主體的除臭工藝，對(duì)制藥污水處理站的臭氣進(jìn)行治理。通過堿洗塔與生物滴濾塔串聯(lián)可以使得惡臭成分去除率高達(dá)99.9%，整個(gè)組合除臭工藝也耐得住高濃度的H2S沖擊與處理負(fù)荷，排放結(jié)果也能符合惡臭污染物二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，有效改善了制藥廠區(qū)及附近居民生活和工作環(huán)境。關(guān)鍵詞：污水站；臭氣；生物除臭；生物滴濾塔。目錄第一章設(shè)計(jì)概述 11.1工程簡(jiǎn)介 11.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 11.3設(shè)計(jì)依據(jù)和規(guī)范 21.4設(shè)計(jì)資料及排放標(biāo)準(zhǔn) 21.5設(shè)計(jì)原則 3第二章惡臭氣體分析 42.1污水處理惡臭產(chǎn)生情況 42.2惡臭氣體的主要成分和濃度 52.3惡臭氣體氣量的設(shè)計(jì)計(jì)算 6第三章工藝設(shè)計(jì)說明 73.1惡臭氣體常用方法 73.1.1物理處理方法 73.1.2化學(xué)處理方法 73.1.3生物處理方法 83.2除臭工藝比選 83.3處理工藝選取 113.4工藝流程及說明 133.4.1工藝流程 133.4.2工藝流程說明 13第四章廢氣收集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 144.1污水站廢氣收集系統(tǒng) 144.2污水站廢氣收集加蓋系統(tǒng) 144.3廢氣收集風(fēng)量估算 144.4廢氣收集設(shè)計(jì)風(fēng)量匯總 154.5廢氣管道選型 154.6風(fēng)機(jī)選型 16第五章污水站廢氣處理工藝設(shè)備設(shè)計(jì) 185.1 堿洗塔設(shè)計(jì)計(jì)算 185.2 生物滴濾塔設(shè)計(jì) 25第六章其他輔助設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算及運(yùn)行管理 276.1 風(fēng)機(jī)核算 276.2 管路核算 276.3 生物滴濾塔循環(huán)液系統(tǒng) 276.4 廢氣管道排風(fēng)送氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 286.5 運(yùn)行管理 28第七章設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 29第八章工程經(jīng)濟(jì)分析 318.1 施工期投資 318.2 運(yùn)營(yíng)期投資 32參考文獻(xiàn) 33附錄 36PAGEI第一章設(shè)計(jì)概述本設(shè)計(jì)是為浙江紹興的一家制藥公司旁的污水處理站進(jìn)行臭氣凈化工程設(shè)計(jì)。經(jīng)過實(shí)地監(jiān)測(cè)，該污水站的臭氣成分主要以硫化氫（H2S）為主，且還含有如2-丙硫醇、乙酸乙酯等有機(jī)微溶有機(jī)物及如丙酮等易溶的有機(jī)物。經(jīng)過實(shí)地勘測(cè)及針對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件、污染狀況、原污水站的構(gòu)筑物產(chǎn)氣量等因素的統(tǒng)籌分析，本設(shè)計(jì)采用了一套可行有效的廢氣治理方案。1.1工程簡(jiǎn)介浙江紹興的這家污水站的旁邊建有一家制藥有限公司，這家公司主要從事的是使用發(fā)酵類原料的藥品研發(fā)，作為一家大型生物制藥公司，它的發(fā)酵噸位很高，故而產(chǎn)生的制藥廢水的污染程度也很高且量也很大。本工程方案雖然是針對(duì)污水站的惡臭廢氣治理，但是鑒于制藥公司的制藥廢水的大量排入，故而本設(shè)計(jì)將統(tǒng)籌考慮制藥廢水所產(chǎn)生的的臭氣。針對(duì)這些臭氣應(yīng)當(dāng)如何治理，如何能夠改善污水站周邊的空氣環(huán)境，如何有效的減輕對(duì)周遭環(huán)境的影響，這些都是本設(shè)計(jì)應(yīng)該充分考慮的。本設(shè)計(jì)首先會(huì)在污水廠的如調(diào)節(jié)池、沉淀池等臭氣產(chǎn)生量大的構(gòu)筑物上面密閉安裝集氣罩，通過廢氣收集系統(tǒng)收集到一起，接著使用本設(shè)計(jì)的廢氣治理方案進(jìn)行有效治理，進(jìn)而做到排放的達(dá)標(biāo)。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容按照本文順序分，主要分為以下幾個(gè)：（1）最基本的就是對(duì)污水廠的產(chǎn)氣量的構(gòu)筑物進(jìn)行密閉加集氣罩處理；（2）根據(jù)企業(yè)所給的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及自己的實(shí)地監(jiān)測(cè)與調(diào)查所得的如構(gòu)筑物尺寸、及各個(gè)構(gòu)筑物產(chǎn)生的臭氣量及臭氣中的組分特點(diǎn)等因素來確定各個(gè)構(gòu)筑物的抽風(fēng)量；（3）確定排放標(biāo)準(zhǔn)；（4）根據(jù)所給的設(shè)計(jì)背景資料及搜索相關(guān)的參考文獻(xiàn)，確定一套可行的設(shè)計(jì)工藝，并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；（5）設(shè)計(jì)計(jì)算完畢后，就需要繪圖了。本設(shè)計(jì)首先需要繪制包括污水廠在內(nèi)的平面布置圖及工藝流程圖，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)高標(biāo)注；（6）對(duì)設(shè)計(jì)工藝中的一些核心設(shè)備作出詳圖，對(duì)一些輔助性設(shè)備如循環(huán)槽、液體分布器等不能套用標(biāo)準(zhǔn)樣式的也需要額外作出詳圖；（7）對(duì)本設(shè)計(jì)工藝中的設(shè)備添置成本、人工費(fèi)、電費(fèi)、藥劑費(fèi)用等進(jìn)行估算并匯總體現(xiàn)。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)和規(guī)范本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)依據(jù)主要就是企業(yè)自身所給的資料及自身產(chǎn)生的制藥廢水量，以及自己現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)所取得的原始資料。而設(shè)計(jì)的規(guī)范主要有以下幾種：（1）《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-96）；（2）《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996；（3）《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB14554-93；1.4設(shè)計(jì)資料及排放標(biāo)準(zhǔn)本設(shè)計(jì)方案為新建的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)，排放標(biāo)準(zhǔn)遵循《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]（GB1629-1996）及《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[2](GB14554-93)有組織排放源惡臭污染物二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。污染物排放具體指標(biāo)如表1.1、1.2所示。表1.1GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》新擴(kuò)改二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)污染物最高容許排放濃度（mg/Nm3）最高允許排放速率（kg/h）無組織排放監(jiān)控濃度限值（mg/Nm3）排氣筒高度（m）152030401丙硫醇320.721.214.087.030.142丁硫醇230.621.043.506.030.123丙醇370.771.284.377.530.154丁醇2000.520.872.915.020.105丙酮4504.136.9223.3240.170.806吡啶100.410.692.334.020.087醋酸丁酯3000.520.872.915.020.108二氧化硫5502.64.315250.40表1-2GB14454-1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（單位：除臭氣濃度為無量綱外均為mg/m3）序號(hào)控制項(xiàng)目最高允許排放速率（kg/h）無組織排放監(jiān)控濃度限值（mg/Nm3）排氣筒高度（m）1520253035401硫化氫0.330.580.900.062甲硫醇0.040.040.310.0073臭氣濃度200040006000105001500020000201.5設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)的方案的設(shè)計(jì)原則主要就是在工藝本身的可行性、是否經(jīng)濟(jì)以及治理效果上是否滿足要求等要素進(jìn)行展開。在廢氣治理方案的比選時(shí)，應(yīng)該統(tǒng)籌分析，充分考慮，對(duì)廢氣收集系統(tǒng)收集起來的總的風(fēng)量進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)分析除臭設(shè)備滿足較高的除臭效率時(shí)所需要的條件，否則就會(huì)出現(xiàn)臭氣治理效果不理想的局面。根據(jù)設(shè)計(jì)的依據(jù)及規(guī)范，主要的原則如下：（1）工藝可行性：所謂的工藝可行性，顧名思義，就是工藝本身是否滿足實(shí)際要求，是否能做到達(dá)標(biāo)排放。（2）經(jīng)濟(jì)可行性：就是指盡可能地節(jié)約成本，但是這也是在能做到治理效果達(dá)標(biāo)的前提的的最大的經(jīng)濟(jì)可行性，比如減少占地面積，減少風(fēng)管長(zhǎng)度藥劑支出等。（4）綠色環(huán)保：需要充分考慮到本設(shè)計(jì)方案的構(gòu)筑物本身會(huì)不會(huì)對(duì)周遭產(chǎn)生二次污染，包括水體及聲音上。第二章惡臭氣體分析2.1污水處理惡臭產(chǎn)生情況首先從臭氣的來源進(jìn)行分析，本設(shè)計(jì)中的廢水的臭氣產(chǎn)生主要是制藥廢水而產(chǎn)生的。而究其原因就是因?yàn)樵谏镏扑幍倪^程中不免會(huì)從中添加有機(jī)溶劑，這樣廢水中就含有大量的有機(jī)污染物質(zhì)，而其中的一部分就屬于惡臭污染物的產(chǎn)生的源頭，這些有機(jī)物會(huì)在污水處理的過程中揮發(fā)逸散而出；其中，硫化氫的臭氣主要產(chǎn)生于污水中的硫酸鹽的厭氧發(fā)酵反應(yīng)。根據(jù)企業(yè)所給數(shù)據(jù)所示，臭氣主要產(chǎn)生于污水處理過程中的調(diào)節(jié)池、水解酸化池、A/O池及沉淀池等構(gòu)筑物中。臭氣是污水中有機(jī)物質(zhì)在微生物作用下發(fā)生厭氧反應(yīng)[3]，產(chǎn)生的臭氣逸散而成。污水站的惡臭廢氣主要產(chǎn)生于以下三個(gè)污水處理系統(tǒng)中：預(yù)處理，污水在經(jīng)過格柵、沉淀沉砂池時(shí)，會(huì)被截留粒徑大的懸浮物質(zhì)及易沉降物質(zhì)，因此懸浮物中的有機(jī)物就有足夠的停留時(shí)間產(chǎn)生厭氧反應(yīng)產(chǎn)生臭氣[4]；生化處理系統(tǒng)，污水的生化處理一般包括厭氧和好氧兩部分,其中的厭氧過程是產(chǎn)生惡臭氣體的主要來源[5]；污泥濃縮系統(tǒng)，污水處理廠在進(jìn)行脫水工作之后會(huì)產(chǎn)生污泥，若長(zhǎng)時(shí)間地?cái)R置，其不但會(huì)占用一定的土地資源，同時(shí)其還會(huì)產(chǎn)生厭氧消化的反應(yīng)，其所散發(fā)出的氣味還會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成不良影響，加快了細(xì)菌在空氣中傳播的速度，甚至還會(huì)造成二次污染等問題[6]。污泥的濃縮脫水過程中，夾雜在污泥中的臭氣都會(huì)因?yàn)閿噭?dòng)而排放出來。水體的紊流與微生物的生化反應(yīng)正是污水處理廠產(chǎn)生惡臭氣體的兩種重要方式。這也就解釋了為什么格柵、沉淀沉砂池等預(yù)處理系統(tǒng)的構(gòu)筑物和污泥脫水機(jī)房等污泥處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的臭氣量最多[7]。紹興污水廠的惡臭氣體主要為硫化氫，根據(jù)其特性及實(shí)地監(jiān)測(cè)，可以得出硫化氫在預(yù)處理系統(tǒng)中逸散的較其他系統(tǒng)更多，格柵的水流流速大，H2S逸散的就比較多。因而本項(xiàng)目的著重點(diǎn)除臭點(diǎn)應(yīng)當(dāng)放在格柵等水流流速比較大的地方上，在后續(xù)構(gòu)筑物中因?yàn)槲⑸锏纳纸庾饔?，H2S被轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)，但是如甲硫醇等其他硫化物仍需要注意與處理，拿污泥脫水機(jī)房為例，監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，污泥在其脫水過程中會(huì)因?yàn)閿噭?dòng)等原因也會(huì)產(chǎn)生大量氣味，對(duì)周遭人員及生物產(chǎn)生不良影響，實(shí)在令人不悅。2.2惡臭氣體的主要成分和濃度根據(jù)企業(yè)自身所給的監(jiān)測(cè)資料所得的臭氣產(chǎn)生情況，如表2.1所示表2.1惡臭廢氣的主要成分及濃度序號(hào)氣體成分濃度（mg/m3）12-丙硫醇20.62丙酮16.53乙酸乙酯11.74硫化氫720.3對(duì)惡臭氣體的主要組成進(jìn)行簡(jiǎn)單分析：硫化氫氣體是一種具有刺激性氣味的有毒氣體，且與空氣混合下易發(fā)生爆炸，十分危險(xiǎn)。2-丙硫醇也好不到哪去，同硫化氫一樣也是一種有味的有毒氣體，也有毒，人體吸入主要會(huì)出現(xiàn)麻痹的癥狀。丙酮，一種無色的刺激性氣味氣體，與前兩種不同，它是一種易溶于水的物質(zhì)，這樣相對(duì)處理起來比較方面，易燃易爆炸，它的毒性主要表現(xiàn)在對(duì)神經(jīng)的麻痹上。乙酸乙酯，這種氣體的氣味就沒有那么難聞了，但是也還是有味，它微溶于水，也是易燃易爆炸的危險(xiǎn)性氣體。作為一種典型的含硫化合物，硫化氫氣體具有令人不悅的氣味。有五類含硫化合物已經(jīng)成為了《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）所規(guī)定的限制排放物質(zhì)，而標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的總共只有8種，含硫化合物就占了大多數(shù)[8]。由表2-1可以得出本設(shè)計(jì)中制藥廠廢水的硫化氫氣體濃度為720.3mg/m3，其余的2-丙硫醇、丙酮、乙酸乙酯等有機(jī)污染物的濃度在10-20mg/m3不等，故本設(shè)計(jì)將著重處理硫化氫氣體，而其余的氣體也不可以忽視，但是鑒于濃度較低且不是很難處理，故可以將他們統(tǒng)一在一起集中處理。2.3惡臭氣體氣量的設(shè)計(jì)計(jì)算通過添加集氣罩收集氣體的構(gòu)筑物主要有調(diào)節(jié)池、沉淀池等。具體氣量見表2.2。表2.2各單元設(shè)計(jì)氣量匯總一覽表處理單元平面尺寸數(shù)量加蓋后體積（m3）抽風(fēng)量（m3/h）調(diào)節(jié)池13.1m×3.9m1座1854沉淀池15.5m×6.0m2座100300沉淀池25.5m×4.4m1座36108水解酸化池9.7m×12.4m1座180720A池13.2m×12.4m1座60240O池18.4m×12.4m1座1601980（含1500的曝氣量）調(diào)節(jié)池27.1m×8.55m1座90270水解池7.1m×8.55m1座90360A池26.5m×5.8m2座100400O池26.5m×19.7m2座3004500（含3600的曝氣量）第三章工藝設(shè)計(jì)說明3.1惡臭氣體常用方法紹興污水廠由于其處理工藝本身特點(diǎn)及污水的特性，惡臭污染物排放的濃度較大，需要對(duì)其進(jìn)行凈化，而臭氣治理的主要方法有物理法、化學(xué)法、生物法三大類[9-12]。3.1.1物理處理方法所謂的物理法處理主要是利用吸附的作用原理對(duì)惡臭物質(zhì)進(jìn)行吸附以達(dá)到凈化的目的[13]。目前采用物理法處理污水中的臭氣的主要有三種：一是物理吸附，二是水的溶解稀釋，三是物理的中和法。水溶解稀釋可以去除一些水溶性的臭氣成分，活性炭可以吸附如硫化物、吲哚等惡臭氣體。這些方法并不可以減少惡臭物質(zhì)的總量，對(duì)于制藥廢水，物理方法顯然不能滿足工程需要。另外還有一類稱作中和法的物理處理方法，該法又稱作香遮法，顧名思義，該方法是采用一些芳香藥劑用于掩蔽或者中和惡臭物質(zhì)，香味超過了臭味，調(diào)和了惡臭氣體帶來的不悅的感官氣味，但是這種方法也只是治標(biāo)不治本，惡臭氣體并沒有消失，它仍然可以毒害周遭人員。3.1.2化學(xué)處理方法化學(xué)處理方法主要有化學(xué)藥劑洗滌、催化氧化燃燒[14]等。采用化學(xué)除臭的話，因?yàn)椴捎没瘜W(xué)的方法，它對(duì)臭氣有較強(qiáng)的針對(duì)性，對(duì)于高濃度臭氣的除臭效果依舊可觀?；瘜W(xué)除臭也有其弊端，比如采用化學(xué)藥劑洗滌，它會(huì)產(chǎn)生二次污染，我們還需要對(duì)化學(xué)藥劑的廢液進(jìn)行二次凈化，如催化氧化法，其運(yùn)行費(fèi)用高昂，而且添加的催化劑易中毒，實(shí)在不適合污水廠除臭。所謂的化學(xué)法就是利用化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)掉惡臭物質(zhì)已達(dá)到除臭目的的方法，它與用物理法除臭相比，它可以減少惡臭物質(zhì)的總量，它比物理處理方法更為徹底。燃燒法主要適用于惡臭氣體物質(zhì)是可燃性的氣體，對(duì)這類可燃性氣體進(jìn)行燃燒，將其反應(yīng)生成簡(jiǎn)單的無污染的二氧化碳和水，從而實(shí)現(xiàn)凈化，不過它也有其缺陷，因?yàn)橐ＷC氣體燃燒完全生成目標(biāo)產(chǎn)物，就需要保證氣體燃燒時(shí)間足夠長(zhǎng)，但是在實(shí)際過程中，氣體燃燒時(shí)間不足以達(dá)到要求，因此為了保證惡臭氣體的燃燒時(shí)間足夠長(zhǎng)，這就需要合適的助燃物參與，此外，燃燒的場(chǎng)所也不可隨意，而專門用于燃燒的設(shè)備能耗高，運(yùn)行費(fèi)用高昂，操作繁瑣，構(gòu)造復(fù)雜，該方法需謹(jǐn)慎使用。吸收法分為化學(xué)吸收和物理吸收兩種，物理吸收多用于處理水溶性惡臭廢氣如NH3，且其濃度也不可過高，前文已經(jīng)提及，而化學(xué)吸收法是指用化學(xué)藥劑與惡臭廢氣充分混合解除后，產(chǎn)生氧化、中和、置換、絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)，對(duì)惡臭物質(zhì)進(jìn)行凈化分解，化學(xué)吸收可以處理高濃度的廢氣，且處理效果比物理吸收方法更加可見，去除率也十分喜人，但是運(yùn)行過程中添加的化學(xué)藥劑會(huì)使氣體成分更加復(fù)雜，若是控制不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生二次污染，此外化學(xué)藥劑的投加費(fèi)用也沒有那么低廉。臭氧氧化法[15]是利用臭氧的強(qiáng)氧化性的特性分解有機(jī)惡臭氣體來實(shí)現(xiàn)除臭功能，適用于去除易氧化分解的惡臭成分，臭氧化在除臭的同時(shí)可以殺菌，但臭氣持續(xù)產(chǎn)生的開放環(huán)境除臭效果差。電離法利用離子發(fā)生器電離分解惡臭氣體，其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小、除臭效果好，缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用較高、處理規(guī)模較小。3.1.3生物處理方法生物處理方法主要是指微生物利用有機(jī)物作為生長(zhǎng)基質(zhì)，將其生化降解從大分子結(jié)構(gòu)分解為簡(jiǎn)單的水、二氧化碳等無機(jī)物質(zhì)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的惡臭物質(zhì)被轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的成分，以此達(dá)到凈化的目的。目前較為成熟的方法有生物過濾除臭，生物滴濾除臭、生物土壤濾池等。采用生物除臭，它具有綠色環(huán)保、能耗低、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其在國(guó)內(nèi)外都受到了眾多學(xué)者的研究探索[16]。生物除臭法具有操作簡(jiǎn)便、能耗低、費(fèi)用低、且綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用。生物脫臭的技術(shù)包含生物過濾、生物滴濾、洗滌式除臭、復(fù)合型生物除臭及微生物菌落除臭法等。3.2除臭工藝比選物理除臭方法適合于低濃度的臭氣除臭，不適合本項(xiàng)目的高硫化氫氣體除臭。化學(xué)除臭方法，因?yàn)槠涠挝廴?，成本高昂等缺陷，同樣不適于污水廠臭氣處理。因而本項(xiàng)目將采用生物除臭方法進(jìn)行除臭。一些學(xué)者的經(jīng)濟(jì)分析[17]認(rèn)為，生物除臭技術(shù)具有條件溫和、能耗成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，更適合于污水廠的除臭。生物法能有效地去除低分子量的無機(jī)物和揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)，包括低分子量的有機(jī)硫化物和H2S[18]。這也是本項(xiàng)目采用生化法除臭的原因所在。作為對(duì)生物過濾技術(shù)的一種改進(jìn)，生物滴濾的條件容易控制且處理效率高，在含硫廢氣的處理中，受到許多學(xué)者關(guān)注[19-22]。目前，利用生物除臭技術(shù)改善空氣污染在國(guó)內(nèi)需要污水處理站都是應(yīng)用廣泛，它不僅可以為周遭制藥廠區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供必要保障，另外它還為大氣環(huán)境的保護(hù)作出了可觀的貢獻(xiàn)，有效降低了惡臭廢氣對(duì)廠區(qū)及周圍居民的危害，綠色環(huán)保健康的臭氣處理方式更是促進(jìn)了污水站的可持續(xù)發(fā)展。生物除臭技術(shù)因?yàn)槠滟M(fèi)用低、效率高的特點(diǎn)，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)下面介紹幾種生物除臭工藝。（1）土壤過濾法。將臭氣緩慢通過土壤，利用土壤中的土壤膠粒及微生物對(duì)臭氣成分進(jìn)行降解，同時(shí)土壤中的細(xì)菌、霉菌、放線菌也會(huì)對(duì)臭氣成分進(jìn)行分解[23]。土壤過濾除臭包括臭氣收集及密封、土壤過濾除臭系統(tǒng)兩大系統(tǒng)，適用的土壤應(yīng)當(dāng)是疏松透氣且富含有機(jī)物質(zhì)的，除此之外，土壤微生物越豐富，除臭效果越好。圖3.1為一類土壤過濾除臭裝置結(jié)構(gòu)圖，活性濾層材料即各類疏松土質(zhì)。圖3.1土壤生物過濾除臭實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖（2）生物過濾除臭法。主要是指對(duì)臭氣進(jìn)行預(yù)處理后，然后將臭氣由下到上的方式通過生物濾池，進(jìn)而做到臭氣從氣相轉(zhuǎn)到水相，此時(shí)，附著生長(zhǎng)在濾池濾料中的微生物就會(huì)將惡臭物質(zhì)作為生物物質(zhì)進(jìn)行生物降解，從而達(dá)到臭氣凈化的目的。生物過濾除臭法具有較為廣闊的發(fā)展前景常用工藝流程如圖3.2所示。圖3.2生物過濾法工藝流程示意圖（3）生物洗滌除臭法。與生物濾池法相似，首先通過活性污泥吸附將臭氣成分從氣相中轉(zhuǎn)移到水相中，接著在用于吸收的設(shè)備中除去臭氣惡臭有機(jī)物，其中洗液流入反應(yīng)釜中，惡臭物質(zhì)在反應(yīng)容器中被里面的微生物進(jìn)行凈化分解。（4）生物滴濾除臭法。其充分吸收了生物濾池法的優(yōu)點(diǎn)，通過循環(huán)液的加持，反應(yīng)釜中的微生物數(shù)量可以成倍的增殖，相應(yīng)的其對(duì)惡臭物質(zhì)的降解的效率是生物濾池法的二至三倍。采用生物滴濾法除臭所用的濾料通常會(huì)選擇塑料、木炭惰性濾料。這些惰性濾料的使用周期很長(zhǎng)，損耗也比較小，而生物滴濾池工藝流程簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、管理方便，這也使得生物滴濾除臭技術(shù)在當(dāng)前的除臭技術(shù)研究當(dāng)中獲得許多的關(guān)注研究。這里多應(yīng)用用生物滴濾塔（BTF）對(duì)臭氣進(jìn)行凈化。生物滴濾法也有一些難以解決的問題，比如生物滴濾法在施工及運(yùn)行的過程中相對(duì)比較復(fù)雜，并且會(huì)因?yàn)槎喽仍鲋车奈⑸飳?dǎo)致堵塞。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者都對(duì)此研究深刻，技術(shù)應(yīng)用也較為廣泛，通過一些強(qiáng)化傳質(zhì)手段可以大大提高BTF的生物凈化效率，而常用的強(qiáng)化傳質(zhì)手段主要有添加表面活性劑、添加經(jīng)梳理自等。填料堵塞在所難免，通過傳質(zhì)的強(qiáng)化，在一定的程度上可以間接解決上述的填料堵塞的問題。（5）源頭生物除臭法。由于硫化氫、氨氣等惡臭污染物是由于污水在輸送過程中厭氧反應(yīng)被還原生成的，因此可以用一些手段減少源頭的臭氣濃度，以此減少污水處理過程中惡臭氣體的逸散，達(dá)到凈化的目的，這便是源頭生物除臭技術(shù)。主要的應(yīng)用方法有活性污泥回流法，該法通過流入二沉池的活性污泥回流到曝氣池的入水口，接著活性污泥與原本就要進(jìn)入的污水混合，從而增強(qiáng)除臭的目的。此外，氨氧化產(chǎn)物回流法也是另一種方式，它是指將含有高濃度硝酸根和亞硝酸根離子的消化池出水回流至污水廠工藝流程預(yù)處理系統(tǒng)的入口處，利用污水中的微生物的生物降解作用，吸收、消化、分解惡臭氣體中的有機(jī)物質(zhì)，使其得以凈化[24]。（6）復(fù)合型生物除臭法。由于臭氣氣體成分錯(cuò)綜復(fù)雜，污水站逸散出的惡臭廢氣往往是多種污染組分互相雜糅混合而成的復(fù)雜混合物，此外，其中的各個(gè)組分的濃度，溫度等各種特性也不是恒定不變的，往往會(huì)隨時(shí)間的變化而變化，此時(shí)，若是采用單一的的除臭方法，很難與臭氣的復(fù)雜多變相適配，因此，在實(shí)際的應(yīng)用中，需要結(jié)合多種除臭技術(shù)，各種除臭方法以合理的方式進(jìn)行組合，臭氣的最終處理效果才可以達(dá)到預(yù)期，不過，正是因?yàn)槠淇梢赃m用復(fù)雜的臭氣，操作就比較繁瑣。（7）活性污泥曝氣。所謂活性污泥是懸浮在水中的絮狀污泥和附著在污泥上的微生物群的總稱。活性污泥曝氣是通過曝氣將臭氣中的臭氣均勻地分散到活性污泥混合物的底部，溶解混合物中的臭氣，然后利用活性污泥中的微生物降解臭氣中的有機(jī)物。這種方法與污水處理廠中的活性污泥曝氣法類似，故而可以并用在一起，污水凈化的同時(shí)也凈化逸散的臭氣，節(jié)約能源和污水處理成本，不過這就需要對(duì)活性污泥的要求變得更加嚴(yán)苛，需要控制臭氣及污水的體積比，提高活性污泥的降解效率，保證活性污泥曝氣的較高的降解效率。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明采用活性污泥曝氣法，硫化氫氣體的去除率超過98%，甲、丁酮的去除率也超過95%?；钚晕勰喾ㄟm用于處理臭氣濃度比較低，而氧氣濃度較高的氣體，這樣才能為活性污泥的微生物充分利用消化。3.3處理工藝選取經(jīng)調(diào)查監(jiān)測(cè)表明，該污水站的惡臭氣體主要含有硫化氫（H2S）、2-丙硫醇、丙酮、乙酸乙酯等大氣污染物，其中最主要的是硫化氫，達(dá)到了720.3mg/m3，因而最主要的便是保證H2S氣體的最高排放濃度及排放速率的同時(shí)達(dá)標(biāo)。硫化氫是一種標(biāo)準(zhǔn)的揮發(fā)性硫化物，根據(jù)國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的研究[25-27]及國(guó)家的《惡臭污染排放物標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993），硫化氫是一項(xiàng)重要的污水站臭氣治理情況監(jiān)測(cè)對(duì)象。而硫化氫在常規(guī)的生物過濾、藥劑除臭及組合工藝除臭情形下，由于除臭效果有限，難以達(dá)到GB標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到生物滴濾除臭法所選用的濾料通常會(huì)會(huì)是塑料、木炭等惰性濾料，惰性濾料具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)韌，抗酸堿性強(qiáng)，還具有比表面積大，孔隙率高等特點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，前文提到，生物滴濾池的運(yùn)行簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，所需的人工成本就比較低，故而本項(xiàng)目采用生物滴濾除臭技術(shù)進(jìn)行去除硫化氫惡臭氣體。在國(guó)內(nèi)學(xué)者的模擬研究下[28]，生物滴濾塔（BTF）在一定條件下對(duì)于高濃度硫化氫有機(jī)廢氣具有理想且顯著的去除效果。作為與生物過濾法同樣的微生物附著生長(zhǎng)型的生物除臭技術(shù)，生物滴濾法具有生物過濾法所沒有的優(yōu)點(diǎn)，生物滴濾塔（BTF）取消了前置濕水槽，增加了滴濾系統(tǒng)添加營(yíng)養(yǎng)液，一個(gè)完整的循環(huán)液回流系統(tǒng)，填料為微生物生長(zhǎng)提供附著生長(zhǎng)環(huán)境。填料的選擇十分重要，其材質(zhì)不僅需要一定的機(jī)械強(qiáng)度，還需要具有生物親和性，易附著、惰性等特性。綜上所述，本研究結(jié)合紹興制藥廠污水站的混合廢氣特征，采用以生物滴濾塔（BTF）為主體的生物除臭工藝處理高H2S濃度且混合有低濃度的其他有機(jī)物廢氣，控制合適的進(jìn)氣濃度及pH條件，保證可觀的去除效率。作為生物滴濾塔中微生物的載體，填料種類是反應(yīng)器設(shè)計(jì)的重要參數(shù)．采用人工或天然的惰性填料可以顯著避免填料的自降解，生物滴濾塔常采用聚丙烯環(huán)、陶瓷顆粒、火山巖等表面系數(shù)比較低的惰性材料。設(shè)置添加營(yíng)養(yǎng)液的裝置，也可以在噴淋液中加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在噴淋時(shí)采用短周期間歇噴淋，這樣除臭過程中的產(chǎn)物不容易積累。圖3.3為生物滴濾法的一種較為普遍簡(jiǎn)單的濾池示意圖。圖3.3生物滴濾池示意圖3.4工藝流程及說明3.4.1工藝流程圖3.4污水站廢氣處理工藝流程圖3.4.2工藝流程說明根據(jù)企業(yè)提供的某次監(jiān)測(cè)所得的惡臭廢氣各組分濃度可知，污水站廢氣的污染物主要為硫化氫、2-丙硫醇、丙酮、乙酸乙酯等污染物。其中硫化氫濃度最高，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其余組分，屬于酸性小分子廢氣；2-丙硫醇、乙酸乙酯微溶于水；丙酮易溶于水。鑒于硫化氫濃度為其余組分的幾十倍，故設(shè)計(jì)第一級(jí)為堿洗，2-丙硫醇、丙酮、乙酸乙酯等污染物及未去除盡的硫化氫氣體在設(shè)計(jì)第二級(jí)的生物滴濾塔中得到很好的去除，保證了廢氣的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。故污水站廢氣的最終處理工藝為“堿洗+生物滴濾塔”，其中硫化氫的在堿洗塔的去除機(jī)理如下：（3.1）第四章廢氣收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)根據(jù)廢氣組分特點(diǎn)、位置及氣量等采取相應(yīng)的措施對(duì)露天敞口的污水處理站構(gòu)筑進(jìn)行加蓋等廢氣收集，以便后續(xù)處理。4.1污水站廢氣收集系統(tǒng)污水站的主要構(gòu)筑物包括調(diào)節(jié)池、沉淀池、水解酸化池、A/O池等，采取加蓋收集的方式后，通過設(shè)計(jì)安裝廢氣管道對(duì)臭氣進(jìn)行收集，接著進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)中進(jìn)行凈化。4.2污水站廢氣收集加蓋系統(tǒng)對(duì)沉淀池、調(diào)節(jié)池等構(gòu)筑物進(jìn)行臭氣收集。（1）對(duì)沉淀池、水解酸化池、A/O池等構(gòu)筑物采用玻璃鋼拱形蓋板，即集氣罩進(jìn)行密閉加蓋收集；（2）對(duì)調(diào)節(jié)池等有現(xiàn)有水泥蓋子的也可添加集氣罩收集；（3）污泥脫水機(jī)房的臭氣產(chǎn)生量不大，可以通過加強(qiáng)通風(fēng)，減輕影響；（4）格柵需要密閉收集。這些廢氣系統(tǒng)的收集，最主要的原則就是盡量做到臭氣不外漏，且收集效率高。而加集氣罩的設(shè)計(jì)能夠在保證污水處理的正常運(yùn)行前提下，保證能夠整體美觀、協(xié)調(diào)、密閉、實(shí)用的，這些點(diǎn)盡量做到同時(shí)兼顧。4.3廢氣收集風(fēng)量估算污水站加蓋構(gòu)筑物包括了調(diào)節(jié)池、沉淀池、厭氧好氧池及二沉池等，這些構(gòu)筑物都采取了理想的密閉加蓋設(shè)計(jì)。抽風(fēng)量計(jì)算公式如下：理論抽風(fēng)量V2：（4.1）實(shí)際抽風(fēng)量V：（4.2）污水站各構(gòu)筑物凈空高度H、抽風(fēng)次數(shù)N和抽風(fēng)系數(shù)K0由企業(yè)監(jiān)測(cè)給出。抽風(fēng)量具體計(jì)算結(jié)果見表4.1。由表可得，污水站實(shí)際的抽風(fēng)量為：表4.1污水站加蓋構(gòu)筑物抽風(fēng)量匯總一覽表處理單元平面尺寸數(shù)量抽風(fēng)量（m3/h）調(diào)節(jié)池13.1m×3.9m1座54沉淀池15.5m×6.0m2座300沉淀池25.5m×4.4m1座108水解酸化池9.7m×12.4m1座720A池13.2m×12.4m1座240O池18.4m×12.4m1座1980（含1500的曝氣量）調(diào)節(jié)池27.1m×8.55m1座270水解池7.1m×8.55m1座360A池26.5m×5.8m2座400O池26.5m×19.7m2座4500（含3600的曝氣量）4.4廢氣收集設(shè)計(jì)風(fēng)量匯總綜上所述，污水站實(shí)際的廢氣量為3832m3/h，由于設(shè)計(jì)風(fēng)量需要留有余地，則本設(shè)計(jì)廢氣設(shè)計(jì)風(fēng)量見表4.2。表4.2污水站廢氣設(shè)計(jì)風(fēng)量一覽表廢氣類別污染物類型抽風(fēng)量（m3/h）設(shè)計(jì)風(fēng)量（m3/h）污水站廢氣硫化氫、2-丙硫醇、丙酮、乙酸乙酯383240004.5廢氣管道選型廢氣管路系統(tǒng)包括管道、氣閥、加固件等部件，對(duì)于廢氣管道的管材選擇需要從下面幾個(gè)原則考慮：（1）由于廢氣管網(wǎng)是后添加在各個(gè)構(gòu)筑物上面的，為了減輕對(duì)構(gòu)筑物正常運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷影響，應(yīng)當(dāng)選擇輕質(zhì)管材。（2）污水站制藥廢水中含有大量硫化氫的酸性腐蝕性氣體，這就需要我們的管材需要良好的抗腐蝕性。（3）除此之外，還需要考慮管材的使用周期及是否經(jīng)濟(jì)等因素。根據(jù)上述管材選擇原則，本除臭工藝的管材選用ERP風(fēng)管。這類風(fēng)管化學(xué)耐腐蝕性比較強(qiáng)且耐用無需過多的維護(hù)，能夠保障輸送氣體的穩(wěn)定不泄露，管道的連接方式簡(jiǎn)單，施工起來比較方便，這就在一定程度上降低了建設(shè)成本，且氣密性也尚可。4.6風(fēng)機(jī)選型根據(jù)廢氣在廢氣管道的風(fēng)壓損失及除臭構(gòu)筑物的自身風(fēng)阻影響，同時(shí)還要考慮整體系統(tǒng)的壓力損失，另外風(fēng)機(jī)的最大工作抽風(fēng)量應(yīng)當(dāng)與廢氣管網(wǎng)最大抽風(fēng)量留有余量，一般是留有高于系統(tǒng)壓力10%-15%的安全余地。風(fēng)機(jī)選型如下：除臭風(fēng)機(jī)選用離心式風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)是基于風(fēng)機(jī)選用準(zhǔn)則而慎重選擇的。根據(jù)各個(gè)構(gòu)筑物所需處理廢氣氣量要求，以20℃背景溫度及65%的濕度為基準(zhǔn)，除臭風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為4500m3/h，兩套，一用一備。風(fēng)機(jī)選擇詳情見表4.3。表4.3風(fēng)機(jī)選型適用性一覽表風(fēng)機(jī)類型特點(diǎn)是否選用離心式靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力輸送氣體，轉(zhuǎn)子封閉安裝，體積小，可以產(chǎn)生較高的風(fēng)壓，但是風(fēng)量一般不大。是軸流式靠葉片的旋轉(zhuǎn)而帶動(dòng)氣體沿軸向運(yùn)動(dòng)，裸露安裝，體積大，產(chǎn)生的風(fēng)壓很低，但風(fēng)量大。否回轉(zhuǎn)風(fēng)式利用機(jī)身中的機(jī)械轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)變化體積來進(jìn)行抽風(fēng)。風(fēng)量范圍在0.31m3/min-5.41m3/min之間。否屋頂式安裝在屋頂上用于給室內(nèi)通風(fēng)換氣。否污水站廢氣設(shè)計(jì)風(fēng)量為4500m3/h，風(fēng)量較小，但是回轉(zhuǎn)風(fēng)式風(fēng)機(jī)不足以滿足風(fēng)量要求，而屋頂式風(fēng)機(jī)顯然不能滿足污水站構(gòu)筑物設(shè)計(jì)，故而也不考慮采用。由于本設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)選擇需要抵抗整個(gè)系統(tǒng)及管道的壓力損失，軸流式風(fēng)機(jī)就不納入考慮范疇了。故而選擇離心風(fēng)機(jī)。為了除臭效果，選用的離心式風(fēng)機(jī)采用側(cè)吸式，臥式安裝；風(fēng)機(jī)密閉不泄露，且能保證運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生變形的情況。風(fēng)機(jī)與風(fēng)管的連接方式當(dāng)與ERP風(fēng)管連接方式保持一致，一方面操作簡(jiǎn)便，另一方面便于安裝維護(hù)。管路系統(tǒng)上應(yīng)當(dāng)配備配套的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，這是因?yàn)樯锏螢V塔的除臭效率與進(jìn)入的風(fēng)量有很大的關(guān)系，為了保證最佳的工作效率，就需要調(diào)節(jié)風(fēng)量穩(wěn)定。系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量為4000m3/h，考慮到風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量還需留有余量，故而風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)風(fēng)量當(dāng)為4500m3/h。設(shè)計(jì)將采用HF-241B-4kw型頂裕風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)銘牌風(fēng)量為1900-7200m3/h，對(duì)應(yīng)的全壓為1300-3600Pa，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。第五章污水站廢氣處理工藝設(shè)備設(shè)計(jì)污水站廢氣設(shè)計(jì)風(fēng)量為4000m3/h，所需設(shè)備主要為一級(jí)的堿洗塔與二級(jí)的生物滴濾塔。廢氣處理工藝設(shè)備設(shè)計(jì)主要是堿洗塔與生物滴濾塔的設(shè)計(jì)。堿洗塔設(shè)計(jì)計(jì)算污水站廢氣含有高濃度的硫化氫氣體，屬于酸性廢氣，采用堿洗塔吸收會(huì)有較好的效果。堿洗塔的設(shè)計(jì)當(dāng)從其塔型、塔徑、填料層高度等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。堿洗塔又稱酸堿洗滌塔，是一種對(duì)工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行凈化處理的設(shè)備，是廢氣凈化塔類產(chǎn)品中的一種。根據(jù)材質(zhì)分碳鋼堿洗塔與玻璃鋼堿洗塔。堿洗塔就是根據(jù)酸堿中和的原理，通過噴淋堿液對(duì)酸性廢氣進(jìn)行沖淋以達(dá)到凈化的目的，但是想要處理效果達(dá)到國(guó)家二級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)，還需要在其后添加其他的設(shè)備。酸性廢氣通過風(fēng)管由下而上進(jìn)入塔內(nèi)，途徑濾料層與噴嘴噴出的中和液充分接觸混合。吸收后的廢氣繼續(xù)向上經(jīng)過第二層濾料層，產(chǎn)生相同的步驟，再次發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，然后向上通出。塔內(nèi)的填料層需要添加，這樣可以使得廢氣和洗滌液接觸充分，同時(shí)還需設(shè)計(jì)循環(huán)液的循環(huán)系統(tǒng)，使得洗滌液能夠循環(huán)往復(fù)利用，減少浪費(fèi)，利用充分后再一并同工業(yè)污水排入污水站的入水口。圖5.1為某污水站的堿洗塔實(shí)地圖。圖5.1某污水站的堿洗塔（1）塔型選擇常用的吸收塔類型有板式塔、填料塔、噴灑塔、文丘里吸收器等，本設(shè)計(jì)采用填料吸收塔的設(shè)計(jì)，各類型塔型及其特點(diǎn)，還有選擇原因分析詳情見表5.1。表5.1污水站堿洗塔塔型適用性分析塔型特點(diǎn)是否適用原因分析板式塔空塔速度高、生產(chǎn)能力大、清洗簡(jiǎn)便且造價(jià)低廉，適用于氣量大、濃度高的廢氣，缺點(diǎn)是不易操作，阻力也比較大，氣體變動(dòng)的適應(yīng)性比較差。否本設(shè)計(jì)廢氣設(shè)計(jì)風(fēng)量為4000m3/h，風(fēng)量較小，此外廢氣中硫化氫氣體濃度有較大波動(dòng)，因而板式吸收塔就不適用了，文丘里吸收器也是同樣如此。噴灑塔所需液氣比較大，故而也不考慮。填料塔的安裝檢修容易，操作彈性高，還具有氣體變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，故而本設(shè)計(jì)采用填料塔作為堿洗塔。填料塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，氣體變動(dòng)的適應(yīng)性比較強(qiáng)，適用于小風(fēng)量。是噴灑塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，造價(jià)低廉，還具有除塵效果，但是有易堵塞的缺點(diǎn)。否文丘里吸收器體積小，處理量大，可兼作冷卻除塵設(shè)備，但是噪聲大、能耗高。否（2）填料選擇鑒于填料塔有填料易堵塞的缺陷，研究發(fā)現(xiàn)，采用亂堆填料能夠一定程度上降低堵塞的可能性，近年來塑料多面空心球的應(yīng)用越來越廣泛。該空心球造價(jià)低廉，輕質(zhì)但是機(jī)械強(qiáng)度高，同時(shí)它的氣速較高，比表面積大，氣液可以做到充分接觸，且其操作彈性高，很大程度上可以降低能耗，提高傳質(zhì)效率。此外多面空心球由于是塑料材質(zhì)，塑料具有良好的耐腐蝕性，能夠很好的避免廢氣中硫化氫氣體的腐蝕，且抗廢氣沖擊能力強(qiáng)，適用性比較強(qiáng)。綜上所述，本設(shè)計(jì)填料采用塑料多面空心球，直徑為38mm。（3）空塔氣速計(jì)算空塔氣速是由填料塔的液泛速度所決定。本設(shè)計(jì)將采用埃克特通用關(guān)聯(lián)圖法來計(jì)算填料塔的泛點(diǎn)速度，進(jìn)而得出空塔氣速。圖5.2?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖u—空塔氣速，使用液泛線時(shí)，此即泛點(diǎn)氣速，m/s；WL、WG—液體和氣體的質(zhì)量流率，kg/s；ρV、ρL—液體與氣體的密度，kg/m3；φ—填料因子，m-1；Ψ—水的密度與溶液密度之比；μL—液體粘度，mPa·s；g—重力加速度，9.81kg/s2填料塔吸收液為堿液，本設(shè)計(jì)的堿液濃度低，可以近似于水，故液體粘度和密度等參數(shù)均取25℃時(shí)的水相應(yīng)的值；廢氣近似空氣，故氣體密度ρL取25℃時(shí)空氣的密度值。查詢《化學(xué)化工物性手冊(cè)》所得的?？颂赝ㄓ脠D各個(gè)參數(shù)具體取值，比對(duì)可得泛點(diǎn)速度約為2.79m/s。而一般情況下空塔氣速為泛點(diǎn)速度的0.5-0.8。但是實(shí)際情況下一般難以達(dá)到，結(jié)合實(shí)際，統(tǒng)籌分析，本設(shè)計(jì)采用0.4的比例，故空塔氣速u=1.12m/s.（2）塔徑計(jì)算堿洗塔的塔徑D通過圓形管道內(nèi)的流量公式計(jì)算，即（5.1）廢氣氣量VG=4500m3/h，設(shè)計(jì)的空塔氣速u=1.12m/s，根據(jù)式（5-1）可計(jì)算得出填料塔的直徑：根據(jù)我國(guó)壓力容器公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)（GB/T9019-2015）進(jìn)行圓整后,設(shè)計(jì)塔徑為1200mm。計(jì)算實(shí)際空塔氣速：（5.2）此時(shí)的操作氣速為泛點(diǎn)速度的40%，氣速偏小，但仍可以適用。（3）填料規(guī)格核算本設(shè)計(jì)的填料塔的填料采用φ38mm的亂堆型的塑料多面空心球。填料塔的塔徑D=1200mm，所以D/φ=1200/38=32。一般認(rèn)為直徑比至少大于8，對(duì)于一些材料可能大些，因?yàn)?2>8，故采用直徑38mm的填料符合要求。（4）填料層高度計(jì)算以廢氣中的H2S為計(jì)算依據(jù)，將廢氣中的其他污染物換算為H2S的量進(jìn)行計(jì)算。污水站的各個(gè)廢氣組分的源強(qiáng)數(shù)據(jù)詳情見表5.2。根據(jù)表5.2的各污染物源強(qiáng)數(shù)據(jù)，換算后的源強(qiáng)為1.33kg/h。表5.2污水站廢氣組分源強(qiáng)數(shù)據(jù)表廢氣組分濃度（mg/m3）速率（kg/h）2-丙硫醇20.60.217丙酮16.50.327乙酸乙酯11.70.225硫化氫720.30.557初步計(jì)算總填料層高度，計(jì)算過程如下：參考熊振湖[29]等人編寫的《大氣污染防治技術(shù)及工程應(yīng)用》中提到的填料塔填料層高度的計(jì)算計(jì)算，填料高度H用下面公式計(jì)算：（5.3）液氣比L/VG是根絕工程經(jīng)驗(yàn)所確定的，取值為6L/m3，此時(shí)的液體流量根據(jù)下式得出：廢氣的氣體密度及氣體粘度與空氣保持一致，液體密度取水相應(yīng)的值，氣相擴(kuò)散系數(shù)取硫化氫的氣相擴(kuò)散系數(shù)。查詢《化學(xué)化工物性手冊(cè)》所得的各參數(shù)詳情：風(fēng)量VG（m3/h）：4500；液體流量L（m3/h）：29；塔徑D（m）：1.2；氣體密度ρG（kg/m3）：1.18；液體密度ρL（kg/m3）：996.95；氣相擴(kuò)散系數(shù)DG（m2/s）：1.33×10-5；氣體粘度μG（Pa·s）：1.84×10-5；氣體的空塔質(zhì)量流速：（5.4）液體的空塔質(zhì)量流速：（5.5）氣相施密特?cái)?shù)：（5.6）氣相傳質(zhì)單元高度：（5.7）液相施密特?cái)?shù)：（5.8）液相傳質(zhì)單元高度：（5.9）式中HG、HL——?dú)庀?、液相傳質(zhì)單元高度，m；α，m，n，β，q——由填料規(guī)格和操作范圍所決定的常數(shù)，這里分別取值0.894，0.41，-0.45，2.61×10-3，0.22。G’、L’——?dú)怏w、液體的空塔質(zhì)量流速，kg·m-2·s-1；ScG、ScL——?dú)庀唷⒁合嗟氖┟芴財(cái)?shù)；μG、μL——?dú)庀唷⒁合嗟恼扯龋琍a·s，這里分別取1.84×10-5，8.973×10-4；DG、DL——溶質(zhì)在氣相、液相中的擴(kuò)散系數(shù)，m2·s-1，這里分別取1.33×10-5，1.99×10-9；ρG、ρL——?dú)庀?、液相的密度，kg·m-3，這里分別取1.18、996.95。吸收因數(shù)：查詢《化學(xué)化工物性手冊(cè)》可得20℃時(shí)硫化氫溶于水的相平衡常數(shù)K=1.53由此可得到吸收因數(shù)：（5.10）氣相總傳質(zhì)單元高度：（5.11）氣相總傳質(zhì)單元數(shù)：（5.12）式中S——脫吸因數(shù)，為吸收因數(shù)的倒數(shù)，即S=1/A=1/2.62=0.38。以廢氣中的硫化氫為計(jì)算依據(jù)，處理效率為99%，廢氣摩爾質(zhì)量近似于空氣的摩爾質(zhì)量，取29g/mol，此時(shí)硫化氫（摩爾質(zhì)量為34g/mol）進(jìn)出塔氣體中的溶質(zhì)組分摩爾比為：（5.13）（5.14）（5.15）X2為進(jìn)塔液體中溶質(zhì)組分的摩爾比，此處為0。因此氣相總傳質(zhì)單元數(shù)：（5.16）因此填料層高度：（5.17）即當(dāng)液體噴淋量為29m3/h，去除效率為90%時(shí)，計(jì)算而出的填料層高度為2.32m，考慮到設(shè)計(jì)填料層高度需要留有一定的處理余量，本設(shè)計(jì)填料層高度取3m，由于塔徑（D=1.2m）較小，故設(shè)計(jì)填料層分為兩段，每段為1.5m，每層填料與塔徑之比h/D=1.5/1.2=1.25，一般來說h/D＞0.8是較為可行的填料層高度，故本設(shè)計(jì)能夠滿足要求。（5）噴淋密度核算塔徑為1200mm，液氣比為L(zhǎng)/V=6.0L/m3，氣體流量VG為4500m3/h，則液體流量L=29m3/h，所以塔截面的噴淋密度為：（5.18）一般而言，最小的噴淋密度為5-12m3/(m2·h)，所以26m3/(m2·h)是最小噴淋密度的2.2-5.2倍，噴淋密度符合要求。生物滴濾塔設(shè)計(jì)參考錢東升[30]等人的關(guān)于板式滴濾塔高效凈化廢氣的研究，本生物滴濾塔的設(shè)計(jì)將采用板式滴濾塔的形式設(shè)計(jì)。生物滴濾塔反應(yīng)器材質(zhì)選用有機(jī)玻璃，該材質(zhì)耐腐蝕，機(jī)械強(qiáng)度高，安全穩(wěn)定，且在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用比較成熟。滴濾塔的填料將采用直徑38mm的塑料多面空心球的亂堆填料，理由及分析同5.1所述。（1）運(yùn)行條件進(jìn)氣濃度c=150mg/m3進(jìn)氣風(fēng)量=4500m3/h停留時(shí)間t=40s最大有機(jī)負(fù)荷ρ=50g/（m3/h）最佳液氣比L/G=1.4L/m3空塔氣速v=0.4m/s（2）BTF設(shè)計(jì)及選材生物滴濾塔可以看作一種的化學(xué)填料塔，故其設(shè)計(jì)計(jì)算可以參考一般填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算。生物滴濾塔的空塔氣速、塔徑、填料層高度核算類似于5.1堿洗塔的設(shè)計(jì)計(jì)算，在這里具體步驟不一一贅述，結(jié)果詳見表5.3。填料層以上空間一般取0.8-1.4m，本設(shè)計(jì)選用1.4m；填料層以下空間一般取1.2-1.5m，本設(shè)計(jì)取1.5m，進(jìn)氣管距填料層0.5m，底部用于承裝未及時(shí)排出的噴淋液。塔總高H=1.4+1.4+5.0+1.5=9.3m。因此，整個(gè)板式滴濾塔由總高為9300mm，內(nèi)徑為2000mm的有機(jī)玻璃構(gòu)成。填料層高度為2.5×2=5m。此外，生物滴濾塔的進(jìn)氣管與前置的堿洗塔的出氣管徑保持一致，都為φ400的ERP風(fēng)管。支撐底座采用支承式支座，內(nèi)部支撐裝置采用較為普遍的柵板型支撐裝置，進(jìn)液管直徑選用φ150mm的直管，噴淋裝置采用旋流式噴淋器，由于BTF產(chǎn)霧量少，所以可選用絲狀除霧器安裝在排氣口之下。由于本滴濾塔的塔體采用有機(jī)玻璃鋼設(shè)計(jì)，有機(jī)玻璃鋼材質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度高，且本設(shè)計(jì)的的總的設(shè)計(jì)風(fēng)量也不是很大，故而本設(shè)計(jì)的壁厚可以相應(yīng)降低一些。滴濾塔的塔體壁厚設(shè)計(jì)為50mm。表5.3生物滴濾塔設(shè)備核算一覽表指標(biāo)結(jié)果是否符合改進(jìn)措施空塔氣速（m/s）0.40否在BTF前添加氣泵增加氣速到1.11m/s填料規(guī)格（D/φ）52.6＞8是填料分層高度（h/D）1.25>0.8是噴淋密度核算m3/(m2·h)9.23＞5是本研究采用板式生物滴濾塔處理H2S廢氣，在各個(gè)填料層營(yíng)養(yǎng)液的pH及濕度上，濕度保持65%以上，而pH在這三個(gè)填料層由下往上分別控制在4.5、6.5，這一步驟由pH自動(dòng)控制系統(tǒng)和pH計(jì)共同調(diào)控。這么做的好處是一是可以盡可能減少堿液的用量，節(jié)約成本，二是可能更好的維持較高的H2S凈化效率。此外，生物滴濾塔需要在掛膜完成后才可以保證高的凈化效率，本設(shè)計(jì)采用14d的掛膜周期。由于進(jìn)氣風(fēng)量較小，故生物滴濾塔的外部構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)均可采用常規(guī)的規(guī)格。本設(shè)計(jì)中的循環(huán)槽規(guī)格為φ1200×2000m。

第六章其他輔助設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算及運(yùn)行管理風(fēng)機(jī)核算當(dāng)空塔實(shí)際氣速u實(shí)=1.11m/s時(shí)，系統(tǒng)壓降計(jì)算如下：（6.1）查埃克特通用關(guān)聯(lián)圖可得：?jiǎn)挝惶盍蠅航怠鱌=200Pa/（m填料），填料層高度為3+4.8=7.8m，所以填料層壓降為1560Pa。考慮到管路阻力2.0Pa/m和彎頭的阻力52Pa/個(gè)，共有20m管路和4個(gè)彎頭，共計(jì)阻力248Pa。系統(tǒng)總壓降為1560+248=1808Pa。本設(shè)計(jì)選用的HF-241B-4kw型頂裕風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)銘牌風(fēng)量為1900-7200m3/h，對(duì)應(yīng)的全壓為1300-3600Pa，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。管路核算本設(shè)計(jì)根據(jù)廢氣管道選擇原則選擇的ERP風(fēng)管，廢氣風(fēng)量為4500m3/h，風(fēng)管直徑取400mm。風(fēng)量較小，符合設(shè)計(jì)要求。生物滴濾塔循環(huán)液系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)對(duì)于附著在填料中的微生物的生長(zhǎng)起到至關(guān)重要的作用。填料需要預(yù)先在塔外與馴化營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)，進(jìn)行菌種接種及初步掛膜。營(yíng)養(yǎng)液的選擇。營(yíng)養(yǎng)液需要選擇能使硫化細(xì)菌快速增殖的類型，這不僅能加快富集掛膜，還可以大大縮短培養(yǎng)的時(shí)間。其中，可以使pH值下降最快的營(yíng)養(yǎng)液當(dāng)為最佳營(yíng)養(yǎng)液。營(yíng)養(yǎng)液的主要成分如下:Na2HPO4·12H2O4.5g·L-1，KH2PO1.0g·L-14，NH4Cl1.5g·L-1，MgCl20.2gg·L-1，CaCl20.023g·L-1，微量元素母液1mL。母液的主要組成為FeCl21.0g·L-1，H3BO30.014g·L-1，MnCl20.10g·L-1，ZnCl20.10g·L-1，Na2MoO4·2H2O0.02g·L-1，CoCl2·6H2O0.02g·L-1。選擇營(yíng)養(yǎng)循環(huán)液分層噴淋、各層pH差異性控制的循環(huán)系統(tǒng)，不僅可以降低堿液用量，還可以保證較高的凈化效率。循環(huán)系統(tǒng)通過循環(huán)泵保障穩(wěn)定輸送速率。廢氣管道排風(fēng)送氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)各個(gè)構(gòu)筑物收集來的廢氣通過廢氣管道集中在同一個(gè)集中管道，接著送往風(fēng)機(jī)的風(fēng)口位置，依次通過一級(jí)堿洗塔和二級(jí)生物滴濾塔。為了確保廢氣風(fēng)量相對(duì)穩(wěn)定，送風(fēng)速度將采用變頻技術(shù)確保各個(gè)構(gòu)筑物能有足夠的負(fù)壓輸送廢氣。同時(shí)為了確保堿洗塔與生物滴濾塔能有足夠負(fù)載，需要在這兩個(gè)設(shè)備的進(jìn)口處設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)流閥。對(duì)于凈化后的廢氣管道設(shè)計(jì)，通過管道進(jìn)入引風(fēng)機(jī)的風(fēng)口，接著通入排氣筒排入大氣。因此，本設(shè)計(jì)還需要配備10m高的排氣筒及其相應(yīng)的支架等輔助設(shè)施。運(yùn)行管理廢氣處理工藝系統(tǒng)在日常的運(yùn)行中需要進(jìn)行運(yùn)行管理及維護(hù)，保證整個(gè)系統(tǒng)可以穩(wěn)定正常地運(yùn)行。主要的運(yùn)行程序如下：（1）打開營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)泵，可以使?fàn)I養(yǎng)液循環(huán)槽里的循環(huán)液進(jìn)入生物噴淋塔。（2）待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，打開風(fēng)機(jī)輸送廢氣，正式開始工作。（3）適當(dāng)調(diào)節(jié)各個(gè)構(gòu)筑物及工藝設(shè)備的進(jìn)出閥門大小，使整個(gè)系統(tǒng)保持穩(wěn)定狀態(tài)。（4）調(diào)節(jié)加藥泵的流量，開啟自動(dòng)加藥系統(tǒng)。（5）開啟生物滴濾塔pH自動(dòng)控制系統(tǒng)等調(diào)控系統(tǒng)，適當(dāng)調(diào)節(jié)循環(huán)泵流量，保證較高的吸收效果。pH值對(duì)系統(tǒng)的凈化效率有很大影響，每天需要定期檢查pH自動(dòng)控制系統(tǒng)是否工作正常，還要檢查營(yíng)養(yǎng)循環(huán)槽的循環(huán)液的情況，若是遇到液體變黃有異味等異常情況，當(dāng)及時(shí)更換。工作人員需要定期對(duì)設(shè)備及管道及其接口進(jìn)行保養(yǎng)檢修，每天還要巡查如風(fēng)機(jī)、泵等設(shè)備是否正常工作，觀察pH自動(dòng)控制系統(tǒng)是否正常，pH是否在正常范圍內(nèi)已經(jīng)加藥系統(tǒng)是否有藥劑用完的情況。第七章設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表本設(shè)計(jì)針對(duì)紹興污水站的廢氣情況設(shè)計(jì)了一套可行的處理工藝。紹興污水站的惡臭廢氣的主要成分為H2S，其在預(yù)處理系統(tǒng)中排放量最高，經(jīng)檢測(cè)，污水廠的臭味也大多源于此成分。因?yàn)槠湮鬯匦?，本?xiàng)目選用生物滴濾塔這一生物除臭裝置進(jìn)行除臭，在實(shí)際的BTF設(shè)計(jì)中，要充分考慮其優(yōu)勢(shì)菌種硫氧化菌的生長(zhǎng)環(huán)境，讓其良好生長(zhǎng)方能使系統(tǒng)維持95%以上的高去除率，同時(shí)還要注意循環(huán)液的使用周期，循環(huán)到一定周期后就要更換處理。BTF作為處理系統(tǒng)的主體工藝，還要充分考慮到外部環(huán)境的影響，塔體應(yīng)當(dāng)采用玻璃鋼材質(zhì)，對(duì)廢氣有較高的抗腐蝕性。最后的處理結(jié)果，大氣污染物排放應(yīng)該達(dá)到國(guó)家污染物相應(yīng)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)的臭氣凈化工程設(shè)計(jì)將采用“一級(jí)堿洗+二級(jí)生物滴濾+排氣筒排放”工藝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為4500m3/h，此外對(duì)堿洗塔和生物滴濾塔進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)的規(guī)格型號(hào)及廢氣處理工藝中的設(shè)備清單詳情見表7.1。表7.1設(shè)計(jì)設(shè)備清單編號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1堿洗塔Φ1200×6000mm填料塔1座2吸收塔支架/2座3吸收液循環(huán)槽Φ1200×2000mm2座4吸收液循環(huán)泵FP(FS)50-40-130-2.2kW流量20m3/h，揚(yáng)程17m2臺(tái)5堿加藥罐Φ600×800mm1個(gè)6加藥泵KD-130/0.5-0.18kW1個(gè)7生物滴濾塔Φ2000×9300mm板式塔1座8電磁計(jì)量泵JCMA電磁隔膜式計(jì)量泵1臺(tái)9pH計(jì)進(jìn)口3個(gè)10pH自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)口3套編號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量11風(fēng)機(jī)HF-241B-4kw型頂裕風(fēng)機(jī)2臺(tái)12循環(huán)泵FP(FS)50-40-130-2.2kW流量20m3/h，揚(yáng)程17m1臺(tái)13ERP風(fēng)管Φ400若干14引風(fēng)機(jī)進(jìn)口1臺(tái)15排氣筒15m1個(gè)16排氣筒支架/1個(gè)17閥門/若干18電氣控制柜/1座

第八章工程經(jīng)濟(jì)分析本工程投資包括施工期投資及運(yùn)營(yíng)期投資兩個(gè)方面。施工期投資工程施工期投資包括新增設(shè)備投資、運(yùn)輸費(fèi)用、安裝費(fèi)用、工程調(diào)試費(fèi)用及各項(xiàng)管理費(fèi)用和稅金等。具體內(nèi)容詳見表8.1。如表8-1的結(jié)論所示，本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的施工期總投資為91萬元，其中各設(shè)備的添置成本占了總投資的66%。表8.1設(shè)備投資一覽表，萬元設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量單價(jià)總價(jià)堿洗塔Φ1200×6000mm填料塔1座5.05.0吸收塔支架/2座2.04.0吸收液循環(huán)槽Φ1200×2000mm3座0.61.8吸收液循環(huán)泵FP(FS)50-40-130-2.2kW流量20m3/h，揚(yáng)程17m3臺(tái)0.30.9堿加藥罐Φ600×800mm1個(gè)0.30.3加藥泵KD-130/0.5-0.18kW1個(gè)0.40.4生物滴濾塔Φ2000×9300mm板式塔1座10.810.8電磁計(jì)量泵JCMA電磁隔膜式計(jì)量泵1臺(tái)0.50.5pH計(jì)進(jìn)口3個(gè)1.03.0pH自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)口3套3.09.0風(fēng)機(jī)HF-241B-4kw型頂裕風(fēng)機(jī)2臺(tái)7.014.0ERP風(fēng)管Φ400若干/3.0引風(fēng)機(jī)進(jìn)口1臺(tái)5.05.0設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量單價(jià)總價(jià)排氣筒15m1座0.50.5排氣筒支架/1座0.50.5閥門/若干/0.5電氣控制柜/1座1.01.0設(shè)備費(fèi)小計(jì)60.2安裝運(yùn)輸費(fèi)15.0設(shè)計(jì)調(diào)試費(fèi)10.0管理費(fèi)及稅金5.8總投資91運(yùn)營(yíng)期投資工程建設(shè)完成后的運(yùn)營(yíng)期投資主要包括藥劑的消耗、電費(fèi)、以及人工的運(yùn)行管理費(fèi)用三大部分。（1）藥劑消耗工程建設(shè)完成后的藥劑主要為液堿以及營(yíng)養(yǎng)循環(huán)液，藥劑的消耗費(fèi)用為500元/天。（2）電費(fèi)設(shè)備的電費(fèi)消耗主要為堿洗塔和生物滴濾塔及其配套循環(huán)泵、加藥泵，此外系統(tǒng)還配備了兩臺(tái)HF-241B-4kw型頂裕風(fēng)機(jī)和一臺(tái)進(jìn)口引風(fēng)機(jī)，最后還要考慮人工日常耗電。綜上所述，工程建設(shè)完成后整個(gè)廢氣處理系統(tǒng)的總耗電量約為12kW/h。按照平均電費(fèi)0.7元/度計(jì)，電費(fèi)消耗為12×0.7×24=201.6元/天。（3）人工費(fèi)由于選用工藝較為成熟，所需人工每日管理無需太過繁瑣，因此一個(gè)人就可以很好地管理整個(gè)除臭系統(tǒng)，員工工資按200元/天計(jì)。綜上所述，運(yùn)營(yíng)期的費(fèi)用約為900元/天。

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