设计说明及方案.doc

江苏博恩环境工程成套设备有限公司
Jiangsu BOHN Environmental Engineering & Complete Equipment Corp. Ltd

渭南市污泥生物处理厂
加强型生物土壤除臭系统设计说明及方案

1 工艺说明
1.1 简介
博恩BOHNTM公司结合国内外先进的生物除臭工艺，与河海大学环境学院共同自主研发了新一代生物除臭工艺――加强型生物土壤除臭工艺。该工艺对传统的生物除臭法进行了改良，根据中国大陆的土壤特性，在实验室培养、驯化了适应性更强的菌种，以加强型生物土壤做为菌种的载体（介质），最大限度地发挥了加强型生物土壤除臭的功效，为污水处理厂等工业领域的废气处理提供了有效的解决方案。目前，该产品已广泛应用于污水处理厂、泵站、垃圾填埋场等场所的臭气处理，并获得了国家专利，专利号：201029044086.2。
1.2 加强型生物土壤法除臭工艺
1.2.1加强型生物土壤法除臭工艺流程

加强型活性

土壤过滤床

布气管

道系统
风

机

臭气

收集系统

臭气源

密闭系统

图：加强型生物土壤法除臭工艺流程图
1.2.2 加强型生物土壤法除臭原理
加强型生物土壤系统究竟是如何处理恶臭气体分子的呢？这就需要从恶臭物质的化学成份谈起：臭气化合物，主要包括硫化氢和易挥发性有机气体（VOC），根据GB14554-93，需要对以下八种气体的排放和臭气浓度做到强制性要求：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯。
为了处理以上各种具有恶臭气味的气体，本公司用特殊配制的营养性加强型活性土壤中培养了多种自养性的微生物。以上各种对人体呼吸系统、消化系统等产生重大有害
作用的恶臭气体对于这些活性微生物而言，却是它们赖以生存的基础养料。微生物通过

吸收以上各种有机和无机成分在体内合成继续存活所必需的有机养料。
气体向上流动穿过生物过滤器填充介质，并暂时地或者吸附在孔道表面、或者吸附在微生物细胞表面、或者吸附在薄膜水层中，这些薄膜水层形成在颗粒表面与细菌表面。在被微生物吸收前，污染气体分子在空气和滤体介质间被分配多次。
在加强型生物土壤过滤器中，有机气体被降解为CO2、H2O和微生物细胞生物质。细胞生物质的数量微乎其微，它不会导致介质的堵塞。同时H2S与氧化铁在介质孔道表面反应，形成FeS和FeS2。在生物过滤器处于好氧条件时，通过化学氧化作用和生物氧化作用，这些化合物被氧化为元素硫。然后，在具有很强缓冲能力的加强型生物土壤滤体介质中，硫氧化为CaSO4。
在以上整个处理过程中，生物过滤器的介质——加强型活性土壤，为微生物进行代谢提供氧气、水分和矿物营养成分。它的厚度通常是在40cm-200cm之间，而最终的数值需要根据污水厂的具体情况来进行设计，这样才能保证气体在土壤中有足够的停留时间来被处理的同时，又不致造成压力过大的问题。
加强型生物土壤过滤器可能需要几天的连续运行以取得所要求的臭气控制性能。初始适应期间，在加强型土壤介质中形成了广泛的微生物种群。生物过滤介质必须有适当的湿度以利于微生物生存。在臭气进入布气管之前通过增湿器对臭气进行增湿以确保生物过滤介质有足够的湿度。

1.2.3 加强型生物土壤法除臭工艺特点
20年的滤体寿命：经一次性的植入并形成的加强型生物活性土壤滤体在正常的控制和维护下能长期保持良好的运行状态，即使系统停用一段时间或在各种气候条件现均

能有效工作20年以上。
与其它各种工艺相比较，加强型生物土壤法除臭工艺具有以下明显的优势：
● 高效－能有效地去除各种臭气类物质，处理效率能够高达95%~99%以上，能满足世界各地最严格的环保要求。
● 永久－保证加强型生物土壤除臭系统能有效运行20年。
● 维护简单－采用加强型生物土壤为除臭介质，无二次污染。
● 经济－无复杂的控制要求，维护量极少，运行稳定，运行费用低。
● 全天候－适合各种天气和间断运行的条件。加强型生物土壤滤体除臭系统在长时间（几个星期甚至半年）停止运行后再启动能迅速达到很好的处理效果。

2. 渭南市污泥生物处理厂加强型生物土壤除臭系统技术描述
2.1 供货范围
江苏博恩环境工程成套设备有限公司所提供的加强型土壤法除臭装置为成套装置，包含收集系统和处理系统的供货、安装、调试，并负责整个系统的验收。
除臭设备及系统主要组成部分及供货范围（不限于此）：
- 排气介层
- 加强型活性土壤
- 排气管、各布气管及安装附件
- 风机(电机、户外罩、仪表和控制箱、控制闸板、进出风管、法兰、风机门、软接头和支架等)
- 增湿系统
- 草皮种植及绿化
- 草坪喷淋系统
- 处理系统的生物菌种培养。
- 监控仪表、控制系统自动运行必需的控制设备和元器件
- 控制箱、现场按钮箱及连接电缆
- 所有连接及安装附件

2.2 性能保证
采用加强型生物土壤法除臭处理工艺。整个系统能够满足室外安装运行。
我司将提供整个除臭系统的设计、供货、安装指导及现场检验和调试。除臭系统满足设计排放及相关法规的要求，处理后的臭气排放满足GB14554-93一级厂界标准的要
求。系统的设计保证能有效各种设备间或区域收集所排出的气体。有味气体化合物的成份包括但不限于硫化氢、氨、硫醇，还原性硫化物及挥发性有机化合物。
2.3 技术描述
2.3.1 设计参数
1）异味气体总量：
恶臭源处理区域
臭气量
（m3/h）
污泥生物处理发酵槽第1组
50000
污泥生物处理发酵槽第2组
50000
合 计
100000
2）异味包含物质：硫化氢（H2S）/氨（NH3）/甲硫醇等；
3）异味气体湿度： ≤100%；
4）去除率：≥95%
5）排气层和加强型活性土壤层介质的有效处理运行寿命：³20年，无须更换任何设备；
6）电机的防护等级/绝缘等级：IP 55/ F；
7）噪音： ≤80dB (A)。
2.3.2 系统描述
2.3.2.1 滤体
加强型土壤滤体介质的用料由我司提供，滤层厚度1.2 m～1.5m, 满足系统设计排放要求。
加强型土壤滤体介质使用寿命20年以上。由本地土壤调配成的混合物。为加强微生物的长期有效挂膜、防止板结，土壤混合物中掺入0.5～1%（体积比）的颗粒状高温烧结矿质材料，其平均直径3-5mm。以保证其富含矿物质，作为永久性的、稳定的基质，

并有极好的pH缓冲能力。无须添加除水以外的其它物质，平时的维护也仅是维持合适的水分以便于微生物存活。能够提供该材料权威机构的相关鉴定证明。
土壤滤体的草苗种子能够适应各种系统安装环境的气候条件。
加强型土壤滤体介质对人无害，且不会造成二次污染。
滤体介质均匀放置，以防土壤床受压紧和粘聚，且不影响布气管的通气性能。
土壤滤体的草坪能够适应系统安装环境的气候条件。
滤体的使用寿命20年以上。滤体系统在有效寿命时间内不会板结，粘聚。
2.3.2.2 排气和布气管道系统
管道和管配件由同一制造商提供。管材树脂中均匀加入不少于2%的炭黑以防紫外
线。
主气管所用高密度聚乙烯管符合AASHTO M294，S标准。主气管与布气支管的连接采用焊接方式，接头处布焊接短管。管与管的连接用HDPE防水密封套。
布气支管为HDPE波纹管，表面布有出气微孔，符合AASHTO M252，Type CP标准。管与管的连接用HDPE防水密封套。
2.3.2.3 加湿和草坪喷洒水系统
加湿系统能持续运行且包括：控制隔离阀、Y型滤网、接头、法兰管、喷嘴组件。法兰管和喷嘴组件安装在风机管道上。
喷雾喷嘴能方便地从管道中取出，以便检查和维修而不用拆卸管道，同时不能影响处理系统运行。
加湿系统的喷嘴能靠正常水压就能喷出中空锥形的细雾。喷嘴材料为SS316且带有滤网。
安装一套草坪喷洒系统。草坪喷洒水系统包括喷洒头、电磁阀、喷洒时间控制器和PVC管及元件。
2.3.2.4 集气风机
配套风机的能力及数量能满足除臭系统的设计要求。
风机通过管道将设备间所排出的气体收集，然后排出到生物滤体系统排放。风机由玻璃钢制成。风机适合室外安装。
在规定的离心风机流量下，其全压效率不低于其对应效率的5%，离心风机的最高

效率点在稳定区域内。
叶轮进行平衡校正。叶轮满足最高转速的110%。叶轮有足够的刚度，搬运和运转中不会产生变形。
离心风机进行运转试验，测量轴承温升和振动符合：
- 在轴承表面测得的轴承温度不高于环境温度40°C；
- 振动速度有效值不超过6.3mm/s。
风机隔音、保温及防护罩：
- 外形尺寸设计要求满足箱体内部设备的日常维护及检修的通道距离（即左右边距保持200-300MM、顶部间距保持300-500MM）
- 箱体成整体性，强度优越，结构紧蹙，有检修通道，满足隔音、保温及防潮之效果
- 材料要求：铝合金边框条+铝合金连接件+镀锌面板+玻璃纤维消音棉+钢丝网
- 便于现场吊装，有吊环及承重之共同基座（SS41+EPOXY）
- 距鼓风机一米处噪声小于65分贝。
叶轮动平衡符合ISO1940规范；转子动平衡符合ISO1940规范之2.5mm/s等级。
2.3.2.5 控制系统
臭气处理装置配套电气控制箱就地控制，为一独立控制系统，在正常情况下全自动连续运行，无需人工操作，系统中包括自动运行必须的仪表和控制设备，能保证设备能单独运转或联动运转，控制柜上设置各电控装置的开、停及故障报警等显示。具体如下：
² 控制柜外壳：IP55
² 电控系统包括所有的监测、控制元件及报警、保险丝和主开关等。还包括电控箱及与本设备内部的连接电缆。
² 电控箱与设备配套提供，具有对整个系统用电设备的供电、电气保护、控制及显示功能，操作面板设有（手动/停/自动）选择开关，满足手动控制及上级控制系统的监控和运行。电气元件和电缆线排列清楚，防短路，运行可靠并标有
正负号。
² 配备加强型生物土壤除臭系统的控制装置。分别监测各除臭区域的加强型生物

土壤除臭系统的进气流量、流速、温度及滤体的压降温度等参数，控制除臭装置运行在最佳状态。
² 加强型生物土壤除臭设备能保证在正常情况下24小时全自动连续运行或间隙
式运行，且无需人工操作。采用间歇运行模式时，可按照人工设定的间隔时间实现系统的自动开机与停机；或在操作工人需要时实现简单的开机与停机。
² 电控箱带有就地手动控制开关、状态显示；同时可以接受远方自控系统开停控制，并将运行状态、故障状态信号远传自控系统。设有控制功能如下：
（1）就地手动起、停控制按钮；
（2）就地/远程转换开关；
（3）运行、故障状态指示灯；
（4）紧急停车按钮。
2.3.2.6 主要零部件材料
主气管和布气支管
HDPE
风机机壳和叶轮
有机玻璃钢
风机机座
Q235表面防腐处理
加湿系统
AISI 304
草坪喷洒系统
HDPE
管支架和安装附件
AISI 304
所有连接附件、化学地脚螺栓
AISI 304

3. 渭南市污泥生物处理厂加强型土壤法除臭方案
3.1 加强型生物土壤除臭设备配置表
序号
设备编号
处理区域
臭气处理量
（m3/h）
土壤滤体占地面积 （m2）
配套风机
风量（m3/h）
功率
（kw）
风压
(Pa)
1
WN-1
污泥生物处理堆棚
50000
约1100
50000
55
2500
2
WN-2
50000
50000
55
2500
合 计
100000
1100

110

3.2 加强型生物土壤除臭设备设计方案
加强型生物土壤除臭系统安放位置：污泥生物处理间附近空地，2台风机对应的土壤滤床可以合并在一起，也可以分别安置。
数量：2套, 每套技术规格分别如下：
A、加强型生物土壤滤床
臭气流量
50000 m3/h
生物滤体介质
活性加强型生物土壤
介质寿命
>20年
滤体面积
≤ 550m2
滤床厚度
1.5米
要求提供的市政服务设施
水和电
燃料要求
无
人工
0.5小时/周
最终去除效率≥
99%
配套风机
1台
B、玻璃钢侧吸式离心风机
流量: 50000 m3/hr
压力: ≤2500 Pa
材质: 玻璃钢
供电要求: 380V/3/50
配套风机包括:
1). 风机本体
2). 轴承座
3). 马达和露天防护
4). 调节风门

4．关于除臭系统总装机功率的说明
4.1 风量相同，风压不同，风机装机功率不同，以下是相同风量不同风压下的功率

风量
风压
风机功率
50000
1000Pa
30KW
50000
1500Pa
37KW
50000
2000Pa
45KW
50000
2500Pa
55KW
4.2 我司除臭系统风压的核定
我司采用土壤滤料，厚度1.2-1.5米，取1.5米上限，表面种植草坪，因此滤料的压力损失约为1000Pa；1m长度的风管风压为8Pa（风速12m/s）, 设计风管总长度设100米，则风管管路总风压为800Pa；风管弯头、抽气端负压、余量等压力损失合计约700；总计风压2500Pa。
4.3 其他生物除臭系统的风压核定
无论采用何种生物除臭工艺，风量相同的情况下，风管布置相同情况下（风管布置的合理性决定了收集效果，只有保证臭气有效收集，才能确保臭气的有效处理），除臭系统的风压差异取决于滤料的差异。
a. 常规生物滤料
常规生物滤料的堆高为3米以上，高度高于土壤滤料，压损大；滤料为球状颗粒，滤体表面无植被，因此常规生物滤料的压力损失高于土壤滤料的压力损失。常规滤料在使用3-5年后，逐渐板结直至更换，压力也随着逐年增高；
b. 树皮等滤料
树皮、麦秸等滤料为传统生物除臭滤料，由于密实度低于土壤和常规生物滤料，其压力损失比土壤和常规生物滤料要低，500Pa左右。但树皮很快就会腐烂，失效，也会造成压力的逐步提高。
4.4 综上所述，系统处理风量相同的情况下，采用常规生物滤料的除臭系统风压最高，采用树皮滤料的除臭系统的风压比采用生物土壤滤料的除臭系统风压低500Pa左右。