某城市污水处理厂臭气处理.docVIP

毕业设计（论文）毕 业 设 计（论文）题 目: 城市污水处理厂的臭气处理教 学 院： XX工程学院 专业名称： 环境工程 学 号： XX 学生姓名： XX 指导教师： XX 2017年4月23日摘 要随着经济的高速发展，我国越来越重视基础建设，城市污水处理厂越建越多，但是污水处理厂在处理污水的同时产生的恶臭气体并没有得到有效果的处理。我认为恶臭气体的处理会给我们带来更好的生活环境。 本设计主要采用密闭收集污水处理厂产生恶臭气体量较大的构筑物来收集气体，处理恶臭气体的方法是生物法，需要处理的气量为10000m3/h。生物滤池法是目前最为成熟的恶臭气体的处理方法之一。生物滤池具有设备简易、操作简单、投资运行费用低、不须外加营养物、除臭效率高等优点。本设计的臭气去除率可以达到90。一次性投资总费用为45.3（万元）。关键词：臭气处理、生物滤池、优点ABSTRACT With the rapid development of economy, Chinas increasing emphasis on infrastructure, urban sewage treatment plant built more and more, but the sewage treatment plant in the treatment of sewage at the same time produce malodorous gas and did not get effective treatment. I think the treatment of stench gas will give us a better living environment.The design of the main use of closed collection of sewage treatment plant to produce a large amount of malodorous gas structure to collect gas, the process of dealing with malodorous gas is a biological method.Need to deal with the gas volume of 10000m3 / h. Biofilter is one of the most mature methods of dealing with malodorous gases. Bio-filter has the advantages of simple equipment, simple operation, low investment operation cost, no need of external nutrition and high deodorization efficiency.The design of the odor removal rate can reach 90%. The total cost of one-time investment is 45.3 (ten thousand).Keywords: odor treatment、biofilter、advantages目 录绪 论1第一章 城市污水处理厂污水臭气的成分和来源2 1.1臭气的危害2 1.2臭气的成分2 1.3城市污水处理厂臭气的来源及产生的不同原因2 1.4不同构筑物的阀值4 1.5国内外治理现状5第二章 主要的臭气处理方法72.1物理法72.1.1活性炭吸附法72.2化学法72.2.1 化学洗涤法72.2.2 植物液除臭82.2.3 离子除臭技术82.2.4 焚烧法92.3生物法112.3.1 土壤法112.3.2 生物脱臭法112.4方案比选122.4.1 生物过滤法132.4.2 生物滤池法14第三章 系统设计计算163.1臭气密闭系统163.1.1不同构筑物的密闭要求163.1.2常用密闭方式173.1.3密闭系统选型及设计183.2臭气的收集及输送系统193.2.1收集系统193.2.2臭气量的计算203.2.3管道系统213.2.4风机选型293.3生物滤池的设计计算303.3.1 滤料的选择计算303.3.2 生物滤池的计算313.3.3辅助系统31第四章 工程概预算324.1主要构筑物投资概算一览表324.1.1土建费用324.1.2设备及管道费用334.2运行费用33总 结35致 谢36参考文献37 绪 论 城市空气中的大气污染物来源十分广泛，除运输，工农业等主要排放源外，城市污水处理厂在边处理污水的同时，还一边排放臭气。根据调查可知，目前我国共有接近4000多座正在运行中的城市污水处理厂，每天可以处理1.8亿吨左右的污水。近10年来我国的经济高速发展，城乡一体化的进程越来越快，基础设施的建设越来越多，城市污水处理厂的数量也越来越多，但是我国的大部分的城市污水处理厂都没有配备处理这些恶臭气体的设备，造成了一定的范围内的臭气污染。中华人民共和国国家标准恶臭污染排放标准GB14554-93，定义恶臭为：一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质。根据国家规定恶臭气体需经过处理，达标后才能排放。早些年我国经济基础薄弱，缺乏对城市污水处理厂臭气处理的投资，缺乏对除臭技术的了解。因此城市污水厂的形成了以“以经济为主”的设计理念，基本上不考虑到臭气脱除。 而随着国家经济快速发展，我国目前正处于综合开发建设阶段，综合国力越来越强，政府更加注重基础设施建设，污水处理厂规划设计、施工系统正在逐渐成熟。以前城市污水处理厂的主要任务是提高废水处理能力，达到有效的排放标准，现如今的污水处理厂的设计理念变为“绿色、和谐、文明、健康”，污水处理厂的整体设计也发生了根本性的变化，如今强调的原则是“以人为本”，当然也要考虑到当地经济、环境等因素，以及现场施工技术条件，并且结合该区域长期往后发展的方向。为了全面确定污水处理工艺方案，还进一步提到臭气对环境影响以及对人类生命活动的影响，因此城市污水处理厂臭气的排放标准规范变得更加严格。污水处理厂的臭气处理设计在整个污水处理厂的设计和运行中起着至关重要的作用，一个正确合理的设计方案能够确保城市污水处理厂周边的空气环境具有一定的舒适度，并且能够提供给人们一个优美的生活环境。 第1章 城市污水处理厂污水臭气的成分和来源1.1臭气的危害恶臭气体能够影响人的感觉器官，让人感觉不舒服，当恶臭气体浓度过高时会导致人感觉恶心、肚子不舒服、头痛、呕吐、萎靡等现象，也会对周围的环境造成一定程度上的污染。其中对人体最具危害的是硫化氢气体，有毒，有一种特殊的臭鸡蛋味，会引起头痛、恶心等症状。严重时还会危机人的生命10。1.2臭气的成分城市污水处理厂臭气的主要成分包括三大类：含硫化合物、含氮化合物以及碳、氢、氧组成的化合物。恶臭主要由氨气、硫化氢、硫醇、VFAs、VOCs 等组成。1.3城市污水处理厂臭气的来源及产生的不同原因 城市污水处理厂恶臭气体的主要来源包括进水格栅、沉砂池、初沉池、生物处理构筑物、污泥处理构筑物等。污水在经过这些构筑物的时候，一般处于厌氧状态或者是处于搅拌、鼓风曝气状态。污水处理过程中厌氧状态产生的恶臭气体以及污水本身含有的恶臭污染物在挥发、蒸发等过程中进入空气中，污染大气10。城市污水处理厂的臭气的主要来源有以下几个方面： （1）在经过一系列水处理构筑物时，由于机械扰动或水流湍动，大量臭气从污水中逸出；污泥浓缩池、储泥池及污泥堆棚等容易产生大量的无机硫化物、有机硫化物和氨等恶臭气体6。 （2）采用厌氧处理工艺时容易产生臭气，厌氧代谢是一种不彻底的氧化还原过程，容易产生一些带臭味的中间产物，如水解酸化时产生的甲酸、乙酸等有机酸类，厌氧条件下硫酸盐还原菌所产生的H2S等气体6。（3）污水中漂浮物容易产生臭气，如污水中含菜叶、树枝杂草、动物尸体，当它们腐烂时易产生各种各样的臭气。 （4）污水所散发的臭气与所接纳的工业污水的数量和种类有关。不同种类的工业污水所含的臭气物质不同，工业污水所占比例越大，臭气物质的强度越大。（5） 臭气物质还与气温、水温及空气扩散条件有关。气温、水温升高，气态物质的溶解度降低，臭气容易逸出；空气流通慢，不利于臭气物质的扩散，容易形成局部较高浓度的臭气6。 如下图所示：表1-1主要构筑物臭气产生的原因以及臭气强度8构筑物臭气产生的原因臭气强度进水泵房集水井中污水，沉淀物和浮渣的腐化高/中格栅栅渣的腐烂高/中沉砂池沉砂中的有机成分腐烂高/中曝气池混合液回流污泥，有机负荷高，混合效果差低/中二沉池浮泥/浮渣低污泥浓缩池浮泥/浮渣腐化高/中污泥脱水机房混合差，形成浮泥层高/中 1.4不同构筑物的阀值根据国家规定，污水处理厂产生的臭气必须经过处理达到国家标准才可以排放，由此，我们对会产生臭气的构筑物进行加盖收集，并用鼓风机把空气抽出再通过管道输送到臭气处理构筑物进行处理，以达到国家排放标准。下表为不同构筑物产生的恶臭散发率：表1-2城市污水处理厂主要处理构筑物恶臭散发率处理构筑物最低值平均值最高值进水格栅828520032669曝气沉砂池403320024902初沉池1257004738厌氧池52215004305缺氧池3017301774好氧池1215102113二沉池330230012903污泥浓缩池521350045380污泥脱水车间529250021516以上的调查数据表明：城市污水处理厂的污泥处理区与污水进水区产生的恶臭气体无论在臭气量上，还是在排放强度上均高于其他处理单元。下表为恶臭污染物排放标准：表1-3恶臭污染物排放标准(GB14554-1993)序号控制项目单位一级二级三级新扩改建现有新扩改建现有1氨mg/m1.01.52.04.05.02三甲胺mg/m0.050.080.150.450.803硫化氢mg/m0.030.060.100.320.604甲硫醇mg/m0.0040.0070.0100.0200.0355甲硫醚mg/m0.030.070.150.551.106二甲二硫mg/m0.030.060.130.420.717二硫化碳mg/m2.03.05.08.0108苯乙烯mg/m3.05.07.014199臭气浓度无量纲1020306070我们根据上表的中的数值为标准进行处理，达标排放。1.5国内外治理现状较为发达的国家对臭气污染的研讨处治比咱们中国早，实践成果也比我们丰硕，我国是在1993年才制订了恶臭污染物的排放规范，所以恶臭气体处治也是在1993 年起才注重，而美国、德国等早在50 年代就开始对臭气进行处治，治理地比咱们早得多，他们的许多措施咱们也能够吸收采用。例如，由美国卡冈碳素公司设计的CENTAUR-HSV催化活性炭除臭系统，这一处理系统能够彻底将恶臭物质催化氧化成无害物质。该技术是通过控制气流的停留时间、湿度，将需要处理的恶臭物质氧化，使其能够溶于水中，从而达到去除的目的。该技术除臭效率高，活性炭再生方便。目前我国城市污水处理厂处理臭气的方式主要有集中处理和就地处理两种，集中处理就是将各构筑物产生的臭气收集起来，运送到除臭系统中集中处理；就地处理就是在给构筑物上安装臭气处理装置处理。处理臭气的方式跟污水处理厂产生臭气的量有关，量大则采用集中处理，量少就采用就地处理。城市污水处理厂臭气的治理国外处置的较多，国内只有极少数大型的污水处理厂才会有臭气收集处理装置。国内之所以很少有污水处理厂处置臭气，是因为除臭系统的安装，运行成本都比较高，而且国内的技术不够成熟。目前运用最多的是生物脱臭技术，这是当前最为成熟的除臭技术。随着科技的进步，越来越多的除臭技术出现，其中发展前景最大的是燃烧法，该方法处理臭气无二次污染，是最为理想的除臭方法。但是该技术可能会产生爆炸等危害，目前正在改进中。第2章 主要的臭气处理方法2.1物理法2.1.1活性炭吸附法活性炭吸附法也能够去除大气中产生臭气的物质。其中包括两大类：一、通过物理吸附法可以去除乙醛、吲哚、三甲基吲哚等恶臭成分；二、一部分其他的臭气成分是通过吸附在活性炭表面进行氧化反应去除的。活性炭吸附法在设计过程中需要注意以下几个方面：其中包括吸附剂的类型、恶臭的污染物组成成份及相对湿度、温度、压力等外部条件。最经典的活性炭吸附法系统是由输送管、鼓风机、气旋单元和吸附单元组成。在活性炭吸附法处理过程中，活性炭的处理效果与活性炭的饱和度有关，未饱和时处理效果相对稳定。活性炭总的吸附量一般为自身质量的五分之二，必须在排水管上安装监测系统以确定吸附饱和发生的时同。活性炭的再生方式包括热空气、蒸汽和苛性碱浸没等。2.2 化学法2.2.1 化学洗涤法 化学洗涤法是采用臭气中有毒有害的主要成份可以和化学药剂发生反应产生无毒害的新物质，完成净化臭气的目的。一般的化学洗涤器采用填充床湿式洗涤塔，有逆流循环式和错流循环式两种。在逆流循环式填充塔中，洗涤液从塔顶部进入，恶臭气体从洗涤器的底部进入，洗涤液与恶臭气体在填料上相互融合发生反应。我们一般在填充填料时，会对洗涤液进行酸碱调节，因为这样可以提高气液接触混合效果，提高传质速度。对于恶臭气体的不同组分，最合适的洗涤溶液的酸碱度是不同的。应当根据现实情况来确定洗涤液的酸碱度，如果H2S是主要成份，则使用碱性吸收液;如果氨是主要成份，则使用酸性吸收液；如果臭气中包含多种物质，必须采用多级洗涤塔串联。一般是将化学药品加入到清水洗涤剂中用来氧化恶臭成分，所以化学洗涤法也称湿式吸收氧化法。臭气成份不同，相应的化学药剂不同，一般采用两个或三个以上的吸收体系，才能够广泛地去除多种恶臭气体，而且可以采用调整药剂量和溶液的循环流量来适应臭气流量和浓度的改变。当处理规模过大时，化学洗涤法不适用于将多个臭气源集中处理的情况，我们需要建立多个洗涤塔共同处理，洗涤塔也不适合在极寒或极热地区建立使用。2.2.2 植物液除臭采用植物提取液作为去除臭气的这一措施越来越普遍了，植物液除臭既不会产生有毒有害物质，也不会产生二次污染。植物提取液净化臭气的主要原理包含以下几个方面： （1）单宁和类黄酮分子中的酚羟基与异味分子中的氨基联合；（2）类黄酮分子中的基团与异味分子中的巯基 、亚氨基产生中和作用；（3）氨基酸与异味分子的巯基 、亚氨基产生中和作用；（4）有机酸与异味分子中的氨基产生中和作用；（5）糖类物质能够吸附并溶解异味分子；（6）单宁类物质能够同异味分子产生脂化作用12。植物提取液去除臭气的设施简易，但去除臭气不稳定，抗冲击负荷能力不强，在天气不好的情况下处理效果非常不好；植物提取液不能够去除流量大的恶臭气体；植物提取液的大量使用会提高运行成本费用，植物提取液的成分中是否含有对人体健康不利的物质还需要科学家们进一步的探索研究。2.2.3 离子除臭技术 离子除臭技术是一种新兴的高新技术，可以有效的去除细菌、细微颗粒、硫化物等有害物质的空气。离子除臭技术是通过在特殊的高压的状况下利用静电脉冲放电的模式，立刻产生大量的活性氧并马上与臭气污染物质接触破坏臭气污染物中的有机物质。因为上面所说的处理方法是在常温下进行的，所以也被称为低温燃烧，运用到了多种方法，如过氧化氢、.OOH 的催化作用和紫外线作用，产生O2、O2-、OH 等氧簇聚集体，具有强氧化性。根据实验结果，恶臭气体中含有的主要污染物质是 H2S、NH3、CH3SH、VOCs等。离子除臭技术去除上述污染物的方法包括以下两种：一、利用电子在瞬间产生的高能作用，使得臭气污染物中的有害物质的化学键断开，使它变成无害的物质；二、利用高能电子、离子、激发态粒子和氧自由基、氢氧自由基使有害污染物质转变成无害产物。其反应机理为：H2S+O2、O2-、O2+ SO3+H2ONH3+O2、O2-、O2+ NOx+H2OVOCs+O2、O2-、O2+ SO3+CO2+H2O综上所述，恶臭气体在经过 AOE 设备处理后，会转变为 NOx、SO3、H2O 等小分子，在规定的浓度范围内，处理效果可以达到95。并且处理的恶臭气体浓度不高，所以最终产物的浓度很低，可以直接就近排放，在周围空气环境可以承受的范围内。2.2.4 焚烧法燃烧法是处理臭气最为直接和彻底的方法，包含直接燃烧、催化燃烧以及RTO蓄热燃烧。（1） 直接燃烧 直接燃烧法是利用废气中有害的可以燃烧的成份当做燃料进行燃烧反应。这种方法只适用于处理含有较高浓度有害可燃成份的废气。直接燃烧法控制的温度一般在1100左右，燃烧反应的最终产物为二氧化碳、氮气和水。燃烧反应具有以下特点：处理效率高；投资成本较低；运行费用低。但是直接燃烧法容易产生二次污染且易爆炸，还会导致热能的浪费。（2）催化燃烧催化燃烧是通过利用催化剂的作用将废气中有害的可燃成份完全氧化成二氧化碳和水。由于绝大部分的有机物一般都是具有可燃性的，又因为大部分有机化合物具有不同程度的臭味，所以催化燃烧法是处理臭气的有力手段。催化燃烧过程中最重要的是催化剂的选择，催化剂一般都应当具有活性好，寿命长，使用稳定等特点。目前常用的催化剂一般以Al2O3为载体的催化剂有：Pt-Al2O3；Pd-Al2O3；Mn、Cu-Al2O3；Mn、Cu、Cr-Al2O3；Mn-Cu、Co-Al2O3；Mn、Fe-Al2O3等。催化燃烧法的工艺流程有如下特点：要处理的废气首先要进行预处理才能进入催化燃烧装置，预处理的作用在于去除粉尘、液滴及有害组分，避免催化剂的活性遭到破坏以及催化床层的堵塞。对于燃点低的气体，进入催化床前，必须进行预热处理，因为气体温度只有达到所用催化剂的起燃温度，催化反应才会发生。目前所使用的预热方式一般为电加热。催化燃烧会产生大量的热量，对这部分热量必须采取回收措施。与另外的燃烧法相比，催化燃烧法具有以下显著特点：处理效率高；投资成本高；运行费用较低；燃烧温度要求低。缺点是催化燃烧法在处理废气之前，必须经过预处理。（3） RTO蓄热燃烧RTO蓄热式焚烧是将高温空气喷射入炉膛，维持低氧状态，同时将燃料输送到气流中，产生燃烧。空气温度预热到8001000以上，燃烧区空气含氧量在21%25%，与传统燃烧过程相比，高空气燃烧的最大特点是节省燃料，减少CO2和NOX的排放及降低燃烧噪音，被誉为二十一世纪关键技术之一。蓄热式高温焚化设备RTO的工作原理：把有机废气加热升温至760以上，能够将废气中的VOC氧化分解成为无害的CO2和H2O；氧化时的高温气体的热量被蓄热体“贮存”起来，用于预热新进入的有机废气，从而节省升温所需要的燃料消耗，降低运行成本。RTO的优点：处理效果好，净化率一般在98%以上。自动化程度高操作方便，运行安全，可靠性高。不存在因压力变化产生的脉冲现象。蓄热室内炉膛容积小，温度均匀分级增加，炉内传热效果更佳，并且还降低了设备的造价。 采用分级燃烧技术，炉内升温均匀，加热效果好，不存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区，抑制了热力型氮氧化物（NOX）的生成，无二次污染。 废气入口要设计对蓄热陶瓷起到保护、缓冲、过滤的作用的装置，一般选择惰性氧化铝瓷球，这样还可以使蓄热陶瓷的使用寿命更长。RTO蓄热燃烧最大的一个缺点就是辅助燃料价格太高导致装置在运行过程中产生的的操作费用高。这一点目前还在进行技术改进。燃烧法中一直存在着一个很难解决的问题，那就是不完全燃烧会产生一些对人体有害的气体，比如乙醛、二噁英等。这些气体比废气中原有的有害气体更加有害。不过在不久的将来。随着科技的发展，燃烧法应该是未来处理恶臭气体的主要方法。2.3生物法2.3.1 土壤法 土壤法是利用土壤中微生物的生命活动来去除臭气的方法。土壤具备生长和繁殖微生物所需的所有营养物质和各种生存条件是最适合微生物生活的环境。土壤除臭机制可分为物理吸附和生物降解，水溶性恶臭气体被土壤吸湿吸收，而不溶性气味则为土壤表面物理吸附然后通过微生物去除12。 土壤除臭方法的特点是： （1）维护管理成本低； （2）占地面积大； （3）不适用于大雨，大雪。采用土壤法去除臭气时，最好选择腐殖土为土壤标准，亚粘土需混合污泥肥料等进行改进后可以运用，不宜选择矿质土和粘土。土壤水分达到 50%-60%最佳。草坪的土壤外表必须具有一定的坡度，防止下雨影响处理效果。 臭气由风机经布气管平均散布于土壤中，然后臭气再通过土壤降解层被吸附，再由微生物种群的生命活动逐渐降解吸附在土壤上的有机物。土壤的降解层一般由粘土、细砂、粗砂等组成。土壤法具有设备简单，运行成本低，维护操作方便等优点。在目前实际的土壤床运行中，其采用的填料基本上都是混合填料，比生物滤池需要的停留时间要长，因此其占地比较大，其适用于臭气浓度低，土地丰富的地方，不适于暴雨区、下雪区，尽管施工成本较低，但维护和管理工作量较大。2.3.2生物脱臭法 生物脱臭原理：通过微生物的生命活动来去除臭气中的污染物质。 生物脱臭处理技术在处理恶臭气体的过程中一般有以下三个步骤： （1）首先废气和水接触，然后废气由气相到液相，废气中的有机物质与水混合； （2）混合于液相中的有机物质在浓度梯度的作用下进入微生物内部； （3）有机污染物质作为微生物生命活动所必须需要的营养物质，被微生物消化吸收，臭气的有机污染物质需要多种微生物一起作用才能去除。微生物在去除臭气中的有机污染物的过程中必须具备较高的活性，所以必须提供一个适宜微生物生存的良好环境，比如：适宜的湿度、温度、DO、所必需的养分等。 生物脱臭法能否最大限度的去除臭气关键是填料的选择。良好的载体填料必须具备以下几点要求：能够提供给微生物大面积的生存发育空间即比表面积大；N、P等微量元素和营养物质的比例要正常；填料的结构空隙率大；较好的机械强度和化学稳定性。一般我们经常用到的填料有：塑料、半软性塑料、干树皮、干草、纤维性泥炭等。一般来说臭气经过填料层的停留时间能够决定去除臭气的填料层的高度，工程上填料高度一般为 1.0-2.5m。2.4 方案比选 污水处理厂去除臭气工艺方案的选择不仅要考虑到工艺的效果以及投资成本方面的问题，还必须考虑到污水处理厂总体设计的合理性和后续运行操作的便利性。从国内外的情况看，污水处理厂常用的臭气处理方案主要有以下几种： （1）活性炭吸附法； （2）化学洗涤法； （3）植物液除臭； （4）离子除臭技术； （5）焚烧法； （6）土壤法； （7）生物脱臭技术； 各种除臭工艺的比较如下： （1）活性炭吸附法：一般适用于低浓度臭气处理；运行费用和投资成本要根据活性炭更换数量与频率而定；优点是有效去除 ，对低浓度恶臭处理去除有效可靠；缺点是不适用于大气量高浓度恶臭气体，活性炭更换成本高，劳动量大。 （2）化学洗涤法：一般适用于高浓度臭气处理；运行成本适中；投资费用适中；优点是具有较高的去除率，可适用于高浓度、大气量的臭气处理；缺点是处理费用高，产生二次污染维护操作复杂。 （3）植物液除臭法：一般适用于中、低浓度的臭气处理；运行费用适中；投资费用低；优点是占地面积小，无二次污染。 （4）离子除臭技术：一般适用于低、高浓度的臭气处理；运行费用极低；投资费用较高；优点是占地面积小，无二次污染除臭效果良好；缺点是前期投资大。（5） 焚烧法：一般适用于高浓度臭气处理；运行费用高；投资费用高；优点是处理效果好；缺点是一般适用于高流量、难处理的臭气。（6） 土壤脱臭法：一般适用于低、中浓度的臭气处理；运行成本低；投资费用适中；优点是经济，维护简单；缺点是占地面积大。（7） 生物滤池：一般适用于低、中浓度的臭气处理；运行费用低；投资费用适中；优点是经济简单高效，适应性强；缺点是占地面积大，受温度、湿度、 条件影响，存在易堵塞板结等问题。因为生物脱臭法在处理城市污水处理厂臭气的显著有效的特点，在最近几年来已经越来越来受到器重。如今城市污水处理厂臭气处理技术的主要处理方向已转向生物脱臭法的研究。2.4.1生物过滤法生物过滤法包括两种处理设施：（1）生物过滤池；（2）生物过滤塔。经过近10几年的发展，虽然生物过滤法被越来越广泛地用于城市污水处理厂的恶臭气体处理，但是它的发展速度并不快，目前生物过滤法仍处于发展阶段，处理技术并不成熟，许多处理过程中产生的问题还有待进一步的研究和解决。生物过滤法需要很大的占地面积，因为它在处理恶臭气体的时候需要足够长的停留时间，还有就是生物过滤法并不能够处理浓度很高的恶臭气体。但是它拥有其他恶臭气体处理技术不具备的优点：（1）它具有较强的恶臭去除能力，一般适用于城市污水处理厂；（2）它的处理构筑物装置简单；（3）能耗低，没有使用大功率工具；（4）不会受到气候变化的影响，生物滤池处于全密闭状态；（5）填料的来源广泛，价格便宜，运行成本和维护费用都很低。它的主要缺点包括占地面积较大；滤料的均一性、透气性、湿度、温度和pH值等至关重要的操作参数难以控制。生物过滤法需要保持滤料处于一个最佳的环境，所以需要大量的水用以加湿处理气体，但是加湿过程中会产生大量的渗滤液，需要及时去除。恶臭气体先通过填料层被吸附，然后再由滤料上的微生物对其进行生化处理。载体上的微生物必须具备活性，所以要为微生物提供一个良好的生活环境，完成微生物的生命活动过程，所以必须要保证以下要求，包括适宜的温度、pH 值、DO、湿度和所必需的营养物质等。2.4.2 生物滤池法生物滤池处理恶臭气体的的优点是处理过程中微生物是固定在填料上的，并且可以使用能够给微生物生命活动过程中提供养分的滤料，不需要另外添加，填料的使用寿命一般为4年。生物滤池具有设备简易、操作简单、投资运行费用低、不须外加营养物、除臭效率高等优点。但它的缺点是占地面积大、基质浓度高、反应条件不易控制、微生物增长速度快，会影响传质效果。生物滤池在处理城市污水处理厂产生臭气的影响因素包括以下几点：臭气中污染物质的含量和种类、湿度、温度和pH 值以及所选用的填料的特性等。 （1）臭气中污染物质的含量和种类：臭气中含有的有机或无机污染物质必须能够被微生物消化分解，且不含有毒性因为这样会影响微生物的活性。利用生物滤池处理城市污水厂产生的臭气时，要注意臭气的量浓度，高浓度的臭气有可能导致滤料表面的微生物疯长，堵塞滤料的空隙。根据调查发现，被处理的抽泣中含有的有机污染物质的量浓度不应该超过1000mg/m3。还有就是臭气中的化合物应该是可以溶入水中的。 （2）湿度：生物滤池中湿度的控制很重要，因为填料层中的湿润性是否均衡会影响生物滤池对臭气的去除效果。如果湿润度低，会导致生物过滤池中的填料产生裂纹，在这种情况下臭气不能够均匀的通过滤料，生物滤池对臭气中的污染物质的去除效果并不明显；如果湿润度过高有可能在生物滤池内形成一个高气动阻力的无氧区，这样会减少臭气与滤料的接触时间，而且还会产生含有气味的气体物质。所以臭气在要通过生物滤池进行处理之前需要先经过湿润，一般来说需处理的气体湿度不应该小于95，这样可以保证生物滤池对臭气中污染物质的去除率。 （3）温度和PH值：不同的微生物只能够在不同的环境中生存，所以选择适宜的温度和PH值对微生物的生存和活动起到至关重要的作用。 （4）所用填料特性：生物过滤池在选择填料的时候要考虑到填料需要具备较大的比表面积、较强的机械强度和较好的化学稳定性以及原料廉价易得。综上所述，通过不同处理工艺之间的相互比较，我认为最好的处理方法是使用生物滤池对城市污水处理厂主要构筑物产生的恶臭气体进行净化处理，因为城市污水处理厂污染物比较多，但污染物的浓度不会很高。尽管生物滤池在处理恶臭气体时占地面积较大，需要注意更换填料，但是它的运行管理费用低，处理效率也很高，并且在实际运用中也得到了比较广泛的使用。生物滤池在处理城市污水处理厂产生臭气的方法和其他除臭方法相比在科研探索这方面还是处于领先地位的，工艺也最成熟，在实际污水处理厂中也是最常用的生物脱臭方法。通过生物滤池处理城市污水产生的臭气的去除效率可以达到90，处理后的气体达到了国家制定的气体污染物的排放标准。所以采用生物滤池可以达到令人满意的去除结果，本设计采用生物滤池来处理城市污水处理厂的臭气处理。主要工艺流程为:净化气体填料床密闭负压恶臭气体 气体加湿器 生物滤池图2-1生物滤池工艺流程图第3章 系统设计计算3.1臭气密闭系统3.1.1 不同构筑物的密闭要求臭气密闭系统在处理城市污水处理厂臭气的过程中是一个非常重要的环节，因为这一系统是从臭气产生的源头对臭气进行收集并且防止了臭气的四处扩散。臭气密闭系统的作用主要体现在它能控制臭气的扩散，并封闭臭气源便于下一步臭气的收集和处理；就目前而言对于已经建好的构筑物，只需要采取一定的手段对产生的气体进行引导收集；对于那些敞开式的构筑物，则需要先加盖密闭，然后再对臭气进行收集。 1.已经建好的构筑物对于泵房、污泥脱水间、等已经处于封闭状态的构筑物，只需要使构筑物内处于负压状态，就可以使用引风机对构筑物的臭气进行抽离。根据不同的工作环境我们需要控制不同的换气次数，一般操作如下： 经常性操作环境，换气次数 5-8 次； 非经常性操作环境，换气次数 2-4 次； 无操作要求环境，换气次数 1-2 次。 换气的次数还需要考虑在解决恶臭问题的同时，注意构筑物内的温度、湿度是否处于正常数值内，是否会产生有毒有害物质等。 2.敞开式结构一般而言对于敞开式构筑物，我们需要先对它进行加盖密闭处理，加盖的形式需要减小空间结构，最好可以采用平坦结构，这样还能够减少风量；加盖密闭的材质根据不同的设计可采用不用的材料，比如玻璃钢、混凝土、钢板等。依据臭气处理排放标准不同类型的构筑物产生的臭气量不一样，处理达标后的数值也不一样，所以我们要根据不同的类型设置不同的引风口的风管。对了不同构筑物的引风量需根据该构筑物的容积确定，换气次数按照一个小时两次，然后结合各构筑物的引风量得出总的引风量，可以达标排放或者进行后一步处理。加盖的材料必须具有以下几点性质： （1）具有抗腐蚀性； （2）较好的机械强度； （3）质量轻且廉价易得。3.1.2常用密闭方式 城市污水处理厂最常用的构筑物的密闭方式有以下五种：（1）简易拆卸式简易拆卸式密闭法一般采用玻璃钢或者不锈钢作为加盖材料，利用玻璃钢或者不锈钢搭建一个简易的活动板房，容易拆装。适用于中小型池体的构筑物。根据调查可知，城市污水处理厂中各构筑物中格栅是经常出现故障的，所以一般采用简易拆卸式。（2）滑轨式滑轨式所选用的盖板材质一般是耐力板或者玻璃钢，在池体上安装导轨，上面覆盖一层有耐力板或者玻璃钢做成的盖板，可以自由滑动，方便操作。滑动盖板的宽度一般为22.5m，适用于池型较小的构筑物。根据调查可知，滑轨式密闭系统多用于新建的城市污水处理厂，这种密闭系统具有安装方便、维修简单等特点。一般采用A2/ O法的城市污水处理厂曝气池加盖都选择使用滑轨式，因为检修和维修都很方便。（3）不锈钢骨架 + 玻璃覆面不锈钢骨架 + 玻璃覆面它是利用不锈钢骨架撑起一个圆顶，然后在上面覆盖玻璃板的一种密闭方式，可以清楚的从外面看到里面的运行状况，可用于跨度较大的池体。不锈钢骨架 + 玻璃覆面这种密闭方式包括以下几种特点：耐腐蚀性好、外表美观、观察检视方便；但是也有如下缺点：负重大、耗材多、投资多。它是国内采用较多的一种密封方式。（4）大跨度氟碳纤维反吊膜大跨度氟碳纤维反吊膜是利用钢架结构外架将具有抗腐蚀能力的氟碳纤维膜吊起来覆盖整个构筑物的表面，用以密闭。这种方式解决了腐蚀性气体与钢架接触而带来的腐蚀问题，能够更好地起到密闭的作用。氟碳纤维反吊膜适用于所有跨度池体特别是大跨度池体，优点是氟碳纤维膜防腐性能好；质量轻便，弹性好，非常适用于跨度较大的池体；安装简单方便。在检修设备方面，可以通过在边膜上预留门和通道的方式解决。其缺点是由于反吊膜的结构设计特点，导致投资成本很高。根据调查可知，城市污水处理厂中主要构筑物污泥浓缩池多才采用氟碳纤维反吊膜，因为污泥浓缩池一般都是圆形，面积虽不是很大但是产生的臭气量大，还有就是污泥浓缩池表面设有搅拌器以及控制柜等所以采用氟碳纤维反吊膜。构筑物需要检修维护时可以从预留出口进入检查。（5）土建与盖板相结合形式土建与盖板相结合的密闭方式，一般用于池体中设备较少，且多为水下设备的构筑物，采用混凝土搭建，上面一般采用混凝土板或玻璃钢板进行覆盖，盖板上面一般会留有两个挂钩用来移走盖板，方便后续维修。3.1.3密闭系统选型及设计密闭系统的设计原理是将要扩散的有害污染物质控制在一个非常小的密闭空间里面，然后在适当的位置留下抽气的管道口，最后与外部的集气罩相连。通过从密闭系统中排出一定量的空气，使系统内保持一定的负压，用来防止污染物泄露。表3-1常用密闭系统的基本信息8密闭系统适用池体设备检修施工使用盖板使用寿命/年建设成本(元m-2)简易拆卸式中小型池体较难方便安全1520150600(玻璃钢)滑轨式中小型池体容易方便安锈钢骨架+玻璃覆面较大池体容易不便安全81012001500大跨度氟碳纤维反吊膜大型池体容易方便安建与加盖相结合形式大型池体容易方便盖板需保证安全1520400500城市污水处理厂各个构筑物采用的密闭系统也不一样，下面介绍城市污水处理厂各个构筑物所采用密闭系统的缘由。 （1）进水泵房：主要设备为进水泵，加盖密闭方式为土建与盖板相结合的方式，一般选用不锈钢材料，选用这种密闭的方式是因为成本低，施工方便。 （2）格栅间：主要设备为粗格栅和细格栅，加盖密闭方式为简易拆卸式，一般采用不锈钢或者玻璃钢材料，选用这种密闭的方式是因为需要对设备的水上部分进行整体加盖，加盖空间较高，检修频率较高。 （3）沉砂池：主要设备为搅拌器，加盖密闭方式为土建和盖板相结合的方式，一般选用不锈钢材料，选用这种密闭的方式是因为成本低，施工方便，工艺运行较少。 （4）曝气池：曝气池分为鼓风曝气头和表面曝气机。采用鼓风曝气的曝气池加盖密闭方式为滑轨式或者氟碳纤维反吊膜，一般选用玻璃钢或者耐力板材料，选用这种密闭的方式是因为加盖范围大，需要频繁巡逻，考虑成本因素优先选用滑轨式。采用表面曝气机的曝气池加盖密闭方式为滑轨式，一般采用玻璃钢或者耐力板材料，选用这种密闭的方式考虑到设备充氧原理，需将空气导入池内进行充氧，设备不加盖，池体其他部分采用滑轨式加盖。 （5）回流污泥泵房：主要设备为回流污泥泵以及剩余污泥泵，加盖密闭方式为土建和盖板相结合的方式，一般选用不锈钢材料，选用这种密闭的方式是因为成本低，施工方便，工艺运行较少。 （6）污泥浓缩池：主要设备为桥式浓缩机和潜水式浓缩机，桥式浓缩机一般采用氟碳纤维反吊膜密闭方式，选用氟碳纤维材料，选用这种密闭方式考虑到设备跨度为整个池体，且置于池面之上，设备检修难道大，所以选用反吊膜。潜水式浓缩机采用土建和盖板相结合的方式，一般选用不锈钢的材料，选用这种密闭的方式是因为成本低，施工方便，工艺运行较少。 （7）污泥脱水车间选用的密闭方式需要根据实际情况而定。3.2臭气的收集及输送系统3.2.1收集系统 城市污水处理厂中进水格栅、曝气沉砂池、污泥浓缩池、污泥脱水机房等部分构筑物产生的臭气量最大。 （1）格栅 进水格栅采用简易拆卸式的加盖方法对产生的臭气进行收集；格栅上的收集系统将包括整个格栅间，其中包括格栅，螺旋输送机，垃圾压榨机等，收集仓内需要留有一到两人可以同时工作的空间，便于以后检修；将收集风管吸风口与格栅预埋风管相接，收集仓空间的大小取决于格栅间产生臭气的散发空间，需处理空间约250 m3，收集仓长、宽、高分别为10m、10m、2.5m。由于污水处理厂平均流量较大，格栅间产生恶臭气体浓度较高，根据臭气治理要求以及通风的设计，每小时换气8次。气流在收集气管中的流速一般取值为13m/s。 （2）曝气沉砂池 曝气沉砂池密闭系统采用滑轨式在其上方覆盖一层玻璃钢板，用来防止曝气沉砂池在运行的过程中产生的大量臭气直接扩散到空气中，为了更加方便的收集需要保持整个处理系统处于一个负压的状态下；将收集风管吸风口与曝气沉砂池的预埋风管相接，通过格栅间和曝气沉砂池的吸气管相连一起输送到处理臭气的构筑物中。曝气沉砂池长53m，宽8.4m，池高7.8，水深6.98m，曝气量为1080m3/h，空气交换量为2次/h，气流在收集气管中的流速一般取值为13m/s。 （3）污泥浓缩池 污泥浓缩池采用氟碳纤维反吊膜密闭方式在其上方覆盖一层氟碳纤维板，用来防止污泥浓缩池在运行的过程中产生的大量臭气直接扩散到空气中，为了更加方便的收集需要保持整个处理系统处于一个负压的状态下，将收集风管吸风口与污泥浓缩池的预埋风管相接。污泥浓缩池半径为6.5m，污泥浓缩池运行水位至顶板的高度为2.5m，空气交换量为8次/h，气流在收集气管中的流速一般取值为13m/s。 （4）污泥脱水机房污泥脱水机房设置卷帘门用以密闭，墙壁上设置若干集气孔用以收集产生的臭气，将收集风管吸风口与污泥脱水机房的预埋风管相接。污泥脱水机房的总体积大约250 m3，空气交换量为8 次/h，气流在收集气管中的流速一般取值为13m/s。3.2.2臭气量的计算 （1）进水格栅所需要处理的臭气的量为： （2）曝气沉砂池的处理臭气量按照经验公式： 式中L,B,H分别是曝气沉砂池的长、宽、高 q曝气量，考虑换风次数为2，则 故总除臭风量选 （3）污泥浓缩池的处理臭气量公式：式中，R污泥浓缩池的半径 H污泥浓缩池运行水位至顶板的高度 考虑换风次数为8 污泥浓缩池 故总除臭风量选 （4）污泥脱水机房臭气量的处理 （5）总除气量 3.2.3管道系统 在城市污水处理厂处理臭气的时候，通过各种收集管道将主要产生臭气的构筑物与处理臭气的生物滤池连接在一起。因此，臭气收集和处理需要用到的管道系统需要精心设计，合理地施工以及正确的使用管道，这样不仅可以最大效率的发挥护理抽气的系统的能力，还可以节约一定的投资资本，管道系统的设计必须遵循以下几点要求： （1）管道系统的设置要考虑到整个污水处理厂的整体布局，对所有的管网布置要统一划分，要尽可能减少管道材料的使用，节约投资成本。