固体废物处置与资源化 课程设计-城市污泥干化处理

课程设计课程名称固体废物处置与资源化题目名称城市污泥干化处理学生学院__环境科学与工程学院_目录第1章设计概述 21.1任务的提出及目的要求： 21.2工程设计内容包括： 31.3设计原则 31.4设计依据 3第2章污水污泥的产生与特性分析： 42.1污泥的种类： 42.2污泥的特点： 4第3章污泥处理处置工艺技术比较选择： 63.1工艺方案分析： 63.1.1污泥厌氧发酵： 63.1.2污泥好氧堆肥： 73.1.3污泥焚烧发电： 73.1.4污泥卫生填埋： 83.1.5回转窑干化： 83.1.6板框二次压滤： 83.1.7固化剂稳定： 93.2污泥的处理要求： 93.3常用污泥处理的工艺流程： 93.4污泥处理工艺流程： 113.5流程各结构介绍： 12第4章构筑物设计计算： 134.1初沉池 134.2二沉池 154.3污泥浓缩池 174.4板框压滤机 184.5热干化系统 214.6热源供给系统 264.7热源回收系统 334.8恶臭处理系统 354.8.1设计说明 354.8.2净化器的结构及工作原理 374.8.3集气罩设计计算 374.8.4生物除臭塔设计计算 384.8.5风机选型 39第5章污水处理厂总体布置： 395.1总平面布置 395.1.1总平面布置原则 395.1.2总平面布置结果 405.2高程布置 40第6章总结： 41第7章参考文献： 43第1章设计概述1.1任务的提出及目的要求：（一）任务的提出及目的：国家环保部门统计，截止2010年，我国城镇污水处理率将达到60%，届时每年全国污泥产生量将达到3000万吨，污水处理厂将达到1800座，而中国目前污泥70%以上弃置，20%填埋，不到10%的污泥通过堆肥等技术处理后回用于土地。研究表明，法国、德国、意大利和英国污泥产量较大，而德国污泥的产生量占这四国总产生量的48.9%。据美国环保署估计，美国15300个城市污水处理厂中，年产干固体污泥约769×104吨，其中45%用于农、林业，21%进行填埋，30%投弃海洋。在日本，55%的污泥进行焚烧，35%的污泥进行填埋，约9%的污泥进行农田利用。由于技术以及管理手段的滞后，中国污泥大量污泥直接弃置，发达国家通过合理的处理处置污泥，回收能源的同时减少了环境污染。大量污泥的无序弃置不只是污染物从污水向陆地转移，还使污染物进一步扩散，并导致营养物质和能源物质的大量流失。广州污水处理厂污泥干化工程即将大规模启动，广州市水务局计划推动西朗污水厂、沥滘污水厂、京溪地下净水厂、大坦沙污水厂和猎德污水厂等污泥干化减量工程。按照计划，将要求相关污水处理厂建设污泥干化减量设施，再将干化污泥运输至水泥厂、电厂和垃圾焚烧厂直接焚烧。从而实现所有污泥都可以在广州本地处理，不再产生臭气扰民的同时还能够实现资源化利用。某污水处理厂按照污水厂规模10万立方米/日（20万立方米/日、50万立方米/日），配套建设污泥处理系统，折合干基污泥约15吨/日（30吨/日、75吨/日）。将在厂内新建污泥脱水干化车间，配套物料分选系统、板框压滤系统、热干化系统、热源供给和回收系统、废气净化除湿系统，生物除臭系统，以及浓缩、调理、出料等相关辅助设备。污泥在厂内进行处理后，含水率从原来的80%以上，降低到30%~40%。（二）要求①方案选择合理②参数选取与计算准确③处理系统布置紧凑④所选设备质优、可靠、易于操作⑤图纸绘制达到施工图要求⑥概算部分尽量准确，详细1.2工程设计内容包括：1)污水污泥产生量与特性分析2)污水污泥压滤脱水与热干化处理系统总体设计3)污水污泥压滤脱水处理系统设计4)污水污泥热干化处理系统设计5)热源供给和回收系统设计1.3设计原则环境保护设计遵循国家有关环境保护法律、法规和政策，合理开发和充分利用各种自然资源，严格控制环境污染，保护和改善生态环境。建设项目需要配套建设的环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。环境保护设计必须遵守污染物排放的国家标准和地方标准；在实施污染物排放总量控制的区域内，还必须符合重点污染物排放总量控制的要求。环境保护设计应当在工业建设项目中采用能耗、物耗小，污染物产生量少的清洁生产工艺，实现工业污染防治从末端治理向生产全过程控制的转变。环境工程设计应当力求以最小的经济代价实现治理目标。整个系统必须可操作和可控制。1.4设计依据《中华人民共和国环境保护法》；《广东省地方标准－水污染物排放限值》（DB44/26－2001）《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978－1996）；《室外排水设计规范》（GBJ14－87）；《总图制图标准》（GB/T50103－2001）；《建筑制图标准》（GB/T50104－2001）；《建筑结构制图标准》（GB/T50105－2001）；《给水排水制图标准》（GB/T50106－2001）。第2章污水污泥的产生与特性分析：2.1污泥的种类：2.1.1按污水的处理方法或污泥从污水中分离的过程，可以将污泥分为四类：（1）初沉污泥：从初沉淀池排出的沉淀物（来自初沉池）。（2）剩余污泥（剩余活性污泥）：由于微生物的代谢和生物合成作用，使得曝气池中的活性污泥生物量增加，经二次沉淀池沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池供再处理污水用，多余的排放到系统之外的部分即剩余污泥。（来自活性污泥法后的二沉池）。（3）腐殖污泥：指生物膜法（如生物滤池、生物转盘、部分生物接触氧化池等）污水处理工艺中二次沉淀池产生的沉淀物。（来自生物膜法后的二沉池）。（4）化学污泥：用混凝、化学沉淀等化学法处理废水所产生的污泥。2.1.2按污泥的不同产生阶段，可以将污泥分为五类：（1）生污泥（新鲜污泥）：指从沉淀池（初沉池和二沉池）分离出来的沉淀物或悬浮物的总称，未经任何处理的污泥。（2）消化污泥（熟污泥）：初沉污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥经厌氧或好氧消化后的污泥均称消化污泥。（3）浓缩污泥：指生污泥经浓缩处理后得到的污泥；（4）脱水干化污泥：指经脱水干化处理后得到的污泥；（5）干燥污泥：指经干燥处理后得到的污泥。2.2污泥的特点：污泥按其来源分大致可分为给水污泥、生活污水污泥和工业废水污泥三类。2.2.1城市污泥的组成、成分与热值城市污水处理厂污泥的组成及营养物含量城市污水处理厂污泥的基本理化成分城市污水处理厂污泥的燃烧热值表2.2.2工业污泥的特点工业污泥根据其来源，有着非常大的差异。这些差异主要表现在其粘度、吸湿性、污染物性质、含油率、含水率、有机质比例、无机物比例等多方面。比较市政污泥来说，其粘度大、含油率高、无机物比例高，有时使得其处理难度更高。典型工业污泥的特点对比：第3章污泥处理处置工艺技术比较选择：3.1工艺方案分析：3.1.1污泥厌氧发酵：厌氧三阶段：水解、发酵、产甲烷。第一阶段水解是将颗粒物转化成可溶性化合物;第二阶段发酵，发酵的最终产物是甲烷形成的前身;第三阶段产甲烷，乙酸分裂甲烷菌和氢利用甲烷菌产生甲烷。缺点:1）投资大，运营成本高、安全问题。2）污泥需预热耗费大量热能，不能满足维持自身需要。3）产生大量沼渣，需再次处理。4）甲烷气体难以并入市政管网利用。5）北方地区冬季无法运行。6）安全隐患，占地比较大。目前国内有50多家，其中29家停止运营。3.1.2污泥好氧堆肥：利用秸秆等辅料将污泥含水率降至60%，增加空隙达到规定CN比，不断补充氧气，经25-30天发酵腐殖。达到稳定化，可作为园林绿化和土地改良处置。主要有：自然堆肥、封闭式堆肥、滚筒堆肥、竖式多层堆肥等。缺点：1、污泥泥质不稳定，中重金属难以稳定化，只能用作园林绿化用肥。2、堆肥过程产生大量的臭气，污染周边环境。3、加入大量秸秆等调理剂，不断供氧，运行成本200元/t以上。脱臭气空气脱臭气空气成品筛分二级堆肥一级堆肥搅拌混合含水率调节脱水泥饼成品筛分二级堆肥一级堆肥搅拌混合含水率调节脱水泥饼抽风机抽风机化肥化肥膨胀剂膨胀剂3.1.3污泥焚烧发电：核心设备焚烧炉，主体设备为塔形，底部有多孔板，板上放置载热体砂为燃烧床，塔内衬有耐火材料，气体从底部通入，污泥进入后成沸腾流化状态燃烧。缺点：1）投资大、对锅炉腐蚀严重，维护成本高。2）含水率80%污泥热值低，焚烧耗费大量能量，掺烧1吨多用标煤70Kg，运行成本高300-400元/t。3）对尾气排放影响较大，易产生二噁英等有害气体。3.1.4污泥卫生填埋：国内主要与垃圾混合填埋，建设填埋场地，费用50-60元/t,易污染水源、大气、占地面积大，存在安全隐患，并且，目前我国用于填埋的土地资源紧张，污泥填埋渠道将很快没有出路。3.1.5回转窑干化：利用煤或天然气等能源对污泥进行干化脱水。缺点：1）能耗大，运行成本高300元/吨以上。2）高温干化易产生臭气。3）干化过程粉尘控制要求严格，存在安全隐患。3.1.6板框二次压滤：将污泥稀释90%左右，加入药剂后，进行二次压滤。缺点：1）含水率只能将75-65%。2）加入大量药剂，增加污泥干基重量，运行成本较高180元/t。3）污泥再利用局限性增大。3.1.7固化剂稳定：在原污泥中加入石灰及其他固化剂，与污泥产生化学反应放出大量热，降低含水率。缺点：1）添加大量石灰、铝基材料，污泥增量。2）污泥无法再次利用，只能填埋。3）运营成本较高130-150元/吨。3.2污泥的处理要求：污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。污泥处理要求如下：☆减少有机物，使污泥稳定化；☆减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；☆减少污泥中有毒物质；☆利用污泥中有用物质，化害为利；☆因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。3.3常用污泥处理的工艺流程：（1）：生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置（2）：生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置（3）：生污泥→浓缩→机械脱水→干燥焚烧→最终处置（4）：生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→农田由于处理污水量较大，污泥较多，不稳定，且污水中重金属含量较多，不易采用农田处置方式，因此综合比较各处理工艺选用第三种（生污泥→浓缩→机械脱水→干燥焚烧→最终处置）较好。其中污泥脱水有两种方式选择。（1）、方案一:自然干化；（2）、方案二:机械脱水。方案一:自然干化污泥的自然干化是一种简便经济的脱水方法，但容易形成二次污染。它适合于有条件的中小规模的污水处理厂。污泥干化的主要构筑物是干化场。干化场可分为自然滤层干化场与人工滤层干化场两种。干化场脱水主要依靠渗透、蒸发与撇除。影响干化场脱水的因素如下：(1)气候条件。如当地的降雨量、蒸发量、相对湿度、风速和年冰冻期。(2)污泥性质。如消化污泥中产生的气泡、污泥比阻等。方案二:机械脱水一般大中型污水处理厂均采用机械脱水。机械脱水的基本原理都是以过滤介质两侧的压力差作为推动力，使污泥中的水分被强制通过过滤介质，形成滤液排出，而固体颗粒被截留在过滤介质上成为脱水后的滤饼，从而实现污泥脱水的目的。国内污水处理厂常用的有压滤机和离心式脱水机。带式压滤脱水机带式压滤机是连续运转的固液分离设备，污泥经絮凝、重力脱水、低压脱水和高压脱水后，形成含水率小于80%的泥饼，泥饼随滤布运行到卸料辊时落下。带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。一般带式压滤脱水机由滤带、辊压筒、滤带张紧系统、滤带调偏系统、滤带冲洗系统和滤带驱动系统构成。机型选择时，应从滤带、辊压筒的调偏系统、滤带的张紧系统、带速控制等几个方面考虑。带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响小，还具有出泥含水率较低且工作稳定能耗少、管理控制相对简单、对运转人员的素质要求不高。目前，国内新建的污水处理厂大多采用带式压滤脱水机。2）离心脱水机离心脱水机主要由转毂和带空心转轴的螺旋输送器、差速器等组成。污泥由空心转轴送入转筒后，在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩人转毂腔内。污泥颗粒比重较大，因而产生的离心力也较大，被甩贴在转毂内壁上，形成固体层；水密度小，离心力也小，只在固体层内侧产生液体层。固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下，被输送到转毂的锥端，经转毂周围的出口连续排出，液体则由堰口溢流排至转毂外，汇集后排出脱水机，达到泥水分离的目的。离心脱水机最关键的部件是转毂，转毂的直径越大，脱水处理能力越大，但制造及运行成本都相当高，很不经济。转毂的长度越长，污泥的含固率就越高，但转毂过长会使性能价格比下降。使用过程中，转毂的转速是一个重要的控制参数，控制转毂的转速，使其既能获得较高的含固率又能降低能耗，是离心脱水机运行好坏的关键。离心脱水机的优点是主机体积小，单机处理量大，由于不需冲洗滤带，辅助设备也最少，能长期自动安全运行，操作管理简便，基本没有异臭味散发，占地面积小。其缺点是噪音大、能耗高，要有较高的维修技术，适用于大型污水处理厂。３）板框式压滤脱水机板框压滤机工作时，靠压力将一定数量的滤板加以固定，滤板表面包有滤布，当紧压在一起时，就形成了一连串相邻的泥室，泥水进入泥室后，在一定压力的作用下，液体被挤出滤布流走，固体物则被滤布阻挡在泥室内，形成含水率很低的泥饼，达到脱水目的。板框压滤机主要由凹入式滤板、框架、自动-气动闭合系统测板悬挂系统、滤板震动系统、空气压缩装置、滤布高压冲洗装置及机身一侧光电保护装置等构成。设备选型时，应考虑以下几个方面：对泥饼含固率的要求；一般板框式压滤机与其他类型脱水机相比，泥饼含固率最高，可达35％；框架的材质；滤板及滤布的材质；滤板的移动方式；滤布振荡装置，以使滤饼易于脱落。通过介绍，可以看出机械脱水是现阶段污泥脱水的主要方法。常用的机械脱水设备可以根据实际情况来进行选择。根据污水厂规定，污泥进行处理后，含水率从原来的80%以上，降低到30%~40%，选用板框式压滤脱水机。3.4污泥处理工艺流程：热源供给系统热源供给系统初次沉淀污泥板框压滤系统污泥消化污泥浓缩重力浓缩二次沉淀污泥初次沉淀污泥板框压滤系统污泥消化污泥浓缩重力浓缩二次沉淀污泥带反料、直接加热转鼓式干化系统带反料、直接加热转鼓式干化系统热源回收系统热源回收系统3.5流程各结构介绍：（1）初沉池初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击。（2）二沉池二沉池在二级处理中，在生物反应池构筑物的后面，在活性污泥工艺中，用于沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。二沉池与初沉池相似，按池内水流方向的不同，同样可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。本设计采用了运行较好，管理较简单，排泥设备已趋定型的辐流式沉淀池。（3）浓缩池浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从而可以大大降低其他工程措施的投资。污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。本设计针对污泥量大、节省运行成本，采用了重力浓缩方法，重力浓缩具有以下几个优点：①贮存污泥能力高；②操作要求不高；③运行费用少，尤其是电耗。缺点：①占地面积大；②会产生臭气；③对于某些污泥作用少。（4）板框压滤机板框压滤机主要由过滤机构发挥作用，过滤机构由过滤板、滤框、滤布、压榨隔膜组成,滤板两侧由滤布包覆,需配置压榨隔膜时,一组滤板由隔膜板和侧板组成.隔膜板的基板两侧包覆着橡胶隔膜,隔膜外边包覆着滤布,侧板即普通的滤板.物料从止推板上的进料孔进入各滤室,固体颗粒因其粒径大于过滤介质（滤布）的孔径被截流在滤室里,滤液则从滤板下方的出液孔流出.滤饼需要榨干时,除用隔膜压榨外,还可以压缩空气或蒸汽,从洗涤口通入,气流冲去滤饼中的水份,以降低滤饼的含水率。（5）热干化系统污泥经机械脱水后含水率可达70%-80%，而污泥的填埋、堆肥和燃料化利用都要求将其含水率降至65%以下，机械脱水工艺无法满足要求。在日前的技术水平下，要使污泥含水率继续降低，必须采用热干化技术（或简称干化技术），从外部提供能量使其中的水分蒸发。污泥热干化处理技术可以使污泥显著减容，体积可减少4-5倍；形成颗粒或粉状稳定产品，污泥性状大大改善；干化产品的含水率控制在抑制污泥中微生物活动的水平，产品无臭且无病原体，减轻了污泥有关的负面效应，使处理后的污泥更易被接受；同时，产品具有多种用途，如作肥料，土壤改良剂、替代能源等。第4章构筑物设计计算：4.1初沉池a.日平均流量Qd=20万m3/d≈8333.33m3/h=2.31481m3/s=2314.81L/sb.最大日流量Qmax=Kz•Qd=1.3×2.31481m3/s=3.0m3/s初沉池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。选型：平流式沉淀池设计计算：池子总面积A，m2式中，q——表面负荷，m3/(m2.h),取q＝4m3/(m2.h)则：m2沉淀部分有效水深h2,m,取沉淀时间t＝1.0hh2=q.t＝4.0×1.0＝4.0（m）沉淀部分有效容积VV＝Qmax×t×3600=3.0×1.0×3600=10800(m3)池长，取最大设计流量时的水平流速v=7mm/sL=7×1.0×3.6=25.2(m)池子总宽度B(m)池子个数n，取每个池子分格宽度b=6.0m则（个）校核长宽比(符合要求)污泥部分需要的总容积V`,取污泥量25g/(人.d)，污泥含水率95％，设计人口N=50万，两次清除污泥间隔时间T=2d则每人每日污泥量L/(人.d)m3每格池污泥所需容积V``=V/n＝500/18＝27.78（m3）污泥斗容积h4``=(4.5-0.5)/2×tan60°=3.46(m)V1=1/3×h4``(f1+f2+(f1×f2)0.5)=1/3×3.46×(4.5×4.5+0.5×0.5+(4.52×0.52)0.5)=26(m3)污泥斗以上梯形部分污泥容积，取l2＝4.5m，i=0.01h4`=(25.2+0.3-4.5)×0.01=0.21(m)l1=25.2+0.3+0.5=26m(m3)污泥斗和梯形部分污泥容积V1+V2=26+19.215=45.215(m3)>12.5(m3)池子总高度，设缓冲层高度h3＝0.50m，则H＝h1+h2+h3+h4＝0.3+4.0+0.50+0.21+3.46＝8.47（m）4.2二沉池4.2.1设计说明池体尺寸如图3.5所示图3.5幅流式二沉池4.2.2设计计算为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共4座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.2m3/(1)沉淀部分水面面积F根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷：则（2）池子直径D，则池子直径为DN54000mm（3）沉淀部分的有效水深h2设沉淀时间t=2.5h，则（4）沉淀区有效容积V′设计采用周边传动刮吸泥机连续排泥，污泥区容积按2.5h贮泥时间确定。（5）污泥区容积V″式中：c₁——进水悬浮物浓度（t/m³）；c₂——出水悬浮物浓度（t/m³）；r——污泥密度，其值约为1；ρ——污泥含水率，取其值约为99%。（6）污泥区高度h4污泥斗高度设池底径向坡度为0.05，污泥斗直径D2=2.0m上部直径D1=4.0m，倾角60°，则可以算出圆锥体高度竖直段污泥部分高度符合要求则污泥区高度：h₄=h′₄+h″₄+h″′₄=1.73+1.25+2.54=5.52m（7）污泥斗总容积V″′，符合要求（8）沉淀池总高度H设超高h₁=0.3m，缓冲层高度h₃=0.5m则H=h₁+h2+h₃+h₄=0.3+0.5+5.52=6.32m4.3污泥浓缩池4.3.1设计说明含水率，固体浓度，浓缩后污泥固体浓度为CU=32(kg/m3)(即污泥含水率P2=97.5%),采用重力浓缩,如下图所示4.3.2设计计算剩余污泥量取污泥增殖系数y＝0.6，污泥自身氧化率kd＝0.05d-1，污泥龄θc＝19d则y计算排除的以挥发性悬浮固体计的污泥量PX＝yobsQ(S-S0)=0.3077×200000×1.3×(0.1-0.02)=6400kg/d浓缩池面积A,浓缩污泥为剩余污泥,污泥固体通量选用27(kg/(m2.d))浓缩池面积(取1430m2)Q——污泥量，m3/d；Co——污泥固体浓度，kg/m3；G——污泥固体通量，kg/(㎡.d)；浓缩池直径,设计采用圆形辐流二次沉淀池：直径取D=43(m)浓缩池深度，取T为浓缩时间=16h，则超高：h1=0.3m缓冲层：h3=0.3m池底坡度造成的深度污泥斗高度——污泥斗倾角；有效水深：H1=h1+h2+h3=2.98+0.3+0.3=3.58〉3m，符合规定。浓缩池总深度：H=H1+h4+h5=3.58+0.215+2.598=6.393m4.4板框压滤机4.4.1板框压滤机的过滤原理及特点板框压滤机由多块滤板、滤框按次序排列在止推板和压紧板之间，其间夹着过滤介质。当压紧板被向前推时，被压紧的滤板和滤框形成一个个滤室，在进料泵压力的推动下，物料从止推板上的进料孔进入各个滤室，固体颗粒因粒径大于过滤介质的孔隙而被截留在室内，形成滤饼层，滤液则透过滤饼和过滤介质由出液孔排出机外。4.4.2板框压滤机的结构板框过滤滤机由多块滤板和滤框交替排列组成，滤板和滤框的数量视生产能力和滤浆的情况可以增减。4.4.3板框压滤机的流程板框压滤机的流程压滤机的出液方式有明流和暗流两种形式。滤液从每块滤板的出液孔直接排出机外，此种形式称为明流式；若各块滤板的滤液汇合起一由出液孔道排出机外，则称为暗流式。压滤机根据是否需要洗涤滤饼又可分可洗不可洗两种形式。需进行洗涤滤饼的称为可洗型.本设计的压滤机是暗流可洗。下面分析下暗流可洗压滤机的流程.4.4.4滤布的选型板框压滤机滤板和滤框中间夹着过滤介质，通常板框压滤机选用的是滤布。当然滤布的选型对过滤效果很重要，在压滤机使用过程中，滤布起着关键的作用，其性能的好坏，选型的正确与否直接影响着过滤的效果。目前所使用的滤布中最常见的是合成纤维经纺织而成的滤布，根据其材质的不同，可分为涤纶、维纶、丙纶、锦纶等几种。其性能特点可见下表：由于涤纶耐强酸，所以本次设计选用的滤布材质为涤纶。4.4.5过滤机的选型和参数计算方法：污泥量法1）过滤面积标准：按国标生产制造的压滤机的过滤面积每平方等价于15L的固体容积。2）压滤前：体积V1(M3)、压滤前污水含水率a=97.5%~99.2%（一般经验值）。3）压滤后：体积V2(M3)、压滤后污泥含水率b=75%。4）压滤周期：每天压滤次数t。5）含固量平衡法：V1*（1-a）=V2*（1-b），得出V2=V1*（1-a）/（1-b）。6）过滤面积：=1000*V2/15/t=1000*V1*（1-a）/（1-b）/15/t。已知污泥经处理后(污泥浓缩池)产生湿污泥量V1=，含水率a=97.5%，拟准备每天对污泥浓缩的污泥处理10次，其需选用板框压滤机的过滤面积=1000*1656*(1-97.5%)/（1-75%）/15/10=1104m2，选用两台同时进行，根据计算建议选用600m2的压滤机。型号过滤面积m2滤室容积L滤板尺寸mm滤饼厚度mm滤室数量PCS地脚中心mm外形尺寸mm过滤压力Mpa充气压力Mpa电机功率KW整机质量Kg长L宽W高HXZ-(MA)1500*2000-U600104701500*2000*803511411280137802600260010.87.5408704.4.6板框和滤板材料选择滤板和滤框板采用的塑料滤板是改进型的聚丙烯塑料滤板，在其中加入填充剂、增韧剂、防老化剂、抗氧化剂等辅助材料，使其具有很好的优点。这样的压滤机在市场占到了80％以上的份额。这是因为他具有比玻璃钢的滤板的耐碱性还要好，可以用在浓酸、浓碱的环境下使用；高温环境可以使用，最高温度达到100~120℃；重力小，使用时间长，在一年以上。板框压滤机的滤板在表面设计有凹槽，用以安装、支撑滤布，并引导过滤液的流向，而滤框和滤板在组装后构成液体流通通道，用以通入悬浮液、洗涤水和引出滤液。每个滤板的下方设有出液通道孔，若干块滤板的出液孔连成一个出液通道，由止推板下方的出液孔相连接的管道排出。4.5热干化系统4.5.1污泥干燥的基本原理污泥干燥是利用热能去除污泥中水分的过程，是污泥与干燥介质（一般为灼热气体）之间传热传质的过程。污泥干燥过程的耗热量包括两部分，即蒸发污泥中的水分的耗热量和干燥器筒体散热量，可参考下表：污泥种类耗热量/(kcal/kg)污泥种类耗热量/(kcal/kg)初次沉淀污泥：新鲜的经消化的22212280~2780初次沉淀污泥与腐殖污泥混合：新鲜的经消化的27802500~3110初次沉淀污泥与活性污泥混合：新鲜的经消化的38903830新鲜活性污泥43904.5.2污泥热干化设备的类型污泥热干化设备按热介质与污泥接触方式可分为直接加热式、间接加热式和直接—间接联合干燥式3种。若按设备进料方式和产品形态大致分为两类:一种是采用干料返混系统,湿污泥在进料前先与一定比例的干泥混合,产品为球状颗粒;另一种是湿污泥直接进料,产品多为粉末状。4.5.3污泥干化技术和设备①直接加热转鼓干化技术工作原理:脱水后的污泥从漏斗进入混合器,按比例充分混合已经被干化的返流污泥(混合污泥的含固率达50%～60%),再经螺旋输送机运到转鼓式干燥器中,与从同一端进入的流速达1.2～1.3m/s、温度为700℃左右的热气流接触混合、集中加热,经25min烘干后的污泥被带计量装置的螺旋输送机送到分离器,从分离器中排出的湿热气体被收集进行热力回用,带污泥的恶臭气体被送到生物过滤器处理达标后排放。分离器中排出的干污泥粒度可以控制在1～4mm,经筛选器将满足要求的颗粒污泥送入贮藏仓。细小的干污泥被送到混合器中再次与湿污泥混合送入转鼓式干燥器。加热转鼓干燥器的燃烧器可以沼气、天然气或热油等为燃料。系统特点:在无氧环境中操作,不产生灰尘;干化污泥呈颗粒状,粒径可以控制,采用气体循环回用减少了尾气的处理成本。②间接加热转鼓干化技术脱水后的污泥被输送至干化机的进料斗,经过螺旋转送器至干化机内(可变频控制定量输送)。干化机由转鼓和翼片螺杆组成,转鼓通过燃烧炉加热,转鼓最大转速为1.5r/min。翼片螺杆通过循环热油传热,最大转速为0.5r/min。转鼓和翼片螺杆同向或反向旋转,污泥可连续前移进行干化,转鼓经抽风为负压操作,水汽和灰尘无外逸。污泥经螺杆推移和加热被逐步烘干并磨成粒状,最终送至储存仓。污泥蒸发出的水汽通过系统抽风机送至冷凝和洗涤吸附系统。系统特点:流程简单,污泥的干度可控制,产品为粉末状。③离心干化技术稀污泥自浓缩池或消化池进入离心干化机。脱水后的污泥呈细粉状从卸料口高速排出,高热空气被引入离心干化机的内部,遇到细粉状的污泥并以最短的时间将其干化至含固率为80%左右。系统特点:流程简单,省去了污泥脱水机及从脱水机至干化机的存储、输送、运输装置。间接式多盘干燥技术工作原理:机械脱水后的污泥(含固率为25%～30%)被送入污泥料仓,通过污泥泵输送至涂层机,在涂层机中再循环的干污泥颗粒与输入的脱水污泥混合,干颗粒核的外层涂上一层湿污泥后形成颗粒。通过与中央旋转主轴相连的耙臂上的耙子作用,污泥颗粒在上层圆盘上作圆周运动。污泥颗粒从造粒机的上部圆盘由重力作用旋至造粒机底部圆盘,颗粒在圆盘上运行时直接和加热表面接触干化。污泥颗粒逐盘增大,最终形成坚实的颗粒,故也称珍珠工艺(见图4)。干燥后的颗粒温度为90℃,粒径为1～4mm,离开干燥机后由斗式提升机向上送至分离料斗,一部分被分离出再循环回涂层机,同时剩余的颗粒进入冷却器冷却至40℃后送入颗粒储料仓。污泥干燥过程所需的能量由热油传递,浊度介于260～230℃的热油在干燥机的空圆盘内循环,从干燥机排出的接近115℃的蒸汽经热交换器冷凝后的热水温度为(50～60)℃。系统特点:干燥和造粒过程的氧气浓度<2%,避免了着火和爆炸的危险性。颗粒呈圆形、坚实、无灰尘且颗粒均匀,具有较高的热值可作为燃料。流化床污泥干化技术工作原理:脱水污泥送至污泥计量储存仓,然后用污泥泵将污泥送至流化床污泥干燥机的进料口。干燥机由三部分组成:最下是风箱,将循环气体分送到装置的不同区域;中间段是将蒸发水的热量与热油送入流化床内;最上部为抽吸罩,使流化的干颗粒脱离循环气体。流化床内干燥温度为85℃,产生的污泥颗粒滞留时间长、产品数量大,即使供料的质量或水分有些波动也能确保干燥均匀。污泥颗粒通过旋转气锁阀送至冷却器,冷凝到40℃以下通过输送机至产品料仓。系统特点:无返料系统,间接加热,干燥机本身无动部件,故几乎无需维修,粒径不能控制。考虑到在污泥热干化的、运输及储藏过程中，存在着严重的自燃与粉尘爆炸的危险，本设计采用在无氧环境中操作,不产生灰尘，干化污泥呈颗粒状的直接加热转鼓干化技术。4.6热源供给系统污泥热干化需要使用大量热量对污泥加热，选择不同的热源，则污泥干化的工艺路线及设备有很大的区别，而且严重影响到干化运行成本及投资建设成本。一般来说，热源的选择遵循节能降耗和环保的原则。在干燥设备上常用的热源有热风（热烟气）、水蒸汽、导热油等，对应的加热设备为热风炉、翅片管式换热器等。如果在污泥干化现场或附近有热烟气（锅炉尾气、工业尾气等），则优先使用，这样能够充分利用尾气余热，可以在污泥干化过程中大大降低干化成本。如果没有热烟气，则可以考虑使用水蒸气或导热油。由于导热油可以循环使用，相对于直接排放冷凝水的水蒸气而言，循环导热油加热系统热效率更高。在燃料的选择上，必须要结合当地的环保政策、燃料价格做综合考虑，在煤、柴油、液化气、天然气、电等种类中合理选择。在设备投资方面，使用热烟气的投资较高，设备庞大，占地多；而使用水蒸气或导热油的投资较小，占地少。由于污水处理厂附近没有热烟气（锅炉尾气、工业尾气等）；利用水蒸气或导热油进行间接加热，会有大量热量流失。本设计采用直接加热使污泥干化的方法，利用燃烧器燃烧燃料释放热量，热量直接作用在污泥上，使水分蒸干。4.6.1燃烧器的种类燃烧器按所燃燃料的不同可分为煤粉燃烧器、油燃烧器和气体燃烧器3类。煤粉燃烧器分旋流式和直流式两种。1）旋流式煤粉燃烧器:主要由一次风旋流器、二次风调节挡板（旋流叶片或蜗壳）和一、二次风喷口组成(图1旋流式煤粉燃烧器)。它可以布置在燃烧室前墙、两侧墙或前后墙。输送煤粉的空气称为一次风，约占燃烧所需总风量的15～30%。煤粉空气混合物通过燃烧器的一次风喷口喷入燃烧室。燃烧所需的另一部分空气称为二次风。二次风经过燃烧器的调节挡板（旋流叶片或蜗壳）后形成旋转气流，在燃烧器出口与一次风汇合成一股旋转射流。射流中心形成的负压将高温烟气卷吸到火焰根部。这部分高温烟气是煤粉着火的主要热源。一次风出口的扩流锥可以增大一次风的扩散角，以加强高温烟气的卷吸作用。2）直流式煤粉燃烧器:一般由沿高度排列的若干组一、二次风喷口组成（图2直流式煤粉燃烧器）,布置在燃烧室的每个角上。燃烧器的中心线与燃烧室中央的一个假想圆相切，因而能在燃烧室内形成一个水平旋转的上升气流。每组直流式燃烧器的一、二次风喷口分散布置，以适应不同煤种稳定而完全燃烧的要求，有时也考虑减少氮氧化物的生成量。油燃烧器燃油燃烧器主要采取雾化技术，KMY汽泡雾化燃烧器雾化原理是：燃油与雾化介质（水蒸汽或压缩空气）经汽泡雾化发生器产生大量油包汽汽泡，在混合室充分混合后喷出，由于存在较高压差，从而实现爆破雾化。经航空发动机气动热力国防科技重点实验室激光检测，其雾化颗粒索太尔平均直径SMD≤23.76μm，这是一般气动雾化和机械雾化喷嘴达不到的，是一种全新的燃油雾化燃烧技术。油燃烧器的调风器除与煤粉燃烧器相似的旋流式和直流式外，尚有一种部分旋流式，即在直流式调风器内布置一个稳焰器，使少量空气(10～20%)流经稳焰器后产生旋转运动，在调风器出口形成中心回流区，使油雾着火稳定，以达到低氧燃烧。气体燃烧器主要有天然气燃烧器和高炉煤气燃烧器两类。大容量天然气燃烧器大多采用多枪进气平流式。天然气枪放在调风器的空气通道内。高炉煤气燃烧器因高炉煤气发热量较低，着火困难，常在炽热的通道内燃烧，而后喷入燃烧室。由于粉煤和燃油燃烧会导致大气污染，在干化污泥的同时还需要对尾气进行处理；本设计采用天然气作为燃料，成本虽然高，但是尾气后续处理成本少，符合清洁生产的要求。4.6.2全自动燃气燃烧器的设计4.6.2.1全自动燃气燃烧器的基本组成及特点全自动燃气燃烧器由燃气系统、空气系统、燃烧器头部及控制系统四部分组成。其中燃气系统包括燃气电磁阀、燃气管路及管件等；空气系统包括调风机构、风机、空气通道等；控制系统包括程序控制器、点火器、火焰探测器等部件。全自动燃气燃烧器具有鲜明的产品特点，采用机电一体化设计，集风机、阀门、控制器、点火器、火焰探测器及程序控制器于一体，产品结构紧凑、并具有预吹扫、自动点火、大小火工作、火焰监控、后吹扫、空气压力不足保护、燃气压力高低超限保护、突然停电保护等功能，能充分保证燃烧器安全、高效、低污染运行。通过对燃烧器头部和助燃风机的合理设计，全自动燃气燃烧器能做到燃烧效率高、噪声小，并能大大减低燃烧产物中一氧化碳等污染物的排放量，可以符合当今欧洲严格的空气排放标准。为了实现燃气燃烧器的安全可靠及全自动控制，燃烧控制及火焰检测系统全部采用自动化专业厂家生产的零部件，点火前送风、点火、燃烧工况及非正常保护等环节均采用程序自动控制。1.控制箱2.风机3.电磁阀4.空气通道5.气体通道6.空气压力开关7.点火变压器8.头部4.6.2.2全自动燃气燃烧器的结构①燃烧器头部燃烧器头部可以有多种不同的设计方法，合理的设计可保证燃烧器能快速、均匀地混合燃气空气，而一次空气的比例可调节，能达到控制火焰长度的目的，从而保证燃烧稳定，同时燃烧区域内也不会因高氧含量而产生大量NOx的问题。该燃烧器的头部包括空气通道、燃气通道、头部混合室、稳焰板、活动火焰扩散口等部分。为使燃气空气充分混合，从而抑制烟气中污染物的产生，头部设计了具有交替排列环状燃气空气出流孔的头部混合室，燃烧器工作时，燃气由中间通道经燃气孔口进入头部混合室，一次空气经空气孔道进入头部混合室，混合后从稳焰板上密集小孔中喷出燃烧，而二次空气由混合室与火焰扩散口之间的通道进入炉膛，与未燃尽燃气进行扩散燃烧。从头部混合室后稳焰板上喷出的燃气空气混合物，点火后产生一定长度的火焰。稳焰板上有呈菱形排列的直径为2mm的小孔。燃烧器工作时，稳焰板密集小孔上的小火相互牵制，即对燃烧器稳焰板上其它小火的根部进行点火，保证了火焰不发生脱火现象，同时因稳焰板的小火孔的金属壁具有降低火焰传播速度的作用，也不会发生回火现象，从而扩大了燃烧器稳定工作的范围。燃烧器头部设置有活动火焰扩散口，通过调整其与头部混合室之间的相对位置，可以改变二次空气的流通面积。对燃烧器来说，一次空气流通面积是固定的，因此改变二次空气流通就可改变空气的分配比例，从而保证混合室内的空气流量在燃烧所需空气的40%~70%，形成部分预混式燃烧。改变一次空气的比例，可达到控制火焰长度的目的，保证燃烧在一定的区域里完成，避免因火焰太长接触到冷表面而产生不完全燃烧的现象。②燃气管路系统全自动燃气燃烧器燃气管路系统由手动切断阀、电磁组合阀、燃气分配管道及燃气喷孔组成。本燃气管路系统的设计主要目的是在燃烧器前燃气供应压力下，克服阀门、管道、管件、头部混合室、燃气喷口等的流动阻力，保证一定的燃气流量，使燃烧器的热负荷满足要求。燃气所需压力为式中：△P1——电磁阀流动阻力，Pa△P2——燃气管路流动阻力，Pa△P3——燃气混合室孔口流动阻力，Pa△P4——燃气出流阻力，Pa下面分析各部分的阻力及相应的计算方法。电磁阀流动阻力电磁阀流动阻力一般可根据电磁阀生产厂家提供的阀门流量——压降关系图(或表)，以燃烧器热负荷折算相应的燃气流量，查找得出相应的压力损失值。如果缺乏资料，可以利用空气进行测试。由于压降与流量的平方成正比，因此对于一个特定的燃气电磁阀，可以得出式中：Lg——气体流量，m3/ha——试验得出的常数注意在使用燃气流量压降关系图时，需要进行燃气相对密度的修正。燃气管路流动阻力燃气管路流动阻力包括燃气管道沿程阻力和局部阻力，即式中:λ——沿程阻力系数，，k为管道内壁的粗糙度，d为管道内径；l——燃气管道长度，md——燃气管道内径，m∑ξ——燃气管路局部阻力系数，包括弯头及突扩口等W——燃气流速，m/sρg——燃气密度，kg/m3头部混合室流动阻力这部分阻力主要为混合室上燃气喷口的流动阻力，即式中:ξP——孔口阻力系数燃气出流阻力这部分阻力主要为燃气受热膨胀阻力和出口动压头损失，即式中:△P4’——膨胀阻力，△P4’’——出口动压头损失，其中t为头部孔口出口处的燃气温度。空气系统空气系统由调风机构、风机及空气通道组成。在空气系统设计时，主要考虑燃烧器最大热负荷情况下的空气参数要求，包括风量及全压，对风机进行选择。风量计算按下式进行：式中:α——过量空气系数，一般取1.3V0——燃气的理论空气量，m3/m3燃气Lg——燃气流量，m3/h而空气的全压为式中:△Pa1——空气沿程流动阻力，Pa△Pa2——空气局部阻力，Pa△Pa3——空气出流阻力，Pa△Pa4——炉膛背压，Pa△Pa1、△Pa2、△Pa3计算方法与燃气管路方法相同，这里不再叙述。而炉膛背压△Pa4的大小反映燃烧器的适应性能，该值取得越高，燃烧器的适应能力就越强。4.6.2.3燃烧器控制系统燃烧器控制系统由程序控制器、风门调节器、风机、点火器、火焰探测器、燃气压力开关、空气压力开关、燃气电磁阀等设备组成。其中程序控制器是燃烧器控制的核心部件，而其它设备为开关信号源，或命令执行部件。燃烧器控制系统的控制功能分为两部分：燃烧控制及火焰安全控制。燃烧控制内容包括参数测量、控制计算和发出燃气阀门以及空气蝶阀的执行命令，其中燃气阀门和空气蝶阀用来调整燃烧过程中的燃料和空气流量。一般来讲，这些过程都是些模拟量，或者说是可以连续被平滑改变。而燃烧控制的目的就是使被加热物的温度（或压力）处于一个设定的范围之内。火焰安全控制系统，有时称为燃烧器管理系统，它不断地检测一些与安全有关的开关信号，以保证被加热锅炉的安全运行。例如它检测燃料的压力，控制锅炉点火前的前吹扫时间以及其它ON/OFF主控制开关。同时，控制系统通过火焰监测器监视火焰状态，如果发生熄火，则关闭燃烧器。由于技术的不断进步，现在一般把燃烧控制和火焰安全控制系统两部分功能做在一起，而且这些系统都是基于微处理器的。燃烧器控制系统主要功能应包括燃烧器自动启动、停止、负荷比例调节等。火焰安全控制内容应包括预吹扫、自动点火、燃烧工况监控、点火失败保护、熄火保护、燃气压力高低超限保护、空气压力不足保护、断电保护、预防燃气泄漏事故等。燃烧器控制原理图见下图。控制系统主要技术指标如下：（1）预吹扫燃烧器点火前，必须有一段时间的预吹扫，把炉膛与烟道内可能留有的可燃气体吹除，保证炉膛及烟道内可燃气体浓度不在爆炸极限范围之内。(2)自动点火燃气燃烧器采用高压点火变压器产生的电弧点火，为了保证点火成功率，一般要求点火电压大于3.5kV、电流大于15mA。点火时间一般为2~5s。燃烧工况由火焰探测器进行监控，一旦发生熄火，火焰探测器把信号反馈到控制器，在1~2s内切断燃气阀，并进行后吹扫。(3)点火失败保护燃烧器点火时，首先接通点火变压器产生电弧，并接通燃气。如果火焰探测器在一定的时间内感应不到火焰信号，燃烧器关闭燃气阀并进行吹扫。(4)燃气压力高低超限保护燃气燃烧器在一定的燃气压力范围内稳定燃烧。限定燃气高低压的目的是确保火焰稳定性(不脱火、不熄火、不回火)，同时限定燃烧器的热负荷范围。燃烧器通过气体压力开关感测压力，并输出开关量信号，一旦压力超出设定范围，则通过燃烧控制器切断燃烧器的燃气阀。(5)空气压力不足保护燃气燃烧器设计热负荷通常较大，其燃烧方式多采用强制鼓风式。如果风机发生故障造成空气供应中断或空气供应量不足，会发生燃烧不完全，甚至会发生炉膛爆燃或向风机回火等现象，所以应立即切断燃气供应。一般用气体压力开关感测空气压力信号，并输出开关量信号，通过燃烧控制器切断燃烧器的燃气(6)断电保护燃烧器在工作过程中如果突然发生断电事故，必须立即切断燃气供应，以保护设备安全。因此燃气控制阀必须是常闭型的，一旦断电，自动切断燃气供应。4.6.3天然气消耗量计算干基污泥量为30t/d，经过板框压滤后污泥含水率为75%，所以压滤后泥饼质量为30+75%×30=52.5t/d。52.5吨75%含水的污泥,干燥到40%,需要脱去水分：52.5-52.5×（1-0.75）/（1-0.4）=30.625吨水的蒸发潜热约2500kJ/kg.因此需要热量为30.625×1000×2500=76562500kJ假设天燃气每立方燃烧热值为35000KJ，干化污泥所需天然气体积为76562500÷35000=2187.5m3假设天燃气单价为3元/m3，则每天需要花费的费用为2187.5×3=6562.5元4.7热源回收系统目前世界各国都非常重视能源的有效利用,一些发达国家能源利用率都在50%以上,美国的能源利用率已超过60%,而我国只有30%左右。我国能源利用率低的一个重要原因是低品质余热能源没有得到充分利用。在工业生产中,低品质能源普遍存在。冶金行业的高炉煤气,炼铁厂高炉气化冷却水,钢铁行业的线材、棒材、薄板、厚板等热轧工序的工业加热炉产生的余热蒸汽等,平炉气化冷却水等;石化行业炼油装置的催化、裂化、焦化冷却水等;化工行业硫酸生产中的焙烧、焚硫工序等;各种工业窑炉窑头和窑尾产生的低温烟气等都存在大量的余热。通常将余热能源分为高温、中温、低温三类。温度在650℃以上为高温能源,温度在230～650℃之间为中温能源,温度在230℃以下为低温能源,对于高温、中温余热蒸汽可以直接驱动蒸气轮机或燃气轮机带动发电机组发电加以利用,而低品质余热能源约占余热能源总量的30%,利用这部分余热能量发电,对提高能源利用率具有重要作用。4.7.1低品质能源余热发电工艺低品质余热回收发电技术经过多年研究和实验。其核心是直接将低品位的余热转换成电能。为大型企业余热回收利用、节能降耗找到了一条行之有效的途径。不带补燃锅炉的蒸汽动力循环发电技术不使用燃料来补燃,因此不对环境产生附加污染。没有补燃锅炉,蒸汽参数较低,其运行操作简单方便,动力机和发电机必须专门设计和制造运行的可靠性和安全性高。对用户来说是最有利的选择,也是收益最高的余热发电装置。工艺流程下图所示。由气包提供的低温低压废蒸汽,经过隔离阀、安全阀、调节阀等阀门控制后,进入动力机,气体降温降压膨胀做功,推动发电机发电,所发电量并网于污水厂低压电网,为污水处理供电。4.7.2工艺特点(1)设备少、工艺简单、占地面积小;(2)应用废蒸汽进行发电,满足目前节能减排的要求;(3)投资少,回报率高;(4)发电效率高,效率在65%～75%之间;(5)可控性和安全性高,能应对各种突发事件。4.7.3动力机特点新型余热发电动力机与汽轮机相比,在工业余热动力回收方面,此动力机有如下特点:(1)能适应过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相湿蒸汽、热水以及被污染、高盐份(如锅炉连排水、地热水、钢铁厂冲渣水等)低品位能源;(2)在热源压力、温度、流量、热负荷及负载功率等参数大范围波动情况下能保持高效率稳定运行;(3)启动及正常运行,不暖机、不盘车、不飞车、操作简单、维修方便(现有在职人员稍加培训即可胜任)、机组运转平稳、安全、可靠、低噪音、微振动、可实现全自动无人职守、远距离监控、长期无大修,很适合非电力工业企业推广应用的热动力机;(4)设备为快装、集装式机组,可集中、可分散、可移动、占地少,最适合热源可衰减、规划可变化等场合应用的动力机;(5)投资少、运行费用低、高效益、投资回报期短,是实施节能技改项目最短、平、快的动力机;(6)适用于大量被废弃能源(废蒸汽,0.1MPa左右、低温烟气,200℃上下、热风、热水等)双循环做功发电的新技术新产品;双循环发电技术是根据空调机的反向工作原理,把废弃能源转化为电力的新型发电技术,该技术及设备与常规发电技术与设备相比,由于温度很低,安全可靠性更高,操作简单、坚久耐用。4.8恶臭处理系统4.8.1设计说明在污水处理工艺过程中产生气味物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机化合物，例如：氨(NH3)、膦(PH3)和硫化氢(H2S)；大多数的气味物质是有机物，比如：低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。生物过滤废臭气净化系统先将人工筛选的体重微生物菌群值种于填料上，当污染气体经过填料表面初期，可从污染气体中获得营养源的那些微生物菌群，在适宜的温度、湿度、PH值等条件下，将会得到快速生长、繁殖，并在填料的表面形成生物膜，当废气通过其间，有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解，得到净化再生的水被重复使用。污染物去除的实质是以废气作为营养物被微生物吸收、代谢及利用。这一过程是微生物的相互协调的过程，变焦复杂，它由物理、化学、物理化学一集生物化学反应所组成。生物过滤废臭气净化系统核心为高效生物滤（池）塔、有利于生物附着和生长的复合填料和微生物优势菌种。在适宜的环境条件下，滤（池）塔中的微生物在填料表面形成生物膜，利用废气中无机和有机物作为生物菌种生存的碳源和能源，通过降解异味物质维持其生命活动，将异味物质分解为水、二氧化碳和矿物质等无臭物，达到净化废臭气体的目的。生物过滤废臭气净化工艺，其中生物净化过程的发生是依靠吸收和吸附双重作用将气态异味物质转移到液相生物膜表面，进行微生物氧化、降解和转化异味物质的过程。吸附是因为生物滤（池）塔的填料具有巨大的比表面积和极其完善的微生物群落系统，对于水溶解性不好的有机物的降解尤为有效；吸收则主要针对水溶性物质。对于吸收式生物作用的历程一般认为由以下三步：废臭气体首先与水（液相）接触，由于气相和液相的浓度差以及异味物质在液相的溶解性能，使得异味物质从气相进入液相（或液膜内）；进入液相或固体表面生物层（或液膜）的异味物质被微生物吸收；进入微生物细胞的异味物质在微生物代谢过程中作为能源和营养物质被分解、转化成无害、简单物质，在转化过程中产生能量，为滤（池）塔中的微生物的生长与繁殖提供能源，使废臭气体物质的转化持续进行。由于恶臭气体主要来源是初沉池、二沉池、污泥浓缩池及污泥脱水间，大约占总臭气量的70％，所以只考虑这四种构筑物，在这四种构筑物上设置集气罩，由风机通过管道输入生物滤（池）塔中，以达到去除臭气的目的。恶臭污染物厂界标准值(GB14554-93)4.8.2净化器的结构及工作原理生物除臭塔呈箱式结构，生物进化器的箱体部分成三部分：底部：设置有废气进气口及营养液储箱以及自动调控湿度装备；中部：为生物及填料部分；上部：设有达标气体出气口及营养液的自动循环系统。同时，生物净化器还设置有水液循环系统，废气回收系统，电路自动控制系统。废弃油通风管道收集后经风机送入净化器箱底部；再通过生物膜填料层，在填料上附生着大量的微生物膜。当废气通过生物填料层时，填料上的微生物能将废气中的污染物降解成为无毒无害无刺激性气味的气体，如CO2和水等。净化后的气体经箱体上部排出。生物膜通过自动加湿和供给营养使生物菌可以不断地自身繁殖、代谢、再生，不需要人工更换。4.8.3集气罩设计计算初沉池上集气罩的排风量计算：Q1＝LBH＝25.2×107.1×0.5=1365.5m3式中L，B，H——分别为初沉池长、宽、高（运行水位至顶板）考虑换风次数为15，则Q1＝1365.5×15＝20483m3/h故总除臭风量选20500m3/h二沉池上集气罩的排风量计算：Q2＝πR2h＝π×272×1＝2290m3式中R，h分别为二沉池的半径、高（运行水位至顶板）考虑换风次数为15，则Q2＝2290×15＝34350m3/h故总除臭风量选35000m3/h污泥浓缩池上集气罩的排风量计算：Q3＝πR2h＝π×21.52×1＝1452.2m3式中R，h分别为浓缩池的半径、高（运行水位至顶板）考虑换风次数为15，则Q3＝1452.2×15＝21783m3/h故总除臭风量选22000m3/h假设污泥脱水间的除臭总量为Q410000m3/h总量Q=Q1+Q2+Q3+Q4=87500m3/h4.8.4生物除臭塔设计计算1）工艺计算风量=87500m³/h浓度Ci=800mg/m³活性生物介质装填高度=1.5米排放参照GB14554-93取浓度CO=60mg/m³生物填料V1=Q*（Ci-C0）/q0=87500*（800-60）/120/1000=540m3面积A1=V/h=540/1.5=360m2支架、布气系统高度0.6m；布水系统、密封0.6m；其中：喷淋、洗涤、加热等预处理段尺寸：4*16*2.7,考虑末端排气。考虑场地实际情况，生物过塔尺寸选定为40m*9m*2.7m2)校验：停留时间：t=V/Q=540*3600/87500=22.2s>20s表面负荷：q=Q/A=87500/360=243.06m3/m2*h<300m3/m2*h滤速：v=Q/A=87500/360/3600=0.068m/s（一般0.03~0.1）经校核，各工艺控制指标在参数允许范围内，考虑场地实际情况，故确定滤池尺寸为生物过塔尺寸选定为40m*9m*2.7m3)风压生物塔的压力损失一般为400~2000Pa，取塔压损为：P2=1800Pa收集系统的风压损P1=800Pa则系统全压为：P=1.1*（1800+800）=2860Pa4)增湿循环系统气味源收集到的气体被送到生物塔处理，进塔的气体要求潮湿，相对湿度必须控制在90%～95%以上，否则填料会干化，微生物将失活。通常处理1m3的臭气需要散水量需要0.5～3L。水泵流量：Q水=（0.5～3）*87500/1000=44～263m3/h，选取泵的流量为200m3/h5)生物菌培养培养基种子发酵罐生产发酵罐除臭剂发酵产品原始斜面活化斜面摇床种子大罐液体发酵法一般生产工艺流程为：菌种接种掊养→种子罐培养→生产罐培养→排放培养液加入适量载体→除臭产品。4.8.5风机选型型号：4－72主要规格：No.3.2A全压（Pa）：196－3118流量（m3/h）：1565－239654转速（r/min）：400－2900功率：（KW）0.55－45第5章污水处理厂总体布置：5.1总平面布置5.1.1总平面布置原则该污水处理厂在原有