哈尔滨市群力污水处理厂恶臭废气处理工艺方案研究

论文摘要

近年来恶臭污染问题,越来越受到人们的重视,已成为环境问题中不能容忍的问题之一。哈尔滨市群力污水处理厂设计项目是国家重点投资的“松花江流域污染综合治理”系列项目之一,本文是作者在中国市政工程东北设计研究院实习期间完成的,本文对哈尔滨市群力污水处理厂的恶臭废气处理工艺设计方案进行了细致全面的研究,对不同的处理方法进行综合对比研究,选择不同的处理方法进行组合,最终确定了较理想的初步设计方案,为工程的建设提供重要的依据。污水处理厂是恶臭废气的重要来源之一。随着我国的污水处理事业得到了迅速有效的发展,污水处理厂数量明显增加,并且今后会大大增加。恶臭废气的产生贯穿于污水处理的全过程。恶臭气体对人类的生产和生活都构成严重的危害。中华人民共和国大气污染防治法中明确规定:向大气排放恶臭气体的排污单位,必须采取措施防止周围居民区受到污染。因此,对污水处理厂恶臭废气的治理势在必行。目前,世界上还没有一种公认的恶臭评价方法,对污水处理厂恶臭废气的处理工艺的设计,尚没有相应的国家设计规范和设计行业标准,因此本设计需要进行大量的调查和研究,从而确定相对理想的设计方案。首先,本文对群力污水处理厂除臭装置区的总排气量(即重污染恶臭废气量)确定为25600m3/h,设计时根据污水处理厂现场情况对这部分气体进行重点处理,除臭装置设计气量取30000m3/h,主要成分为氨、硫化氢、硫醇、硫醚、噻吩、胺类、酰胺、吲哚、烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、醇、醛、酮以及有机酸类,其中氨的量最大,其次是硫化氢(硫化氢对恶臭味的贡献率最大),这些组分是设计中重点考虑的部分。轻污染气体设计气量确定为65000 m3/h,直接通过集气管道经800m外的100m高的排放筒进行有组织稀释处理。综合对比研究酸吸收、碱吸收和中性吸收的吸收特点,决定采用次氯酸钠化学吸收(氧化)法作为废气处理的预处理工艺,次氯酸钠是一种常用的中性化学吸收药剂,挥发性低,腐蚀性小,在水中溶解度大。化学吸收部分应用浓度为20%(质量)次氯酸钠水溶液。空塔速度0.2~1.0m/s;液气比0.1~1.0L/m3;压力损失19.6 ~ 196 Pa,要求氨去除率90%,硫化氢去除率20%。经化学吸收(氧化)后的恶臭废气量有所降低,但是去除的是部分氨,硫化氢等,距离达到处理要求甚远,仍需要继续处理。此时的恶臭废气是低浓度的硫化氢和有机组分,通过大量资料的搜集和分析,对于较低浓度的恶臭物质来说,吸附法是进一步处理恶臭废气的一种有效方法。本设计采用回转式PAN基活性碳纤维吸附装置,吸附床层厚度取350mm;床层面积4.17m2;空塔速度0.3m/s;要求硫化氢去除率99.5%结合催化燃烧和活性炭纤维吸附的特点,将两种工艺进行组合,整个组合系统集吸附、脱附、催化燃烧于一体。采用聚丙烯腈基活性碳纤维吸附恶臭组分,吸附饱和的部分进入脱附区进行高温脱附,脱附出来的高浓度废气再进行催化燃烧,达到高效节能的效果。采用贵金属抗硫催化剂铂。设置风机和配管,应用曝气活性污泥法,将活性炭纤维吸附后的气体,引入污水处理系统的曝气池内,将吸附后的气体以曝气形式分散到含活性污泥混合液的CAST反应池的好氧段,通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质,进行除臭。曝气水深5m,要求有机类和剩余的硫化氢去除率99.6%。本设计中,利用恶臭废气收集系统将各个产气单元的恶臭废气收集起来,通过鼓风机随管道系统送入各个处理工序。恶臭废气收集方式采用负压吸入式。综上所述,本文确定了哈尔滨市群力污水处理厂恶臭废气处理工艺为:次氯酸钠化学吸收(氧化)—活性碳纤维吸附—催化氧化—曝气活性污泥法,是一种全新的、高效的组合方式。本文的研究结果为工程实施提供了有效的运行参数和相关的操作经验。由于组分不确定,季节变化波动大等因素影响,在实际运行时,可根据工艺的实际情况,灵活运用不同的工艺流程操作。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 污水处理厂恶臭废气处理的必要性
• 1.2 污水处理厂恶臭废气的危害
• 1.3 污水处理厂恶臭气体污染的特点
• 1.4 污水处理厂恶臭废气处理的研究现状
• 1.4.1 物理法
• 1.4.2 物化法
• 1.4.3 生物法
• 1.4.4 联合法
• 第二章 项目来源、目的及意义
• 2.1 项目背景
• 2.1.1 哈尔滨市群力污水处理厂概况
• 2.1.2 项目来源
• 2.2 目的及意义
• 2.3 项目技术难点
• 第三章 群力污水处理厂恶臭废气量、浓度的分析评价
• 3.1 污水处理厂恶臭废气的来源及组分
• 3.1.1 污水处理厂臭气来源及种类
• 3.1.2 污水系统硫化氢的产生机理
• 3.1.3 群力污水处理厂恶臭废气产生的影响因素
• 3.2 恶臭气体浓度分析
• 3.3 恶臭气体量分析
• 3.3.1 重污染气量分析
• 3.3.2 轻污染气量分析
• 第四章 处理工艺方案的研究及选择
• 4.1 部分恶臭气体组分的性质
• 4.2 化学吸收工艺的选择
• 4.2.1 吸收原理
• 4.2.2 化学吸收工艺的可行性分析
• 4.2.3 化学吸收工艺的影响因素
• 4.2.4 化学吸收装置
• 4.2.5 化学吸收工艺参数确定
• 4.3 吸附工艺的确定
• 4.3.1 吸附原理
• 4.3.2 吸附等温方程式
• 4.3.3 吸附剂的研究与选择
• 4.3.4 几种常用的吸附剂吸附性能对比
• 4.3.5 活性炭纤维类吸附剂
• 4.3.6 各种原料基活性碳纤维
• 4.3.7 吸附装置的研究与选择
• 4.3.8 回转式活性炭纤维吸附装置参数确定
• 4.4 催化燃烧处理
• 4.4.1 催化燃烧工艺的选择
• 4.4.2 催化剂
• 4.5 生物吸收法处理
• 4.5.1 曝气活性污泥法的可行性
• 4.5.2 恶臭气体的生物转化
• 4.6 拟采用的联合工艺
• 4.6.1 群力污水处理厂恶臭废气处理工艺设计相关参数
• 4.6.2 恶臭废气收集系统
• 4.6.3 工艺流程说明
• 第五章 经济分析
• 第六章 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢