噴漆線生產(chǎn)廢氣處理工藝設(shè)計(jì)

1、目 錄1 概 述11.1噴漆工藝11.1.1噴漆原理11.2 設(shè)計(jì)目的21.3 選擇工藝21.4有機(jī)物對(duì)大氣的破壞和人類的危害32 設(shè)計(jì)依據(jù)42.1廢氣中所含污染物種類、濃度及溫度42.2 設(shè)計(jì)規(guī)模42.3 設(shè)計(jì)范圍42.4 處理后氣體排放濃度42.5 設(shè)計(jì)參考資料以及法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)42.6 控制系統(tǒng)43 工藝設(shè)計(jì)53.1 設(shè)計(jì)原則53.2 噴漆生產(chǎn)線工藝53.2.1工藝介紹53.2.2工藝流程53.3.場(chǎng)地面積：63.4.附加設(shè)備：64 廢氣處理方法選擇74.1.有機(jī)廢氣處理方法74.1.1燃燒法74.1.2吸收法74.1.3活性炭吸附法74.1.4生物法74.2生物土壤氣體處理系統(tǒng)工藝結(jié)構(gòu)94.

2、2.1生物濾床的組成及其凈化原理94.2.2 影響因素105 工藝系統(tǒng)說(shuō)明125.1工藝流程125.2生物濾床基本結(jié)構(gòu)126 主要設(shè)備設(shè)計(jì)136.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)136.2 主要設(shè)備136.2.1床體設(shè)計(jì)136.2.2改性土壤填料的選用136.2.3其它設(shè)計(jì)問(wèn)題146.3 系統(tǒng)啟動(dòng)與運(yùn)行156.3.1 主要設(shè)備表166.4 勞動(dòng)定員167 投資估算178 效益估算188.1環(huán)境效益188.2經(jīng)濟(jì)效益188.3運(yùn)行費(fèi)用189 工程的環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益分析199.1 工程的環(huán)境效益199. 2程的社會(huì)效益199. 3程的經(jīng)濟(jì)效益1910 環(huán)境保護(hù)2010.1 施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響及對(duì)策2010.

3、1.1 揚(yáng)塵的影響2010.2 項(xiàng)目建成后的環(huán)境影響及對(duì)策20結(jié) 論21參 考 文 獻(xiàn)22致 謝23附 錄241概 述在汽車、摩托車、自行車、輪船、飛機(jī)、家用設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、建材及家具等行業(yè)中，需要對(duì)其表面進(jìn)行噴漆或烤漆處理，以達(dá)到裝飾、美觀和防腐等功效。涂料在施工和固化過(guò)程中，需要使用大量有機(jī)溶劑，這些揮發(fā)性的有機(jī)物在使用過(guò)程中會(huì)釋放出來(lái)， 并排放到大氣中，大多數(shù)有機(jī)物為毒性危險(xiǎn)的空氣污染物，不但對(duì)人們的身體健康造成直接危害, 對(duì)人們賴以生存的大氣也同樣造成破壞。1.1噴漆工藝1.1.1噴漆原理 用熔融金屬的高速粒子流噴在基體表面，以產(chǎn)生覆層的材料保護(hù)技術(shù)。金屬噴涂主要用于機(jī)械的修復(fù)、提高零

4、件的耐磨性、改善零件的摩擦性和增強(qiáng)零件抵抗強(qiáng)化學(xué)介質(zhì)的腐蝕性能。噴漆過(guò)程：工作時(shí)靜電噴涂的噴槍或噴、噴杯部分接負(fù)極，工件接正極并接地，在高壓靜電發(fā)生器的高電壓作用下，噴槍（或噴盤、噴杯）的端部與工件之間就形成一個(gè)靜電場(chǎng)。涂料微粒所受到的電場(chǎng)力與靜電場(chǎng)的電壓主和涂料微粒的帶電量成正比，而與噴槍和工件間的距離成反比，當(dāng)電壓足夠高時(shí)，噴槍端部附近區(qū)域形成空氣電離區(qū)，空氣激烈地離子化和發(fā)熱，使噴槍端部銳邊或極針周圍形成一個(gè)暗紅色的暈圈，在黑暗中能明顯看見，這時(shí)空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的電暈放電。涂料中的成膜物即樹脂和顏料等大多數(shù)是由高分子有機(jī)化合物組成，多成為導(dǎo)電的電介質(zhì)，溶劑形涂料除成膜物外還有有機(jī)溶劑、助溶劑

5、、固化劑、靜電稀釋劑、及其他各類添加劑等物質(zhì)。這類溶劑性物質(zhì)除了苯、二甲苯、溶劑汽油等，大多是極性物質(zhì)，電阻率較低，有一定的導(dǎo)電能力，它們能提高涂料的帶電性能。電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可分為極性分子和非極性分子二種。極性分子組成的電介質(zhì)在受外加電場(chǎng)作用時(shí)，顯示出電性；非極性分子組成的電介質(zhì)在外加電場(chǎng)作用下，顯示電極性，從而對(duì)外來(lái)的導(dǎo)性電荷產(chǎn)生親合力，使電介質(zhì)在外加電場(chǎng)中其外表面能局部帶電。涂料經(jīng)噴嘴霧化后噴出，被霧化的涂料微粒通過(guò)槍口的極針或噴盤、噴杯的邊緣時(shí)因接觸而帶電，當(dāng)經(jīng)過(guò)電暈放電所產(chǎn)生的氣體電離區(qū)時(shí)，將再一次增加其表面電荷密度。這些帶負(fù)電荷的涂料微粒的靜電場(chǎng)作用下，向?qū)O性的工件表面運(yùn)動(dòng)，并被

6、沉積在工件表面上形成均勻的涂膜。 1、噴漆工藝 （1）表面預(yù)處理。主要是脫脂、除銹，其方法與涂液態(tài)漆的預(yù)處理相同。 （2）刮膩?zhàn)印８鶕?jù)工件缺陷程度涂刮導(dǎo)電膩?zhàn)?，干燥后用砂紙磨平滑，即可進(jìn)行下道工序。 （3）保護(hù)（也稱蔽覆）。工件上若某些部位不要求有涂層，在預(yù)熱前可采用保護(hù)膠等掩蓋起來(lái)，以避免噴上涂料。 （4）預(yù)熱。一般可不需預(yù)熱。如果要求涂層較厚，可將工件預(yù)熱至18020，這樣可以增加涂層厚度。 （5）噴涂。在高壓靜電場(chǎng)下，將噴粉槍接負(fù)極，工件接地（正極）構(gòu)成回路，粉末借助壓縮空氣由噴槍噴出即帶有負(fù)電荷，按異性相吸原理噴涂到工件上。 （6）固化。噴涂后的工件，送入180200的烘房?jī)?nèi)加熱，使粉

7、末固化。 （7）清理。涂層固化后，取下保護(hù)物，修平毛刺。 （8）檢驗(yàn)。檢查工件涂層，凡有漏噴、碰傷、針氣泡等缺陷的，都應(yīng)返工重噴。 （9）缺陷處理。對(duì)被檢出的有漏噴、針孔、碰傷、氣泡等缺陷的工件，進(jìn)行返修或重噴。 2、應(yīng)用 噴涂的金屬材料應(yīng)用最多的是鋅、鋁和鋁鋅合金，主要用以保護(hù)鋼鐵的大型結(jié)構(gòu)件。噴涂鋁比噴涂鋅更適用于在惡劣的工業(yè)氣氛和海洋大氣中工作的構(gòu)件，同時(shí)還具有耐磨、抗高溫氧化和抗含硫化合物氣體腐蝕的性能。通常要求氣壓高，漆粒細(xì)，速度快。但氣壓過(guò)高，則會(huì)破壞電力的作用。應(yīng)根據(jù)所用油漆涂料品種、涂裝現(xiàn)場(chǎng)和待涂工件等的不同，而選擇相適應(yīng)的漆壓和氣壓。若涂料中含有較高重質(zhì)顏料，可采用較高的漆壓

8、和氣壓；反之，則可降低漆壓和氣壓。一般情況下，輸漆壓力為0.120.24 mpa，霧化氣壓為0.150.20 mpa。噴涂的基體受熱一般不超過(guò) 200 ，覆層與基體間的附著力可高達(dá) 7 兆帕。噴涂后零件的表面粗糙度可降到ra1.25 微米，加工后可達(dá)到ra 0.160.04 微米。但電弧法噴出的涂層表面較差，經(jīng)加工后可達(dá)到一般精度工件的水平 。3、常用的噴涂設(shè)備常用的噴涂設(shè)備有：電弧噴槍。適用于金屬線材噴涂。火焰噴槍。適用于金屬線材以及金屬陶瓷和難熔氧化物噴涂。等離子弧噴槍 。適用于各類粉末的噴涂。爆涂設(shè)備。適用于金屬、特別是金屬陶瓷和難熔氧化物噴涂。為保證獲得經(jīng)濟(jì)而優(yōu)質(zhì)的金屬噴涂層，除適當(dāng)選

9、擇噴涂方法和噴涂材料外，還必須進(jìn)行噴前處理（如噴粒處理、噴結(jié)合性涂層等）和噴后處理（如封閉處理、精加工等）。4、噴漆廢氣成分噴漆廢氣和烘干廢氣的主要成分：苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、甲基乙基酮、丙酮、四氯化碳、醋酸乙酯等。主要是“三苯”、揮發(fā)性有機(jī)氣體（vocs）等廢氣的處理。1.2 設(shè)計(jì)目的 本題目來(lái)自于制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程普遍存在的污染問(wèn)題，針對(duì)噴漆線自帶水簾柜和催化燃燒廢氣處理裝置的凈化效率低下的難題，計(jì)劃在本題目中對(duì)噴漆生產(chǎn)線所產(chǎn)生的噴漆廢氣和烘干廢氣設(shè)計(jì)一套以生物法為主體的處理工藝，對(duì)噴漆線產(chǎn)生的含苯系化合物有機(jī)氣體進(jìn)行凈化。1.3 選擇工藝上世紀(jì)8090年代，是使用生物法處理廢氣技術(shù)

10、的快速發(fā)展時(shí)代,荷蘭和德國(guó)成為首批大規(guī)模應(yīng)用生物技術(shù)處理廢氣的國(guó)家。近幾年，生物技術(shù)也越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種廢氣處理。據(jù)估計(jì)在歐洲目前已有超過(guò)7500座生物凈化氣體裝置在應(yīng)用,其中有一半用于污水處理及堆肥工廠產(chǎn)生的臭氣，且已形成了一套關(guān)于可生化氣體的凈化原理和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的重要體系,并仍然在不斷的改進(jìn)提高。生物法的實(shí)質(zhì)是利用有孔的、潮濕的介質(zhì)上聚的活性微生物的生命活動(dòng)，將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物(如co2和h2o)或組成自身細(xì)胞。一般認(rèn)為生物法凈化有機(jī)廢氣需經(jīng)歷三個(gè)步驟：機(jī)廢氣成分首先同水接觸并溶于水中(即由氣相擴(kuò)進(jìn)入液相)；溶解于液相中的有機(jī)成分在濃度差推動(dòng)下，進(jìn)一步擴(kuò)散至介質(zhì)周圍的

11、生物膜,進(jìn)而被其中的微生物捕捉并吸收；進(jìn)入微生體內(nèi)的有機(jī)污染物在其自身的代謝過(guò)程中作為能源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解，經(jīng)生物化學(xué)反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化為無(wú)害化合物(如co2和h2o)。 廢氣生物處理的基本形式根據(jù)性質(zhì)不同可分為生物洗滌（生物洗滌器內(nèi)是液態(tài)介質(zhì)），生物濾過(guò)（采用的是固態(tài)介質(zhì)）。生物濾過(guò)又可分為生物濾池和生物滴濾池。兩種最常用的生物處理系統(tǒng)是生物濾池和生物滴濾池。生物濾池的最初形式是通過(guò)挖掘溝渠,在溝中放置空氣布水系統(tǒng)，再用滲透性土壤填埋溝渠建成的但是土粒之間的小孔尺寸會(huì)帶來(lái)堵塞問(wèn)題,只有少量的這樣的系統(tǒng)存在著?，F(xiàn)在大多數(shù)的生物濾池用木片或肥料填充。廢氣通過(guò)配水系統(tǒng)進(jìn)入濾池底部，然后穿過(guò)有孔的嵌在礫石中

12、的塑料管排出放置在礫石層上的填料通常為一層，大約為1m厚，如果再厚的話，將要使填料受到壓擠而變形。采用噴淋系統(tǒng)來(lái)保持填料潮濕，當(dāng)下雨和噴淋量大的時(shí)候，用排放系統(tǒng)來(lái)排出多余的水。這種生物濾池在運(yùn)行之前要求對(duì)填料進(jìn)行篩濾來(lái)控制孔隙尺寸，這樣可以保證填料具有較大的孔隙并減少水頭損失。用肥料做填料時(shí)，填料上活性環(huán)境使多種的微生物立即開始起作用降解的過(guò)程中填料提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。較低的水頭損失和理想的活性環(huán)境意味著生物濾池可以做得小一些。生物法凈化處理低濃度工業(yè)廢氣技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用，將會(huì)從減輕低濃度工業(yè)廢氣污染、減少異味廢氣擾民事件、減少企業(yè)排污負(fù)荷、城市人居環(huán)境保護(hù)以及形成相關(guān)環(huán)保產(chǎn)業(yè)等方面，產(chǎn)生明顯的

13、環(huán)境效益和社會(huì)效益以及一定的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，隨著該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，則有望形成相關(guān)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，并帶動(dòng)環(huán)保設(shè)備、工業(yè)微生物、機(jī)械制造、工業(yè)過(guò)程電子自動(dòng)控制等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。生物凈化技術(shù)避免了傳統(tǒng)物化處理技術(shù)的缺陷，如高能耗(焚燒法)，購(gòu)買和處置費(fèi)用較高(化學(xué)法，消耗化學(xué)試劑或活性碳再生)并且需要專門的安全運(yùn)行程序管理(如化學(xué)吸收)，屬于清潔型的治理方法，且具有投資運(yùn)行費(fèi)用省、維護(hù)管理簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)，因此已成為廢氣治理特別是可生化廢氣治理的前沿和熱點(diǎn)。 有機(jī)廢氣的來(lái)源主要有固定源和移動(dòng)源兩種。移動(dòng)源主要有汽車、輪船和飛機(jī)等以石油產(chǎn)品為燃料的交通工具的排放氣；固定源的種類極多，主要為石

14、油化工工藝過(guò)程和儲(chǔ)存設(shè)備等的排出物及各種使用有機(jī)溶劑的場(chǎng)合，如噴漆、印刷、金屬除油和脫脂、粘合劑、制藥、塑料和橡膠加工等。本文僅討論涂料行業(yè)噴漆車間有機(jī)廢氣的產(chǎn)生排放問(wèn)題。 噴漆車間在生產(chǎn)過(guò)程中排放出大量的涂層烘干廢氣，廢氣中含有較高濃度的甲苯。該廢氣若不經(jīng)處理直接排入大氣，不僅會(huì)污染周圍的環(huán)境，而且導(dǎo)致了極大的原物料消耗，同時(shí)對(duì)企業(yè)的形象也會(huì)造成一定的影響，為此，必須進(jìn)行處理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和研究分析，就涂層廢氣中的甲苯治理工藝制定可行性方案，以供企業(yè)和環(huán)保管理部門參考，為今后工程的正式實(shí)施提供準(zhǔn)備。1.4有機(jī)物對(duì)大氣的破壞和人類的危害 有機(jī)廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物稱為vocs (volatile

15、 organic compounds) ， 其中許多為致癌物；如苯對(duì)骨髓的造血機(jī)能造成破壞，是一種致癌物；甲苯和二甲苯對(duì)中樞神經(jīng)具有強(qiáng)的麻醉作用；氯乙烯為致癌物。在制鞋業(yè)，由于“三苯”中毒而導(dǎo)致工人致死事件已發(fā)生過(guò)多起，而涂料工業(yè)使用的溶劑中，主要是甲苯、二甲苯和其它毒性有機(jī)物。有機(jī)物對(duì)大氣的影響，是其光化學(xué)反應(yīng)，1965 年日本各大城市頻繁發(fā)生的光化學(xué)煙霧， 1966 年美國(guó)洛杉磯的光化學(xué)煙霧均對(duì)人類健康造成危害。近幾年各國(guó)已逐漸重視voc 的危險(xiǎn)性。西方發(fā)達(dá)國(guó)家均已頒布法令，對(duì)有機(jī)物的排放進(jìn)行控制。1990 年美國(guó)通過(guò)了清潔空氣法案修正案，擴(kuò)大了控制污染物的范圍，提高了廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，將工業(yè)

16、排放的189 種排放物列為毒性空氣污染物，其中大多數(shù)為voc。我國(guó)的中華人民共和國(guó)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)( gb16297 - 1996) ，規(guī)定了33 種大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)， 其中就有涂料行業(yè)大量使用的“三苯”。在此標(biāo)準(zhǔn)中，雖然僅規(guī)定13 種有機(jī)物的濃度限定值， 但制訂其它voc 排放標(biāo)準(zhǔn)只是時(shí)間問(wèn)題， 如北京現(xiàn)已經(jīng)開始控制汽車排放的尾氣。所以涂料噴烤漆行業(yè)治理有機(jī)廢氣的問(wèn)題已提到議事日程上來(lái)。2 設(shè)計(jì)依據(jù)2.1廢氣中所含污染物種類、濃度及溫度 污染物種類：甲苯 污染物排放量：甲苯為106 kg/h，廢氣排放量為59000 m3/h 烘箱出口溫度：7080 通過(guò)計(jì)算可得甲苯濃度為：1800

17、mg/m3。2.2 設(shè)計(jì)規(guī)模 廢氣處理量：59000 m3/h；甲苯排放量為106 kg/h（最大值）備注：本方案按最大值設(shè)計(jì)。2.3 設(shè)計(jì)范圍 從催化燃燒后排氣管匯合后出口開始，經(jīng)裝置風(fēng)機(jī)至生物濾床出口之間，所有工藝設(shè)備、連接管道、管件、風(fēng)機(jī)、電氣裝置、自動(dòng)控制設(shè)備等。2.4 處理后氣體排放濃度 廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)db 44/27-2001 廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1。表2.1 gb16297-1996中甲苯的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)污染物最高允許排放濃度，mg/m3最高允許排放速率，kg/h排氣筒高度，m二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1甲苯40152.5204.530122.

18、5 設(shè)計(jì)參考資料以及法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)涂裝作業(yè)安全規(guī)程涂漆工藝通風(fēng)凈化（db 44/27，廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)，2001）工業(yè)通風(fēng)中國(guó)建筑工業(yè)出版社 孫一堅(jiān) 1994 年11月環(huán)保設(shè)備材料手冊(cè)冶金工業(yè)出版社 王紹文、楊景玲2002 年1月建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例（中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第253號(hào)，1998）2.6 控制系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器(plc)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)治理系統(tǒng)的操作最優(yōu)化，降低運(yùn)行費(fèi)用，增加設(shè)備運(yùn)行的可靠性。3 工藝設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)原則 1.嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)有關(guān)法規(guī)，按規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，使處理后的廢氣各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到且優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)db 44/27-2001 廣東省地方標(biāo)

19、準(zhǔn)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 2.采用先進(jìn)、合理、成熟、可靠的處理工藝，并具有顯著的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 3.工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型能夠在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中具有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，確保達(dá)標(biāo)排放。 4.在運(yùn)行過(guò)程中，便于操作管理、便于維修、節(jié)省動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用。3.2 噴漆生產(chǎn)線工藝3.2.1工藝介紹 本噴漆生產(chǎn)線采用全自動(dòng)控制，主要產(chǎn)污流程為：底漆正面噴漆室；底漆背面噴漆室；底漆流平室和油漆烘干爐。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)油漆烘干爐，烘干廢氣催化燃燒后的尾氣凈化減排設(shè)計(jì)。3.2.2工藝流程圖3.1 噴漆工藝流程上件預(yù)脫脂60（60s）脫脂55（120s）水洗1（30s）水洗2（30s）磷化

20、（常溫 150s）水洗3（30s）水洗4（30s）表調(diào)（30s）烘干（140，10min）底漆正面噴涂噴粉底漆背面噴涂烘干（210，20min）流平（10min）面漆正面噴涂流平干燥（10min）烘干（180，20min）下件下件3.3.場(chǎng)地面積： 54 m18 m（南面留3.2米通道），廠房?jī)舾?.3 m。3.4.附加設(shè)備： 除油裝置（預(yù)脫脂），磷化高位槽，自動(dòng)除渣裝置(由企業(yè)提供)，自動(dòng)加料裝置(前處理)，磷化廢水收集槽（帶轉(zhuǎn)移泵），廢水收集池（帶轉(zhuǎn)移泵），車間內(nèi)排污管道。4 廢氣處理方法選擇 油漆類噴涂廢氣，主要由2部分組成，一是液態(tài)的漆霧，二是氣態(tài)的vocs。對(duì)于液態(tài)漆霧，采用噴淋等濕

21、法除塵，均有一定效果（油漆進(jìn)入水體后要考慮廢水處理），但對(duì)不溶水的vocs，工業(yè)成熟技術(shù)應(yīng)該還是“活性炭吸附催化燃燒”；更高濃度，就可“直接催化燃燒”，廢熱還可利用。只采用活性炭吸附，飽和后更換，費(fèi)用昂貴。一般的工業(yè)廢氣主要含“三苯”。一般噴漆車間廢氣處理工藝為水簾柜，它可以去除約80%的漆霧粒子后面有漆霧過(guò)濾棉進(jìn)行深度過(guò)濾前兩個(gè)階段作用是過(guò)濾漆霧然后通過(guò)活性炭吸附“三苯”。目前階段這種方法效果相對(duì)來(lái)說(shuō)比較好?；钚蕴坑幸惶自偕b置作用是當(dāng)活性炭吸附達(dá)到飽和時(shí)進(jìn)行脫附：1、通過(guò)電加熱在催化劑的作用下使“三苯”轉(zhuǎn)化二氧化碳和水，這種方法目前應(yīng)用很廣闊。2、通過(guò)蒸汽脫附“三苯”，對(duì)“三苯”進(jìn)行回收利

22、用，這種方法在理論上是比較可行，但是在工業(yè)上前景不是很好。主要是回收技術(shù)還不是很成熟。4.1.有機(jī)廢氣處理方法4.1.1燃燒法 包括高溫燃燒和催化燃燒，前者需要附加燃料燃燒，因此，使用該法時(shí)要考慮回收利用熱能；催化燃燒是一種類似熱氧化的方式來(lái)處理vocs 的， 它凈化有機(jī)物是用鉑、鈀等貴金屬催化劑及過(guò)渡金屬氧化物催化劑來(lái)代替火焰， 操作溫度較熱氧化低一半， 通常為250 500 。由于溫度降低， 允許使用標(biāo)準(zhǔn)材料來(lái)代替昂貴的特殊材料， 大大地降低設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用。與熱氧化相似， 系統(tǒng)仍可分為間壁式和蓄熱式兩類熱量回收方式。催化燃燒能耗低，但在工作初期，需用電加熱將廢氣加熱到起燃溫度，故對(duì)于頻

23、繁開停車的場(chǎng)合不合適。 本設(shè)計(jì)應(yīng)用的車間為噴漆生產(chǎn)線，可以連續(xù)生產(chǎn)適用此法，而直接采用催化燃燒投資太大。4.1.2吸收法 即采用適當(dāng)?shù)奈談ㄈ绮裼?、煤油、水等介質(zhì)）在吸收塔內(nèi)進(jìn)行吸收，吸收到一定濃度后進(jìn)行溶劑與吸收液的分離，溶劑回收，吸收液重新使用或另行處理，采用這種方法的關(guān)鍵是吸收劑的選擇。由于溶劑與吸收劑的分離較為困難，因此其應(yīng)用受到了一定的限制。4.1.3活性炭吸附法 采用多孔活性炭或活性炭纖維吸附有機(jī)廢氣，飽和后用低壓蒸汽再生，再生時(shí)排出溶劑廢氣經(jīng)冷凝、水分離后回收溶劑，適用于不連續(xù)的處理過(guò)程，特別對(duì)低濃度有機(jī)廢氣中的溶劑回收有很好的效果。4.1.4生物法 生物法處理廢氣是一項(xiàng)較新的

24、大氣污染控制技術(shù)，現(xiàn)階段主要工藝包括：生物過(guò)濾床、生物洗滌床以及生物滴濾床等。 生物過(guò)濾床是一種在其中填人具有吸附性濾料(如泥炭、土壤、活性炭等物質(zhì))的凈化裝置。掛生物膜前，在過(guò)濾床中摻入ph緩沖劑和n、p、k等營(yíng)養(yǎng)元素(如nh4no3和k2hp03)，當(dāng)具有一定濕度的廢氣進(jìn)入生物濾床，通過(guò)約05l m厚的生物活性填料層時(shí)，濾料中的微生物(主要是細(xì)菌、放線菌、原生動(dòng)物、藻類等)即可通過(guò)接觸而捕獲廢氣中的有機(jī)物并將其作為自身生長(zhǎng)的碳源。因此，廢氣通過(guò)生物過(guò)濾床后即可被凈化，而濾料層中的微生物在生化降解污染物的過(guò)程中不斷生長(zhǎng)繁殖，從而使生物濾池的操作得以持續(xù)進(jìn)行。濾料使用一年后一般呈酸性，要定期進(jìn)

25、行維護(hù)和保養(yǎng)。 與處理污水的生物過(guò)濾床不同，在處理廢氣的生物過(guò)濾床中，水只是滯流在微生物膜的表面和內(nèi)層中，沒有形成貫穿整個(gè)濾料床的連續(xù)流動(dòng)相，所以可以將含水生物膜視為一個(gè)單相，或稱之為固液混合相。廢氣在生物過(guò)濾床中的凈化過(guò)程可認(rèn)為是傳質(zhì)與生化反應(yīng)的串聯(lián)過(guò)程，而傳質(zhì)方向是氣態(tài)污染物向固液混合相中傳輸。一般認(rèn)為傳質(zhì)速率要比生化反應(yīng)速率快，所以生化反應(yīng)是整個(gè)過(guò)程的控制步驟。 同時(shí)，由于濾料(特別是活性炭)具有較高的吸附能力，可以使微生物胞外酶和污染物在濾料和微生物膜界面處濃縮，從而提高了生化反應(yīng)速率，并使廢氣的凈化度得以提高。因此，生物過(guò)濾床在處理廢氣方面已經(jīng)有較廣泛的應(yīng)用。（1）生物洗滌床 生物洗

26、滌床通常由一個(gè)洗滌塔和一個(gè)再生池構(gòu)成。在洗滌塔中，循環(huán)液通過(guò)噴淋或鼓泡的方式將廢氣中的污染物和氧氣轉(zhuǎn)入液相，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量傳遞。一般地，若氣相阻力較大可用噴淋法，反之，液相阻力較大時(shí)則用鼓泡法。鼓泡與污水生物處理技術(shù)中的曝氣相仿，廢氣從洗滌塔底通人，與生物懸浮液接觸而被吸收。 該過(guò)程中，污染物的吸收率與廢氣的總量傳遞率、噴淋液的接觸面積和平均驅(qū)動(dòng)壓(氣態(tài)廢物的平均濃度與液相中廢物的實(shí)際濃度之差)有關(guān)。吸收了廢氣組分的洗滌液，流入再生池(活性污泥池)中，通入空氣充氧后再生。在再生池中，污染物被微生物氧化分解，該過(guò)程實(shí)際上是廢水的微生物處理過(guò)程 是污水處理最成熟的工藝之一。污染物的去除率主要與污染物的可

27、生化性、再生池的操作條件等有關(guān)。 在生物洗滌塔處理廢氣過(guò)程中，由于吸收和氧化是相對(duì)獨(dú)立進(jìn)行的兩個(gè)過(guò)程，因此易于控制，廢氣中污染物去除率高。但這兩個(gè)系統(tǒng)分開建立，需鼓風(fēng)曝氣設(shè)施，這就造成該工藝占地面積較大、能耗高。（2）生物滴濾床 生物滴濾床使用的是粗碎石、塑料蜂窩狀填料、塑料波紋板填料、陶瓷、不銹鋼拉西環(huán)、樹皮、活性炭纖維、微孔硅膠等一類不具吸附性的填料，填料的表面是微生物形成的幾毫米厚的生物膜。廢氣從滴濾床底部進(jìn)入，回流水由上部噴淋到填料床層上部、并沿填料上的生物膜滴流而下，溶解于水中的有機(jī)污染物被以生物膜形式附著在填料上的微生物吸收，進(jìn)入微生物細(xì)胞的有機(jī)污染物在微生物體內(nèi)的代謝過(guò)程中作為能

28、源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解，最終轉(zhuǎn)化成為無(wú)害的化合物(如co2和h20)。填料的比表面積一般為100300m2m3，這一方面為氣體通過(guò)提供了大量的空間，另一方面使氣體對(duì)填料層造成的壓力及由微生物生長(zhǎng)引起的空間堵塞危險(xiǎn)性降到了最低限。生物滴濾床的反應(yīng)條件也易于控制，可通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)液的ph，加入k2hp04、nh4no3等物質(zhì)得以實(shí)現(xiàn)。（3）生物過(guò)濾床 填料表面微生物濃度高、生長(zhǎng)穩(wěn)定，在滴濾床中存在一個(gè)連續(xù)流動(dòng)的水相，因此整個(gè)傳質(zhì)過(guò)程涉及氣、液、固三相。但從整體上講，仍然是一個(gè)傳質(zhì)與生化反應(yīng)的串聯(lián)過(guò)程。如果設(shè)計(jì)合理，將具有微生物濃度高、有較好的抗沖擊負(fù)荷能力、凈化反應(yīng)速度快、氣體停留時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，因此該方

29、法具有反應(yīng)器體積小、設(shè)備投資費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，有較好的開發(fā)與應(yīng)用前景，也是目前各國(guó)生物法處理空氣污染物的熱門研究方向之一。三種生物處理有機(jī)廢氣技術(shù)方法的具體比較見下表 表4.1三種生物處理有機(jī)廢氣技術(shù)方法比較生物技術(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)生物洗滌床中等投資；能處理含顆粒物的廢氣；相對(duì)小的占地面積；能適應(yīng)各種負(fù)荷；技術(shù)非常成熟。運(yùn)行費(fèi)用昂貴；大量沉淀時(shí)性能下降；復(fù)雜的化學(xué)進(jìn)料系統(tǒng)；不能去除大部分的vocs；需要有毒或危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)。生物過(guò)濾床簡(jiǎn)單、成本低；投資和運(yùn)行費(fèi)用低有效去除低濃度；低壓降；有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。占地面積大；每隔1 25年需要更換填料；不適宜高 宦的廢氣；有時(shí)濕度和 難以控制；顆粒物質(zhì)會(huì)堵塞

30、濾床。生物滴濾床簡(jiǎn)單、成本低；中等投資、運(yùn)行費(fèi)用低；去除效率高；建造和操作比生物過(guò)濾床復(fù)雜；營(yíng)養(yǎng)物添加過(guò)量時(shí)會(huì)產(chǎn)生有效去除產(chǎn)酸的污染物；大量微生物造成堵塞；低壓降。適宜處理產(chǎn)酸或產(chǎn)堿的有害物質(zhì)。 不同成分、濃度及氣量的氣態(tài)污染物各有其有效的生物凈化系統(tǒng)。生物洗滌床適宜于處理凈化氣量較小、濃度大、易溶且生物量大速率較低的廢氣；對(duì)于氣量大、濃度低的廢氣可采用生物過(guò)濾床；而對(duì)于負(fù)荷較高以及污染物降解后會(huì)生成酸性物質(zhì)的則以生物滴濾床為好。 綜合上述的方法，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)實(shí)情況，本次設(shè)計(jì)采用企業(yè)已有的催化燃燒法結(jié)合生物滴濾床(土壤法)對(duì)噴漆生產(chǎn)線產(chǎn)生的有機(jī)廢氣治理。4.2生物土壤氣體處理系統(tǒng)工藝結(jié)構(gòu)4.2.

31、1生物濾床的組成及其凈化原理 1. 生物濾床的組成 一般來(lái)講，生物濾床由土壤基質(zhì)、布?xì)庀到y(tǒng)、加濕系統(tǒng)、基質(zhì)內(nèi)生物群落、表面植物等幾部分組成。生物濾床的主體是一個(gè)有一定面積和底部坡度的洼地，底層鋪防滲膜；臭氣布?xì)夤艿篮团潘艿溃ǘ嘤嗟乃直仨毮軌蚝苋菀椎貜耐寥郎餅V床排走以防止厭氧條件的形成，排出的水返回污水處理系統(tǒng)）布于防滲膜上，布?xì)夤艿蓝延?00-150 mm厚的卵石，以防布?xì)夤艿蓝氯?；布?xì)夤艿乐蠟橛赏寥?、木塊、煤渣、樹皮碎塊、泥炭塊堆肥或脫水污泥等材料組合而成土壤基質(zhì)；床體表層種植耐污植物；同時(shí)加濕系統(tǒng)亦布置于床體頂部，以自來(lái)水作為水源，一方面保持床體的濕度，另一方面為床體內(nèi)微生物的生長(zhǎng)

32、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。2. 凈化機(jī)理 生物濾床除臭工藝是將氣體收集并加濕后通過(guò)管道輸入生物濾床底部并使其擴(kuò)散于土壤內(nèi)，臭氣中多種污染成分溶于水后吸附于土壤顆粒表面。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間在土壤顆粒表面可逐漸培養(yǎng)出針對(duì)致臭物質(zhì)的微生物，并可不斷將致臭物質(zhì)分解，完成脫臭。 3. 工藝特點(diǎn) 生物濾床除臭工藝與其它工藝相比，具有以下顯著特點(diǎn)：是一個(gè)自然的過(guò)程，無(wú)需化學(xué)藥劑，費(fèi)用低；設(shè)置靈活，在一個(gè)污水廠中可集中設(shè)置一個(gè)生物濾床，也可在產(chǎn)生臭氣的構(gòu)筑物附近就地收集臭氣、就地處理；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于施工，處理構(gòu)筑物少；處理設(shè)施全部采用地下式，不影響地面綠化和地面景觀；設(shè)備需求少，操作管理簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用極低；對(duì)場(chǎng)地要求不高，洼地或構(gòu)

33、筑物間綠地即可滿足要求；無(wú)二次污染；生物濾床處理后的空氣被低速排放到寬闊地域，因此提高了被處理氣體在地平線上的擴(kuò)散和稀釋。煙囪排放時(shí)速雖然很快，但必須依賴于強(qiáng)風(fēng)驅(qū)散被處理的氣體；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；土壤生物過(guò)濾法去除污染物的范圍廣。作為一種生態(tài)系統(tǒng)，微生物容易適應(yīng)輸入氣體流，所以它們能夠有效地去除臭氣污染物，還能夠去除沒有臭味的甲烷等氣體。 4.2.2 影響因素 1. 土壤基質(zhì) 生物濾床的土壤基質(zhì)（又稱填料、組合填料）所采用的材料主要為地表肥沃土特別是腐植土，在其中添加比表面積大的其他透氣媒介物（如木塊、煤渣、樹皮碎塊、泥炭塊堆肥或脫水污泥等），使基質(zhì)具備如下條件：允許生長(zhǎng)的微生物種類多、供微生

34、物生長(zhǎng)的表面積大、營(yíng)養(yǎng)成分合理、孔隙度合理（以利于水分的下滲以及空氣和臭氣的流通）、吸水性和吸附性好、自身無(wú)異味、經(jīng)濟(jì)耐用。另外，生物濾床系統(tǒng)長(zhǎng)期使用后有毒物質(zhì)會(huì)不斷積累，發(fā)生酸化，并影響微生物生長(zhǎng)，一般在基質(zhì)中加入石灰石，以提高床體對(duì)ph值的緩沖能力，石灰石的投加比例為1%（g/g）。土壤基質(zhì)除了為微生物和表層植物提供生長(zhǎng)介質(zhì)，還可通過(guò)吸附、過(guò)濾、化學(xué)反應(yīng)等作用可直接去除臭氣中的污染成分。bohn4研究發(fā)現(xiàn)每克生物濾床基質(zhì)（主要為堆肥）中的生物量近似為10億，隨著不同的基質(zhì)組成而有一定的變化。基質(zhì)厚度一般為0.5-1.0 m，較大的基質(zhì)厚度可以減少床體占地面積但增加了臭氣通過(guò)時(shí)的壓力損失。臭

35、氣通過(guò)床體的壓力損失隨著氣流速度的增大和基質(zhì)顆粒粒徑的減小而增大。yang7發(fā)現(xiàn)當(dāng)床內(nèi)基質(zhì)顆粒粒徑在1-12 mm，氣流速度從0增至0.3 ms-1時(shí)，床內(nèi)壓力損失從0增至35 kpam-1，二者線性相關(guān)。另外、孔隙度也是一個(gè)影響基質(zhì)壓力損失的重要因素；對(duì)于以土壤為主要基質(zhì)的一般為40-50%，以堆肥為主要基質(zhì)的為50-80%。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般使臭氣通過(guò)速度以0.1-1.0 m/min為宜。 2. 濕度 對(duì)于生物濾床的運(yùn)行來(lái)說(shuō)，由于臭氣中污染物質(zhì)要先被液相吸收并被微生物氧化，所以要求保持臭味物質(zhì)有一定的濕度。生物濾床濕度太低則水溶性惡臭成分難以及時(shí)進(jìn)入液相，且造成填料易干燥，降低床內(nèi)生物活性

36、，既影響了整體除臭效率，又使得代謝產(chǎn)物不易排出濾池。但是，當(dāng)生物濾池的濕度過(guò)高時(shí)傳質(zhì)效率也會(huì)受到影響，且因氣體穿過(guò)阻力增大還可能造成局部厭氧而影響除臭效率。影響濾池濕度的因素多且關(guān)系復(fù)雜，造成對(duì)濕度的控制具有相當(dāng)?shù)碾y度。pinnette8等認(rèn)為，影響濾池濕度的因素包括加濕系統(tǒng)、生物新陳代謝產(chǎn)生的熱量、陽(yáng)光輻射、輻射熱轉(zhuǎn)移、傳導(dǎo)熱轉(zhuǎn)移、降雨等。williams and miller5指出床體的濕度根據(jù)基質(zhì)材料的不同，宜保持在20-60%。如果床體濕度過(guò)低不僅濕床內(nèi)生物活性降低，亦會(huì)造成臭氣短流，進(jìn)一步影響除臭效果。yang等7亦發(fā)現(xiàn)當(dāng)以堆肥和污泥構(gòu)成的基質(zhì)的床內(nèi)含水率高于30%（g/g）時(shí)，含水

37、率的變化對(duì)臭氣中h2s的去除基本無(wú)影響，而當(dāng)含水率低于30%時(shí)，去除率直線下降。生物濾床保持濕度的方法一般為直接淋洗濾床或?qū)M(jìn)氣加濕。 3. ph值 生物濾床中生物體的新陳代謝與ph密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，許多微生物僅在一定的ph范圍內(nèi)才能生長(zhǎng)，并且絕大多數(shù)微生物生長(zhǎng)最適ph均在中性范圍內(nèi)。yang7等研究了臭氣中h2s的去除效率與ph的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)當(dāng)ph低于3.2時(shí)，去除效率顯著下降，而在較高ph時(shí)，其去除效率基本與ph無(wú)關(guān)。而臭氣中污染成分在生物凈化過(guò)程中，含氯有機(jī)物、h2s的氧化分解產(chǎn)生鹽酸、硫酸等酸性物質(zhì)以及有機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)生的二氧化碳均會(huì)導(dǎo)致生物濾床中的ph下降，影響微生物的生化作用。yan

38、g7等亦研究了生物濾床中ph變化，通過(guò)32天的反應(yīng)，生物濾床的ph從最初的8降至2.5。brennan9等亦介紹了這種下降趨勢(shì)，他們發(fā)現(xiàn)如果不采取措施經(jīng)過(guò)3周時(shí)間的反應(yīng)，ph從6.5-7.0下降到3.6-4.8，經(jīng)過(guò)6個(gè)月后，ph下降至2以下。kapahi9等建議通過(guò)向生物濾床基質(zhì)中碎貝殼、石灰石等物質(zhì)可以使床內(nèi)保持較穩(wěn)定ph范圍，亦可通過(guò)在生物濾池的濾料上噴灑ph值緩沖劑來(lái)穩(wěn)定ph值。 4. 溫度 較低的溫度有利于臭氣中污染成分被基質(zhì)表面生物膜吸收，但會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)；而在較高的溫度下恰恰相反。床溫的控制一般通過(guò)調(diào)節(jié)臭氣溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。knauf11等發(fā)現(xiàn)在較高的溫度下臭氣的去除效率明顯下降；

39、對(duì)于以堆肥為主要成分的生物濾床，當(dāng)溫度從40升至55時(shí)，去除效率卻從95%降至85%；而對(duì)于以木塊為主的生物濾床，當(dāng)溫度從35升至50時(shí)，去除效率卻從80%降至70%。yang12等也發(fā)現(xiàn)在25-50范圍內(nèi)，床內(nèi)硫化氫氧化細(xì)菌具有較穩(wěn)定的去除效果，而在這一溫度范圍外，去除效果明顯下降。生物濾床的最佳溫度為(20-37)，但在565范圍內(nèi)生物濾床都可正常運(yùn)行；由于污染物質(zhì)在生物氧化過(guò)程中均會(huì)釋放出一定熱量，從而使生物濾床能保持較高的溫度8；因此一般情況下，可以不考慮對(duì)床體進(jìn)行加溫。 5. 設(shè)計(jì)負(fù)荷 合理的設(shè)計(jì)負(fù)荷有利于降低生物濾床系統(tǒng)投資，保持運(yùn)行的穩(wěn)定性。文獻(xiàn)顯示12-15，生物濾床處理城市污

40、水處理廠臭氣的濾料表面負(fù)荷一般為30-250 m3(m2h)。下表所示為國(guó)內(nèi)外部分污水處理廠除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷。 表4.2國(guó)內(nèi)外污水處理廠生物濾床除臭工藝負(fù)荷項(xiàng)目設(shè)計(jì)負(fù)荷/m3m-2h-1去除率/%基質(zhì)組成lueneburg污水廠32-9399堆肥、樹葉、灌木樹枝廣州市獵德污水廠20095混合肥料，聚苯乙烯膠球體、碳、活性炭，沸石和有機(jī)物料水灣污水廠73.599樹皮，土壤，泥炭塊，肥料tamarac污水廠147.698堆肥、木塊wesstborough污水廠122.494堆肥、木塊6. 臭氣停留時(shí)間 臭氣在生物濾床中的停留時(shí)間直接影響了其處理效果。停留時(shí)間過(guò)短，臭氣中污染成分還未充分被生物膜吸收

41、，就被排除床體，無(wú)法使最大量的臭氣被降解轉(zhuǎn)化；如果停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)使床體體積過(guò)大，增加投資。因此在生物濾床的設(shè)計(jì)時(shí)有必要確定合理的停留時(shí)間。文獻(xiàn)介紹3,4,7，以去除肉食加工廠廢氣為主的生物濾床停留時(shí)間為15s；以去除三氯酚為主的生物濾床停留時(shí)間為3h；以去除h2s為主的生物濾床停留時(shí)間為23s。針對(duì)催化燃燒后產(chǎn)生的廢氣，參照了國(guó)外部分污水處理廠生物除臭裝置停留時(shí)間，認(rèn)為該廢氣除臭生物濾床停留時(shí)間一般為2-8.5min。5 工藝系統(tǒng)說(shuō)明 凈化工藝是將含有低濃度工業(yè)廢氣收集后通過(guò)管道輸入改性土壤填料， 廢氣中的有害成分在改性土壤填料中被生物群落吸附和轉(zhuǎn)化， 完成凈化。 生物濾床表面可天然生長(zhǎng)或

42、人工栽植花草, 形成良好的環(huán)境效果。 近年來(lái), 生物濾床凈化工藝以其工藝相對(duì)成熟、基建費(fèi)用低、管理方便、運(yùn)行穩(wěn)定且處理效果好在實(shí)際應(yīng)用中取得了不斷的發(fā)展， 已成為工業(yè)生產(chǎn)工具中低濃度工業(yè)廢氣處理的主流工藝。5.1工藝流程 烘漆廢氣首先由收集裝置收集，進(jìn)入噴漆線自帶的催化燃燒裝置，再經(jīng)催化燃燒裝置處理后排出，本設(shè)計(jì)是以催化燃燒出來(lái)的氣體為進(jìn)氣，所以廢氣組成成份甲苯為主及少量二甲苯、苯等。5.2生物濾床基本結(jié)構(gòu) 生物濾床工藝主要由下列部分構(gòu)成17。 1.臭氣收集和輸送系統(tǒng)。由臭氣集氣罩、臭氣輸送管網(wǎng)、引風(fēng)機(jī)和臭氣濾網(wǎng)等組成。 2. 床內(nèi)氣體分布系統(tǒng)和擴(kuò)散系統(tǒng)。由配氣管網(wǎng)、布?xì)夤芫W(wǎng)、散水管網(wǎng)、集水管

43、網(wǎng)及滲濾集水池組成。 3.改性土壤凈化系統(tǒng)。根據(jù)進(jìn)出臭氣指標(biāo)配比改性土壤填料選擇一定形式的過(guò)濾器、提升設(shè)備及加氯設(shè)備。 4.加濕系統(tǒng)。由供水管道、噴頭組成及配套加壓設(shè)備組成。 5.排水系統(tǒng)。一般采用盲溝或無(wú)釉陶管排水。 6.塑料薄膜防滲層。一是防止床內(nèi)污水滲出污染地下水，二是防止地下水滲入影響床體的穩(wěn)定運(yùn)行。圖4.1生物濾床基本結(jié)構(gòu)示意6 主要設(shè)備設(shè)計(jì)6.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 根據(jù)催化燃燒對(duì)甲苯的去除率為95%，燃燒后的主要污染物為甲苯 二甲苯及少量苯。主要設(shè)計(jì)參數(shù)及要求的處理效果見表6-1。表6-1主要設(shè)計(jì)參數(shù)及要求處理效果污染物通風(fēng)量處理前處理后甲苯59000 m3/h90 mg/m340 m

44、g/m36.2 主要設(shè)備6.2.1床體設(shè)計(jì) 催化燃燒后氣體中的污染成分在生物濾床中的去除主要分為三個(gè)階段： 被床層中的水分吸收； 被改性土壤吸收； 生物降解。 生物濾床的除臭效果受進(jìn)氣濃度、改性土壤組成、微生物特性及床層結(jié)構(gòu)等因素影響。 dennis mc nevin 推導(dǎo)出了生物濾床的設(shè)計(jì)公式1： 式中，c in為進(jìn)氣污染成分濃度(mg/m3) ；cout為污染成分的排放標(biāo)準(zhǔn)(mg/m3 ) ； 為零級(jí)生物降解速率常數(shù)(mg/m3*h- 1 )；為生物濾床中孔隙度(m3 /m3) ；a為生物濾床表面積(m2) ；z為生物濾床高度(m )；fg為臭氣量(m3h ) ；n s為生物濾床表面負(fù)荷(

45、m3/m2*h- 1)。與床內(nèi)生物量密切相關(guān)，一般取1 000 20000 mg/m3*h- 1之間8，10；與床內(nèi)填料種類和填充配比相關(guān)，一般在0.10 0.35 m3 /m3之間。為了減少臭氣輸送系統(tǒng)動(dòng)力消耗，床層高度z也不宜過(guò)深，一般取0. 8 1 m 之間。由此，根據(jù)上式可以計(jì)算出n s，進(jìn)而得出表面積a，確定生物濾床的尺寸。 以甲苯數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算 cin=90 mg/m3 cout=40 mg/m3 =0.25 m3 /m3 =10000 mg/m3*h- 1 z=1mn s=z/()=10000*0.25*1/(90-40)=100 m3/m2*h- 1a=()/z=59000*(

46、90-40)/(10000*0.25*1)=1180m2 生物濾床根據(jù)企業(yè)實(shí)際閑置地狀況設(shè)定為成長(zhǎng)60 m 寬20 m 面積s=1200 m2 生物濾床的高度由三部分組成：底部布?xì)鈱佑啥嗫撞細(xì)夤芎吐咽笟鈱咏M成，其高度為布?xì)夤芄軓郊?00 mm；改性土壤填料層由土壤和腐木塊、煤渣、脫水污泥、泥炭塊、樹皮及石灰石組合而成，層厚1000 mm；表層植物層土壤，層厚5 mm。6.2.2改性土壤填料的選用 改性土壤填料是土壤和腐木塊、煤渣、脫水污泥、泥炭塊、樹皮及石灰石組合而成。床內(nèi)改性土壤填料應(yīng)具有以下特點(diǎn)2：填料應(yīng)具有一定的孔隙率，以利于水分的下滲以及空氣和臭氣的流通；填料應(yīng)具有較高的比表面積，保

47、證床內(nèi)具有較高的生物量。為此，對(duì)濾床填料進(jìn)行配置：布?xì)鈱拥奶盍弦话悴捎昧綖?0100 mm 的礫石，分布于整個(gè)床寬；改性土壤填料層上生長(zhǎng)的微生物承擔(dān)了物質(zhì)轉(zhuǎn)換的任務(wù)，因?yàn)槲⑸锷L(zhǎng)需要足夠的有機(jī)養(yǎng)分，所以填料必須具有高的有機(jī)成分。利用改性土壤填料作為生物濾床中的主體介質(zhì)處理臭氣中的污染成分，以粒徑30 mm左右腐木塊(泥炭塊) 及煤渣為主(占總體積的60% 左右)，既可避免土壤壓實(shí)，還能夠增加微生物反應(yīng)的表面積，適應(yīng)較大的污染物沖擊負(fù)荷。同時(shí)，在土壤中加入脫水污泥及樹皮(大約占總體積的10% )，含有各種微生物，還具有保持水分和養(yǎng)分的能力。生物濾床系統(tǒng)長(zhǎng)期使用后，有毒物質(zhì)會(huì)不斷積累，發(fā)生酸化

48、，影響微生物生長(zhǎng)。應(yīng)及時(shí)加入石灰，石灰石的投加比例為1% (質(zhì)量比)，調(diào)整ph 值或更換介質(zhì)。選用鈣含量2025g/kg 的混合土，以利于提高系統(tǒng)對(duì)酸的緩沖能力。表面植物層由土壤和碎石組成，碎石是為了保證足夠的通氣速率，廢氣通過(guò)速度以0. 31. 0 m3/min 為宜。由于表層土壤在浸水后會(huì)有一定的下沉，因此，床體頂面應(yīng)略高于地面，防止雨水對(duì)系統(tǒng)的影響。 本設(shè)計(jì)采用床體頂面高于地面100 mm。布?xì)鈱拥奶盍狭綖?0 mm的礫石； 改性土壤填料以粒徑30 mm 左右腐木塊(泥炭塊) 及煤渣為主并加有脫水污泥及樹皮；選用鈣含量25g/kg的混合土 廢氣通過(guò)速度以0. 3 m3/min，廢氣停留

49、時(shí)間2.73 min。6.2.3其它設(shè)計(jì)問(wèn)題 生物濾床的基本尺寸確定后，還需考慮如場(chǎng)地選擇、進(jìn)氣系統(tǒng)的布置及自動(dòng)控制等一些具體問(wèn)題。 要使床內(nèi)微生物保持高的活性， 還必須為之創(chuàng)造一個(gè)良好的生存條件， 適宜的濕度和營(yíng)養(yǎng)等。 1. 場(chǎng)地選擇。 應(yīng)盡量選擇有一定自然坡度的洼地或利用價(jià)值不高的空閑場(chǎng)地，以減少土方工程量，利于排水，降低投資。為了降低臭氣輸送系統(tǒng)投資，一般應(yīng)選擇靠近最大臭氣源。 本設(shè)計(jì)采用企業(yè)廠房旁的一塊空閑場(chǎng)地面積為1200m2 2.收集與布?xì)庀到y(tǒng)的布置。 烘干房廢氣經(jīng)催化燃燒，然后由風(fēng)機(jī)送到生物濾床系統(tǒng)處理。風(fēng)機(jī)選用玻璃鋼材質(zhì)離心風(fēng)機(jī)，一套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)配用，包括電機(jī)、控制柜、防振墊、軸承

50、座、風(fēng)門及調(diào)節(jié)閥等。 送氣采用高密聚乙烯管，焊接連接。布?xì)夤艿啦捎糜歇M縫的高密聚乙烯波紋管，焊接連接，狹縫尺寸規(guī)格應(yīng)符合系統(tǒng)布?xì)庖?。為防止受紫外線的降解，管材樹脂中應(yīng)均勻加入不少于2% 的碳黑加以保護(hù)。(1)風(fēng)機(jī)的選定穿孔管安裝在距生物濾池池底0.2 m處，因此，風(fēng)機(jī)所需壓力為p=(4.2-0.2+1.5)9.8=53.9 kpa根據(jù)催化燃燒爐的排氣量59000 m3/h，決定采用f47212no6a型玻璃鋼材質(zhì)離心風(fēng)機(jī)，該型空壓機(jī)風(fēng)壓70kpa，風(fēng)量450 m/min。450 m/min*60 min/h=27000 m3/h21000*3=81000 m3/h59000 m3/h所以選用3臺(tái)這一型號(hào)的離心風(fēng)機(jī)(2)管道選型根據(jù)氣體主要含甲苯，硫化氫，氨等酸堿等成分，送氣采用高密聚乙烯管，焊接連接。采用hdpe dn900干管根據(jù)系統(tǒng)布?xì)庖螅細(xì)夤艿啦捎糜歇M縫的高密聚乙烯波紋管， 焊接連接。 采用hdpe dn150穿孔管 布?xì)夤荛_孔孔徑0.5mm。 圖2 布?xì)飧晒荛_孔示意圖空氣管系統(tǒng)計(jì)算按附圖所示生物池平面圖布置空氣管道，設(shè)1根干管。在干管上每0.5m配1跟穿孔管。全曝氣池共設(shè)121條穿孔管。每根管的供氣量為：59000/121=487.6m/h每個(gè)穿氣孔間的距離按0.50 m計(jì)，則所需穿氣孔的總數(shù)為：121*20/0.50=