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平阳县昆鳌污水处理厂污泥干化除臭工程
设计方案
浙江大学能源工程设计研究院
平阳县昆鳌污水处理厂位于浙江省温州市平阳县,于2003 年7 月建成,规划总规模6万t/d,90%为市政污水,其余大部分为明胶废水。污水厂的污水主要采用了“酸化水解+厌氧+氧化沟”的生化处理工艺,污泥主要采用“直接烘干”的工艺。
昆鳌污水处理厂本身属环保工程,对改善城市水环境、支持温州市平阳县经济、社会与环境的协调发展有着重要意义。但是在对污泥烘干过程中,由于含有大量水分,导致炉膛内温度不均,造成污泥中有机物无法充分分解,产生恶臭,同时烟煤的燃烧产生少量颗粒物、氮氧化物和二氧化硫等污染物,对污水厂周边环境产生了一定的影响,平阳县昆鳌污水处理厂决心对此进行处理。根据《中华人民共和国环境保护法》的有关规定,受平阳县昆鳌污水处理厂的委托,我院在对企业现场踏勘、调查的基础上,编制了本方案,供环保部门和业主审查决策。
1、严格执行国家及地方的环境保护法律法规,按规定的排放标准使处理后的废气各项指标达到排放标准值;
2、清洁生产与末端治理相结发展,循环经济,以提高处理效果,降低运行成本,减轻企业负担;
3、根据企业的生产工艺及废气特征、结合已有的工程实例,在确保尾气达标的前提下,尽可能采用*、合理、成熟、可靠的处理工艺,并且有显著的环境效益、社会效益和经济效益;
4、设备造型具有灵活性和调节余地,选用、低能耗的国产设备、设置必要的自控系统,便于操作管理,维修,节省劳动力消耗及运行费用。
1、业主提供的有关资料和介绍;
2、《中华人民共和国环境保护法》及其它相关环境保护法律,法规和规章;
3、浙江省*《建设项目环境保护管理条例》实施意见;
4、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中的二级标准;
5、《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中的二级标准;
6、相关设计规范与要求。
根据企业所处位置和当地环保管理部门的要求,工艺废气执行《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)和《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)
中的二级标准和无组织排放监控浓度限制。主要排放指标详见表2-1和表2-2。
表2-1 《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)
污染指标 | zui高允许排放浓度 | ·zui高允许排放速度(kg/h) | 周界处浓度zui高点(mg/m3) | |
排气筒 (m) | 二级新建 | |||
颗粒物 | 120 | 15 | 3.5 | 1.0 |
20 | 5.9 | |||
SO2 | 550 | 15 | 2.6 | 0.40 |
20 | 4.3 | |||
NOX | 240 | 15 | 0.77 | 0.12 |
20 | 1.3 | |||
非甲烷总烃 | 120 | 15 | 10 | 4.0 |
20 | 17 |
表2-2 《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)
污染指标 | ·zui高允许排放速度(kg/h) | 周界处浓度zui高点(mg/m3) | |
排气筒(m) | 二级新建 | ||
氨 | 15 | 4.9 | 1.5 |
20 | 8.7 | ||
硫化氢 | 15 | 0.33 | 0.06 |
20 | 0.58 | ||
臭气浓度(无量纲) | 15 | 2000 | 20 |
20 | 6000 |
平阳县昆鳌污水处理厂目前每天产生约35t 的污泥量,预计满负荷生产时,将达到60t/d 的产泥量,其中污泥的含水率约80%。
目前污泥通过企业新增的污泥干化系统处理后外送。该系统采用三级烘干的流程,将高温热风与湿污泥混合,换热以达到干燥的目的。干化系统滚筒前段温度约700℃左右,末端温度约200~300℃左右。
污泥采用热风直接干燥的形式,其尾气中含有燃烧不*的有机质、SO2、水汽及燃煤烟气成分。
根据浙江省环境监测中心检测的数据,废气中主要污染物成分见表2-3。
表2-3 污泥焚烧炉烟气监测结果
目前企业的污泥干化系统有一个排放口,即设备(滚筒)的尾气排放口,
已经过两级旋风分离器和一级水洗喷淋塔后高空排放。
根据监测数据,废气量实测为23000m3/h,折合标态为15800Nm3/h,考虑一定的设计余量,废气设计以25000m3/h 计,其污染因子主要为水气、SO2、氮氧化物、颗粒物、H2S 和氨等。
根据监测结果和同类工程表明,就平阳县昆鳌污水处理厂污泥干化产生的废气成分,做出以下分析:
1、SO2:有强烈刺激性气味,酸雨的主要成分,燃煤污泥高温烘烤中会生产,能溶于水,易溶于碱,易被氧化,在二氧化氮存在的条件下,极易产生SO42-生物洗涤。因此在含有一定量的NO2半开放式环境中,封入强氧化剂O3,SO2瞬时变成SO42-,SO42-。
2、H2S:强裂的神经毒素,轻微浓度对人就有刺激,H2S呈酸性,双键成920角,属极性分子,在30℃临界点能发生逆转反应,能溶于水,极易被强氧化剂(O3、H2O2)氧化,生成SO32-和SO42-。因此工艺中封入O3可以氧化H2S,光电反应腔热效应可以分解H2S,光电反应腔高能电子能裂解极性分子H2S。
3、NH3:具刺激性气味,呈弱碱性,属极性分子,易被水吸收,易和SO42-起反应,易被H2O2和O3氧化。因此NH3能被高能强光分解,易被封入的O3氧化,在SO42-存在的环境中生成NH4、HSO4,高浓度NaOH吸收塔对NH3作用有限。
4、CO2、CH4、无色无味。
5、NOx:易溶于水,产生酸雨(硝酸、硝酸盐)。除NO2外,其他氮氧化物极不稳定。因此NOx能被O3氧化,能被强光分解。
6、硫醇等:(硫类衍生物)蒜气味,属于麻醉类物品,易燃易爆,如监测含量达到防爆极限四分之一下限,应该采取前端预处理。
7、尸胺、粪胺:动物、酶、菌类腐烂、烘干产生。硫醇、胺类呈弱碱性,少量溶于水,防爆四分之一下限能被高能光解和O3氧化。
(1)由于目前企业废气治理上有一定难度,在其尾气处理上,单凭末端的废气处理手段无法实现清洁生产要求。因此,我们采取清洁生产和末端处理相结合的方式。
(2)由于现有废气处理设施,排放废气温度为80℃,所以设计时考虑再加一级水喷淋进行降温,以便满足后续工艺处理单元的要求。
(3)采用物化+生化方法组合工艺处理恶臭气体,保证废气处理达标排放。
图2-1 平阳县昆鳌污水处理厂污泥干化系统废气处理流程图
工艺流程说明:废气主要为水气、硫化氢、氨、燃煤烟气及其他有机恶臭物,具有一定含尘量和温度,在原有处理系统即两级旋风分离和一级水喷淋的作用下,可以去除大部分废气中的颗粒物成分,并对其进行降温预处理。
经过预处理的废气温度为80℃,设计考虑再新增一套容量比原来大一倍的双层水喷淋塔,废气停留时间设计为4S,根据80℃高温降至40℃的要求,采用双层填料结构,总喷水量(18℃水温)约为12吨,进一步降温,达到后续处理工艺的要求。
出气进入光电催化氧化设备,设备采用中频高压脉冲放电和微波磁场能联合驱动,诱导无极灯产生154nm-185nm的高能紫外线,同时诱发无极灯和接地环间产生大于1000V的交流电,185nm光波用于分解氧气,产生工艺所需要的O3,154nm、173nm、176nm高能电子用于分解废气分子,对地1000V交流电用于电解H2S、NH3、NOx(NO2除外)等极性化合物。出气后经入缓冲柜,柜内装有多节滤网,主要的作用是放慢气体流速,保证光电氧化设备中产生的高浓度臭氧可以在缓冲柜中和废气分子*反应*。
出气后进入碱喷淋塔,废气中基本成份呈酸性,为保证末端生物的繁殖和生长,在进入生物洗涤塔前采用NaOH吸收、中和、稀释。
为提高净化能力,*清除恶臭异味,保证长期正常使用的需要,末端安装生物洗涤工艺。末端尾气zui后通过排气筒高空排放。
功能说明: | 从80℃高温降至40℃。 |
外型尺寸: | Ø3000×5500mmH |
主要参数: | 空塔气速0.98m/s,液气比1.8L/m3。 风阻:800Pa。 |
主材: | 碳钢。 |
数量: | 1套。 |
设备配置: | 填料:14m3鲍尔环; 水温监控系统:1套; 压力开关控制系统:1套。 循环水泵:UHB-HM-45-20,45m3/h,20m,11kW,1台。 |
功能说明: | 降解H2S、NH3、NOx(NO2除外)等极性化合物。 |
外型尺寸: | 1400×1700×2500mmH |
主要参数: | 8 kW-12kW可调; 风阻:600Pa。 |
主材: | 316H不锈钢。 |
数量: | 1套。 |
设备配置: | 无极紫外灯,200支; 纤维过滤器:1套; 微波控制系统:1套。 |
功能说明: | 延长臭氧和废气反应时间。 |
外型尺寸: | 2000×2000×4500mmH |
主要参数: | 空塔气速1.73m/s。 |
主材: | SUS304。 |
数量: | 1套。 |
功能说明: | 中和酸性气体。 |
外型尺寸: | Ø3000×5500mmH |
主要参数: | 空塔气速0.98m/s,液气比1.8L/m3。 风阻:800Pa。 |
主材: | SUS304。 |
数量: | 1套。 |
设备配置: | 填料:14m3鲍尔环; 循环水泵:UHB-HM-45-20,45m3/h,20m,11kW,1台。 加药泵:50l/h,0.55kW,2台,1用1备。 PH/ORP控制器:1套; 加药槽:PP材质,1m3,1套。 |
功能说明: | 进一步吸收有机废气,确保达标排放。 |
外型尺寸: | 8000×6000×6000mmH |
主要参数: | 空塔气速0.98m/s,液气比1.8L/m3。 风阻:800Pa。 |
主材: | 玻璃钢。 |
数量: | 1套。 |
设备配置: | 填料:192m3竹炭; 喷淋水泵:UHB-HM-45-20,45m3/h,20m,11kW,2台,1用1备; 补充水箱:2000×4000×4000mmH,PP,1只; 喷嘴、喷淋管道及管件:1套。 |
设备配置: | 引风机:TF-361B,玻璃钢材质,风量25000m3/h,静压2800pa,37kW,1台。配变频电机,防爆; 电控柜:材质304,1套; 采样平台:800×800×5000mmH,带爬梯,1套; 排气筒:碳钢,高20米,四边拉风绳固定,顶部装壁雷针,1套; 工艺风管、阀门:材质304,800×800mm,1套。 |
1、设计范围
本设计包括废气处理站内各装置的配线、电气控制、接地等。
2、设计依据
(1)《民用建设电气设计规范》(JGJ/T16-1992);
(2)《低压配电设计规范》(GB50054-95)。
3、供电电源
废气处理站为三级负荷,为交流380/220V 低压供电,由平阳县昆鳌污水
处理厂负责将低压进线电缆引至各废气处理站配电室。废气处理系统采用交流380/220V 低压供电,新增装机容量112.10kW,实际运行容量78.55kW,具体见表2-4。废气处理系统的构筑物一般属于三类防雷,为了防止直接雷击,在排气筒顶部设避雷保护。
表2-4 新增废气装机功率容量表
序号 | 设备名称 | 装机容量/kW | 运行容量/kW |
1 | 水喷淋段 | 22 | 11 |
2 | 光电催化氧化设备 | 8 | 8 |
3 | 碱喷淋段 | 22 | 11 |
4 | 生物洗涤塔 | 22 | 11 |
5 | 自动加药系统 | 1.1 | 0.55 |
6 | 引风机 | 37 | 37 |
合计 | 112.10 | 78.55 |
注:原有处理系统的功耗未列入表中。
4、电缆线路敷设
电缆比较集中的主干线采用电缆沟敷设或电缆桥架架空敷设,电缆比较少而又分散的地方采用电缆直接埋地或穿管敷设。平阳县昆鳌污水处理厂污泥干化除臭工程方案设计。
5、防雷接地
废气处理站的建筑物一般属于三类防雷,为了防止直接雷击,在需要防雷击的综合楼、配电控制楼的屋顶装设避雷带保护。废气站设有接地网,接地系统采用TN-C-S 系统。
本设施需要自来水,由平阳县昆鳌污水处理厂接至废气处理设备1m范围内。
本项目有喷淋废气处理系统,将定期产生循环废水,废水通过企业废水管路送至污水处理站处理。该部分废水的量见表2-5。
表2-5 新增废气处理系统产生废水情况统计表
序号 | 区域 | 废水量(吨/天) | 废水成分 |
1 | 水喷淋段 | 0.30 | 含少许杂质污水 |
2 | 碱喷淋段 | 0.30 | NaOH等 |
3 | 生物洗涤塔 | 0.60 | 含少许杂质污水 |
合计 | 1.20 | |
注:原有处理系统的循环水更换量未列入表中。
实际投资以施工图预算为准。
表3-1 投资估算
序号 | 名称 | 型号 | 单位 | 数量 | 单价 (万元) | 总价 (万元) | 备注 |
一 | 设备材料费 | ||||||
1 | 水喷淋塔 | NBL-20主体 | 套 | 1 | 20000 | 2.00 | 碳钢 |
鲍尔环填料 | m3 | 14 | 4000 | 5.60 | | ||
水温监控系统 | 套 | 1 | 40000 | 4.00 | | ||
压力开关控制系统 | 套 | 1 | 60000 | 6.00 | | ||
循环水泵 | 台 | 1 | 12000 | 1.20 | 11kW | ||
2 | 光电催化氧化设备 | NBL- GD3500 | 套 | 1 | 600000 | 60.00 | 316H |
无极紫外灯 | 支 | 200 | 200 | 4.00 | NBL | ||
纤维过滤器 | 套 | 1 | 40000 | 4.00 | 316H | ||
微波控制系统 | 套 | 1 | 100000 | 10.00 | | ||
3 | 缓冲柜 | NBL-12 | 套 | 1 | 40000 | 4.00 | SUS304 |
4 | 碱吸收塔 | 鲍尔环填料 | m3 | 14 | 4000 | 5.60 | |
加药泵 | 台 | 2 | 6000 | 1.20 | 0.55 kW | ||
循环水泵 | 台 | 1 | 12000 | 1.20 | 11kW | ||
加药槽 | 套 | 1 | 3000 | 0.30 | PP材质 | ||
NBL-JX12主体 | 套 | 1 | 750000 | 75.00 | SUS304 | ||
PH/ORP控制器 | 套 | 1 | 10000 | 1.00 | | ||
5 | 生物洗涤塔 | 填料 | m3 | 192 | 150 | 2.88 | 竹炭 |
喷淋水泵 | 台 | 2 | 12000 | 2.40 | 11kW | ||
补充水箱 | 只 | 1 | 5000 | 0.50 | PP | ||
喷嘴、喷淋管道及管件 | 套 | 1 | 40000 | 4.00 | | ||
6 | 引风机 | TF-361B | 台 | 1 | 60000 | 6.00 | 37W |
7 | 电缆/配电柜 | | 套 | 1 | 100000 | 10.00 | |
8 | 采样平台 | 800×800×5000mmH | 套 | 1 | 15000 | 1.50 | |
9 | 排气筒 | Ø 1m×20m | 套 | 1 | 50000 | 5.00 | 碳钢 |
10 | 工艺风管/阀门 | | 套 | 1 | 60000 | 6.00 | SUS304 |
11 | 基础处理 | | | | 0 | 0 | 业主负责 |
| 小计 | | | | | 223.38 | |
二 | 其它 | ||||||
1 | 运费 | | | 2% | | 4.47 | |
2 | 设计费 | | | 4% | | 8.93 | |
3 | 设备和服务税金 | | | 6% | | 13.40 | |
4 | 安装调试费 | | | 8% | | 17.87 | |
| 小计 | | | | | 44.67 | |
三 | 总计 | | | | | 268.05 | |
日使用电能78.55kW计(每天工作按10小时计),0.70元/度,78.55× 10×0.70元/度=549.85元/天。
厂内员工兼职。
(1)喷淋系统需定期补水。按每12小时更换一次循环液,则平均每天消
耗约6吨水。按单价3.5元/吨,则日消耗费用21元。
(2)碱洗段需定期补液碱(30%)。按每两周更换一次循环液,则
平均每天消耗约80kg 液碱。按单价500元/吨,则日消耗费用40元。
(3)发射管需定期更换,一般更换周期为12 个月,每次更换量为50 支。
折算成每天,日均消耗约0.14支。按单价200元/支,则日消耗费用28元。
638.85元/天。
序号 | 项 目 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 废气处理能力 | m3/h | 25000 | |
2 | 工程总投资 | 万元 | 268.05 | |
3 | 运行费用 | 元/天 | 638.85 | |
表5-1 工程进度安排计划表
项目 月 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
资料准备 | | | | | | |
施工图设计 | | | | | | |
土建施工 | | | | | | |
设备供货、安装 | | | | | | |
调试及试运转 | | | | | | |
工程验收、正式运行 | | | | | | |
我院承诺将抽调zui强阵容参加该项目的设计、安装施工和调试工作。服从业主的正确领导和指挥,保证工程质量创省优良工程;售后服务响应时间小于4小时,12小时之内到现场,紧急召唤服务2小时内响应,5小时内到位。
1、质量保证期内
工程质保期为一年,质保期内,每二个月对处理运行效果进行一次总体检测,并在保修期结束时为业主提供一套完整的运行记录,在质保期内属设备本身质量原因时,提供免费维修或免费更换零部件;因使用不当造成质量下降或系统不稳定需更换设备材料时,负责免费维修,设备及零部件费用按投标报价有偿提供。质保期开始半年至一年内,如用户建议,可定期派技术人员进行技术指导。
2、质保期满后
质保期满后,根据业主需要,可延长技术人员在现场的运行指导时间,并负责终身维修(维修所需更换的设备及零部件费用按投标报价有偿提供);终身对所提供的设备提供服务。
1、售后服务组织机构
为了随时适应业主在废气运行过程中出现的各种养护,维修等服务的要求,我们设立了售后服务部,配备了专职人员,对我们所做的工程全权负责,其工作职责如下:
1.1.负责已竣工项目档案的建立
1.2.工程质量反馈信息的收集处理
1.3.用户售后服务需求信息的收集及处理
1.4.售后服务反馈信息的收集及处理
1.5.售后服务工作的具体实施
2、售后服务部技术力量
在售后服务部成立初期,就对相关人员进行了一系列的培训,并通过对我们所做多个工程的售后服务的积累,获得了非常丰富的经验,可以解决客户的各种售后服务要求,能够充分体现售后服务的”迅捷、“的原则。
3、售后服务及培训方式
3.1.技术培训
* 用户可选派技术人员对同类工程进行考察及交流。
* 我们工程项目组正式进场施工前,用户可选派若干名技术或操作人员到我们正在进行或已经完成的,并与该项目类型相同的工程去跟班交流及培训,我们派员指导及负责接待,用户培训人员差旅费自理,培训费用免收。
* 在工程安装调试阶段,用户可选派若干名技术人员或操作人员在我们技术人员指导下参与安装调调,特别是接受主要设备的简易故障诊断及排除、日常保养培训。
* 在工程实施阶段,我们派员按培训计划要求进行课堂授课培训,同时进行现场观摩实践培训。
*负责提供关键设备的维护保养的实践经验总结条款书面报告。
3.2.售后服务的实施
(1)技术:售后服务中的设计技术问题由我院总师办负责。
(2)质量:售后服务中的设备质量问题由我院工程质量总监负责把关。
(3)方式:售后服务部在对已竣工项目逐个回访主动开展售后服务工作的同时,及时响应由用户发出的售后服务需求,逐个回访以走访或寄发《工程质量信息反馈单》的形式进行,响应用户的售后服务需求,则严格按售后服务的承诺执行。
(4)考核:每次售后服务均需填写《售后服务信息反馈单》。售后服务的考核以《售后服务信息反馈单》为依据。以使用户满意为标准。
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