btf系統(tǒng)處理硫化氫廢氣工程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　BTF系統(tǒng)處理硫化氫廢氣工程設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 環(huán) 境 工 程 </p><p>　　年級(jí)班別 2007級(jí)（1）班 </p><p&

2、gt;　　學(xué) 號(hào) 316404008168 </p><p>　　學(xué)生姓名 張帆 </p><p>　　指導(dǎo)教師 黃樹杰（校外）陳凡植 </p><p><b>　　2011年 6 月</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)總說(shuō)明<

3、/b></p><p>　　隨著生活水平的提高，人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求越來(lái)越高，對(duì)惡臭問(wèn)題也更加敏感。惡臭物質(zhì)尤其是含硫物質(zhì)來(lái)源極廣，毒性極大，其中以H2S最為常見(jiàn)，低濃度的H2S就具有強(qiáng)烈的惡臭氣味，它不僅直接危害人體健康，而且在有氧和濕熱的條件下，嚴(yán)重腐蝕設(shè)備、管道和儀表等。另外，它在空氣中易被氧化為二氧化硫，轉(zhuǎn)化為硫酸導(dǎo)致酸雨。所以，凈化硫化氫臭氣已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、環(huán)保領(lǐng)域中迫切需要解決的問(wèn)題。目前去除H

4、2S的方法有物理法、化學(xué)法和生物法，其中由于生物法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低、產(chǎn)生二次污染的可能性小等優(yōu)點(diǎn)已成為國(guó)內(nèi)外惡臭防治研究與應(yīng)用中的主流方法。在某煉油廠建立的生物滴濾池去除惡臭廢氣工程裝置中，惡臭成分主要是H2S，同時(shí)含有甲苯及四氫呋喃等氣態(tài)有機(jī)物。設(shè)計(jì)進(jìn)氣量為14200m3/h，有效EBRT為2.8s，當(dāng)H2S進(jìn)氣濃度為394.26~776.52 mg/m3、平均濃度為524.36 mg/m3時(shí)，H2S去除率保持在86.53~94.

5、79%之間，平均去除率為90.60%；去除負(fù)荷為59.14~122.63 g/(m3·h)，平均去除負(fù)荷為81.47 g/(m3·h)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析顯示，1000m3廢氣投資費(fèi)用</p><p>　　關(guān)鍵詞：生物滴濾，H2S，去除負(fù)荷</p><p>　　注：本設(shè)計(jì)題目來(lái)源于教師的企業(yè)科研項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為：深圳石化工業(yè)廢氣綜合治理。項(xiàng)目編號(hào)：2006074。</p

6、><p>　　Design Notes</p><p>　　The odor from sulfur hydrogen (H2S) is extensive and toxic even at low concentrations. Sulfur hydrogen could also damage the health of human being and corrode equipmen

7、ts. In addition, it can be oxidized to SO2 by oxygen and ozone, resulting in acidic rain and destroy our environment. Therefore, decreasing H2S concentration and its odor is in great demand in both environmental and econ

8、omic aspects. Biological method, among many available ones, has great advantages to eliminate odor from H2S becau</p><p>　　Key words：biotrickling filter，hydrogen sulfide，elimination capacity</p><p

9、><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1 硫化氫的特性1</p><p>　　1.2 硫化氫對(duì)人體的危害1</p><p>　　1.3 硫化氫的毒理學(xué)資料及環(huán)境行為1</p><p>

10、　　1.4 硫化氫的應(yīng)急處理處置方法2</p><p>　　2含H2S臭氣的常規(guī)處理方法及其應(yīng)用3</p><p>　　2.1 吸收法3</p><p>　　2.2 吸附法3</p><p>　　2.3 氧化法3</p><p>　　2.4 分解法3</p><p>　　

11、2.5 燃燒法和藥液洗凈法4</p><p>　　2.6 生物法4</p><p>　　2.7 生物法處理H2S臭氣的優(yōu)點(diǎn)5</p><p>　　2.8 國(guó)內(nèi)外研究概況6</p><p>　　2.9 目前主要的廢氣生物處理技術(shù)對(duì)比11</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)資料14<

12、/b></p><p>　　3.1 硫化氫的設(shè)計(jì)處理氣量和組成成分14</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)依據(jù)14</p><p>　　3.2.1 設(shè)計(jì)的原則14</p><p>　　3.2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)14</p><p>　　4BTF系統(tǒng)處理硫化氫廢氣工程處理工藝設(shè)計(jì)15</p>

13、<p>　　4.1 工藝流程15</p><p>　　4.2 工藝流程圖15</p><p>　　4.3 裝置示意圖16</p><p>　　4.4 影響因素16</p><p>　　4.5 填料選擇17</p><p>　　4.6 工藝條件控制18</p><

14、p>　　5工藝設(shè)計(jì)計(jì)算19</p><p>　　5.1 滴濾池尺寸的確定19</p><p>　　5.2 噴淋量的確定19</p><p>　　5.3 滴濾池附件的選擇20</p><p>　　5.4 管網(wǎng)設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.4.1 水管的計(jì)算及選擇22</p>

15、<p>　　5.4.2 氣管的計(jì)算及選擇23</p><p>　　5.5 風(fēng)機(jī)及配套電機(jī)的選擇24</p><p>　　5.5.1 風(fēng)機(jī)的選擇24</p><p>　　5.5.2 電機(jī)選擇26</p><p>　　5.6 水泵的選擇27</p><p><b>　　6工程投資28&

16、lt;/b></p><p>　　6.1 工程投資概算28</p><p>　　6.1.1 土建工程費(fèi)用28</p><p>　　6.1.2 設(shè)備工程費(fèi)用28</p><p>　　6.2 運(yùn)行費(fèi)用概算29</p><p>　　6.3 工程總投資概算29</p><p>　　

17、7技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析30</p><p>　　7.1 投資和運(yùn)行成本30</p><p>　　7.2 與其他方法比較30</p><p>　　7.3 同類方法比較30</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)31</p><p>　　致 謝32</p><p><b

18、>　　緒論</b></p><p>　　1.1 硫化氫的特性</p><p>　　硫化氫，H2S，無(wú)色氣體，有臭雞蛋味，別名氫硫酸。分子量為34.08，相對(duì)密度為（空氣=1）1.19，熔點(diǎn)-82.9攝氏度。沸點(diǎn)-61.8，攝氏度蒸汽壓為2026.5 kPa/25.5℃。易溶于水，亦溶于醇類、石油溶劑和原油。可燃上限為45.5%，下限為4.3%，燃點(diǎn)為 292℃

19、。硫化氫為易燃?；?，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。</p><p>　　1.2 硫化氫對(duì)人體的危害 </p><p>　　硫化氫經(jīng)粘膜吸收快，皮膚吸收甚慢。人吸入70至150 mg/m3 H2S 1至2小時(shí)出現(xiàn)呼吸道及眼刺激癥狀，2至5分鐘后嗅覺(jué)疲勞聞不到臭味。吸入760 mg/m3 吸入1000 mg/m3 數(shù)秒鐘后很快出現(xiàn)急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死

20、亡。</p><p>　　硫化氫對(duì)粘膜的局部刺激作用系由接觸濕潤(rùn)粘膜后分解形成的硫化鈉以及本身的酸性所引起。對(duì)機(jī)體的全身作用為阻斷細(xì)胞內(nèi)呼吸導(dǎo)致全身性缺氧。由于中樞神經(jīng)對(duì)缺氧最敏感，因而首先受到損害。</p><p>　　1.3 硫化氫的毒理學(xué)資料及環(huán)境行為 </p><p>　　人吸入LCLo: 600 ppm/30M, 800 ppm/5M。人(男性)吸入LC

21、Lo: 5700 ug/kg。大鼠吸入LC50: 444 ppm。小鼠吸入LC50: 634 ppm/1H。屬中等毒。硫化氫主要經(jīng)呼吸道吸收, 進(jìn)入體內(nèi)一部分很快氧化為無(wú)毒的硫 酸鹽和硫代硫酸鹽等經(jīng)尿排出; 一部分游離的硫化氫則經(jīng)肺排出。無(wú)體內(nèi)蓄積作用。人吸入70～150 mg/m3 1～2小時(shí), 出現(xiàn)呼吸道及眼刺激癥狀, 吸2～5分鐘后嗅覺(jué)疲勞,不再聞到臭氣。吸入300 mg/m3 1小時(shí), 6～8分鐘出現(xiàn)眼急性刺激癥狀，稍長(zhǎng)時(shí)間接觸

22、引起肺水腫。 吸入760 mg/m3 15～60分鐘, 發(fā)生肺水腫、支氣管炎及肺炎,頭痛、頭昏、步態(tài)不穩(wěn)、惡心、嘔吐。吸入1000 mg/m3數(shù)秒鐘，很快出現(xiàn)急性中毒,呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。硫化氫對(duì)粘膜的局部刺激作用系由接觸濕潤(rùn)粘膜后分解形成的硫化鈉以及本身的酸性所引起。對(duì)機(jī)體的全身作用為硫化氫與機(jī)體的細(xì)胞色素氧化酶及這類酶中的二硫鍵(-S-S-)作用后, 影響細(xì)胞色素氧化過(guò)程,阻斷細(xì)胞內(nèi)呼吸,導(dǎo)致全身性缺氧, 由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)缺

23、氧最敏感，因而首先受到損害。但硫化氫</p><p>　　危險(xiǎn)特性：受撞擊或急速加熱可發(fā)生爆炸。遇酸分解，放出劇毒的易燃?xì)怏w。   燃燒(分解)產(chǎn)物：硫化氫、氧化硫。</p><p>　　1.4 硫化氫的應(yīng)急處理處置方法</p><p>　　1、泄漏應(yīng)急處理方法 </p><p>　　迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，

24、并立即進(jìn)行隔離，小泄漏時(shí)隔離150m，大泄漏時(shí)隔離300m，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。從上風(fēng)處進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能，將殘余氣或漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至水洗塔或與塔相連的通風(fēng)櫥內(nèi)?；蚴蛊渫ㄟ^(guò)三氯化鐵水溶液，管路裝止回裝置以防溶液吸回。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。</p><p>

25、<b>　　2、防護(hù)措施</b></p><p>　　呼吸系統(tǒng)防護(hù)：空氣中濃度超標(biāo)時(shí)，佩帶過(guò)渡式防毒面具(半面罩)。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí)，建議佩帶氧氣呼吸器或空氣呼吸器。</p><p>　　眼睛防護(hù)：戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。</p><p>　　身體防護(hù)：穿防靜電工作服。</p><p>　　手防護(hù)：戴防化學(xué)品手套。<

26、;/p><p>　　其它：工作現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙、進(jìn)食和飲水。工作畢，淋浴更衣。及時(shí)換洗工作服。作業(yè)人員應(yīng)學(xué)會(huì)自救互救。進(jìn)入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè)，須有人監(jiān)護(hù)。</p><p><b>　　3、急救措施</b></p><p>　　皮膚接觸：脫去污染的衣著，用流動(dòng)清水沖洗。就醫(yī)。</p><p>　　眼睛接觸：立即提起眼

27、瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。</p><p>　　吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。</p><p>　　滅火方法：消防人員必須穿戴全身防火防毒服。切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。<

28、;/p><p>　　含H2S臭氣的常規(guī)處理方法及其應(yīng)用</p><p>　　根據(jù)凈化方法的特點(diǎn)，可把凈化H2S臭氣的方法分為：⑴吸收法；⑵吸附法；⑶氧化法；⑷分解法；⑸燃燒法；⑹生物法。</p><p><b>　　2.1 吸收法</b></p><p>　　又稱液體吸收法，此法適用于低濃度、中濃度的硫化氫等惡臭物質(zhì)的處理

29、。液體的吸收法由于占地面積小，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),是目前常用的方法，但凈化效率不高，消耗吸收劑，污染物僅由氣相轉(zhuǎn)移到液相。其可分為物理吸收方法、化學(xué)吸收法和物理-化學(xué)吸收法。</p><p><b>　　2.2 吸附法</b></p><p>　　由于大多數(shù)惡臭物質(zhì)都具有可吸附性，因此可采用吸附法來(lái)脫除。吸附法是一項(xiàng)較為傳統(tǒng)的技術(shù)，其原理是將活性炭

30、等吸附劑填充于吸附塔中，惡臭成分被吸附于吸附劑上，從而達(dá)到脫除效果。適用于低濃度的、高凈化要求的惡臭氣體處理。目前吸附法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種惡臭發(fā)生源的治理。此方法凈化效率高，可處理多組分的惡臭氣體，但吸附劑費(fèi)用昂貴，對(duì)待處理的惡臭氣體要求高，即較低的濕度和含塵量。依據(jù)吸附裝置的類型，吸附脫臭的工藝又分為三種形式：固定床、流動(dòng)床及旋流濃縮床。其基本原理相同，都是將惡臭物質(zhì)濃縮，再進(jìn)行后處理，主要區(qū)別在吸附劑的使用與再生方式不同。</

31、p><p><b>　　2.3 氧化法</b></p><p>　　氧化法適用于中低濃度惡臭物質(zhì)的處理。其凈化硫化氫臭氣，一般是硫化氫氧化為單質(zhì)硫。在氣相中進(jìn)行的過(guò)程叫干法氧化；在液相中進(jìn)行的過(guò)程叫濕法氧化。氧化法的優(yōu)點(diǎn)是凈化效率高，但需要氧化劑，處理費(fèi)用高。</p><p><b>　　2.4 分解法</b></p

32、><p>　　目前，分解法有熱分解法和微波分解法兩種。熱分解法利用熱能把H2S分解為氫氣和硫璜，H2S高溫分解是熱力學(xué)不利反應(yīng)，低的平衡轉(zhuǎn)化率使反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，而膜反應(yīng)器則可以在反應(yīng)過(guò)程中移走產(chǎn)物，消除平衡控制的影響，因而膜反應(yīng)器用于硫化氫分解的研究一直很活躍。微波分解法技術(shù)可用于將天然氣的 H2S分解為氫氣和硫磺。該技術(shù)將用于把天然氣中的H2S分解為硫和氫，這樣氫就能和硫同時(shí)被回收，用作燃料或用于油品煉制。<

33、;/p><p>　　2.5 燃燒法和藥液洗凈法</p><p>　　燃燒法適用于高濃度、小氣量的可燃性惡臭物質(zhì)的處理，但隨后出現(xiàn)了燃燒費(fèi)用及氮氧化物排放等問(wèn)題，目前已發(fā)展為催化氧化和蓄熱燃燒等高效、經(jīng)濟(jì)的脫臭技術(shù)。燃燒法特別適用于有機(jī)溶劑類物質(zhì)的處理。隨著揮發(fā)性有機(jī)化合物限制的趨勢(shì)嚴(yán)格，將對(duì)該技術(shù)的開發(fā)帶來(lái)一定的影響。藥液洗凈法主要用于脫除高濃度的惡臭氣體，不適用于中、低濃度的復(fù)合型惡臭氣體

34、的脫除。近年來(lái)，該技術(shù)也呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)。就目前氧化法的干法和濕法兩大脫硫工藝而言，干法脫硫是用固體吸收劑來(lái)脫除硫化物，脫硫效率較高，但設(shè)備投資較大，需間歇再生或更換，其硫容量相對(duì)較低，脫硫劑大多不能再生，需要處理，主要適于氣體精細(xì)脫硫；濕法以液體吸收劑來(lái)脫除硫化物，設(shè)備處理量大，投資及運(yùn)行費(fèi)用小，可連續(xù)操作，但效率低，難以達(dá)到高的要求。分解法雖應(yīng)用比較廣泛，但仍有一定的缺陷，使它在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。國(guó)內(nèi)以往對(duì)工業(yè)上H2S臭氣的凈化

35、主要采用的是物理法和化學(xué)法，這些方法雖然治理的效果較好，但要求高溫高壓條件，需要大量的催化劑和其他的化學(xué)藥劑，嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)[3]。而生物法具有的優(yōu)點(diǎn)使其在處理H2S方面已獲得很大的發(fā)展，在我國(guó)的應(yīng)用趨勢(shì)也越來(lái)越廣泛</p><p><b>　　2.6 生物法</b></p><p>　　生物脫臭法是近年來(lái)開發(fā)處理硫化氫臭氣的一種新方法，它是利用微

36、生物去除惡臭物質(zhì)，達(dá)到去除臭味的方法。此法可適用于生物去除的水溶性惡臭物質(zhì)的處理，微生物只能利用水中溶解性的物質(zhì)，因此被去除的惡臭物質(zhì)首先應(yīng)溶解于水中，再轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)，通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)而被去除。常見(jiàn)的生物脫臭法有生物過(guò)濾法（固著態(tài)）和生物吸收法（懸浮態(tài)）兩種方法?，F(xiàn)分別介紹如下：</p><p><b>　　1、生物過(guò)濾法</b></p><p>　　其原理是

37、：廢氣從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，通過(guò)附著在填料上的微生物，將有機(jī)廢氣中的污染物氧化分解為二氧化碳、水、硝酸根和硫酸根，達(dá)到廢氣凈化目的，生物過(guò)濾法按濾料不同可分為生物濾池式和生物滴濾池式脫臭法。</p><p><b>　?。?）生物濾池式法</b></p><p>　　其主要原理是惡臭氣體經(jīng)過(guò)去塵增濕或降溫等預(yù)處理工藝后，從濾床底部由下向上穿過(guò)由濾料組成的濾床，惡臭物質(zhì)由

38、氣相轉(zhuǎn)移到水-微生物混合相，通過(guò)固著于濾料上的微生物的代謝作用而被分解。</p><p>　?。?）生物滴濾池式脫臭法</p><p>　　該方法脫臭過(guò)程與生物濾池式脫臭法相近，只不過(guò)使用的濾料是諸如聚丙烯小球[4,5]、陶瓷、木炭、塑料等不能提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的惰性材料。生物滴濾池中，只有針對(duì)某些惡臭物質(zhì)而降解的微生物附著在填料上，而不會(huì)出現(xiàn)生物濾池中混合微生物群同時(shí)消耗濾料有機(jī)質(zhì)的情況，因而

39、池內(nèi)微生物數(shù)量大；惰性濾料可以不用更換，而且它造成的壓力損失也較?。煌瑫r(shí)生物滴濾池的操作條件極易控制，使得它成為目前生物脫臭研究中的重點(diǎn)。</p><p><b>　　2、生物吸收法</b></p><p>　　生物吸收法（也可稱為生物洗滌法）多采活性污泥的方法，先將惡臭成分轉(zhuǎn)移到水中，然后，再進(jìn)行受污染水的微生物處理，按氣液接觸方式分為兩種形式：曝氣式和洗滌式。&l

40、t;/p><p>　　（1）洗滌式活性污泥脫臭法</p><p>　　該脫臭法的主要原理是將惡臭氣體和含懸浮泥漿的混合液充分接觸，在吸收器中把惡臭物質(zhì)從惡臭氣體中去除掉，洗滌液再送到反應(yīng)器中，通過(guò)懸浮液生長(zhǎng)的微生物的代謝活動(dòng)降解溶解的惡臭物質(zhì)。</p><p>　?。?）曝氣式活性污泥脫臭法</p><p>　　該脫臭法是將惡臭物質(zhì)以曝氣形式分散

41、到含活性污泥的混和液體中，通過(guò)懸浮生長(zhǎng)的微生物降解惡臭物質(zhì)。這與廢水的活性污泥法處理過(guò)程極為相似，只是用惡臭氣體代替空氣注入活性污泥中，所用設(shè)備通常是曝氣罐，該方法適用各種不同不超過(guò)極限負(fù)荷量的惡臭氣體, 效果很好，其去除效率均可高達(dá) 99.5％以上[6]。影響惡臭氣體去除率的主要因素有曝氣水深、曝氣強(qiáng)度、污泥濃度、酸堿度以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的投放等[7]。一般活性污泥濃度控制在 5000~10000mg/L 為宜，臭氣的送入速度 20m3/(

42、m3·h)以下為好；營(yíng)養(yǎng)鹽的投加也很重要。</p><p>　　2.7 生物法處理H2S臭氣的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　生物法脫硫化氫主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1、H2S的選擇性和脫除率高，即使因吸收溶液呈酸性并有 CO2存在，H2S的吸收選擇性能仍然高，并且脫除率達(dá)99%以上；</p><p>　　2、操作費(fèi)

43、用較低。與普通物理、化學(xué)處理技術(shù)相比，生物處理技術(shù)的投資及運(yùn)行費(fèi)用是最低的，因?yàn)樯锾幚砑夹g(shù)不需要添加昂貴的催化劑和特殊的氧化劑。國(guó)外有人曾以地?zé)岚l(fā)電站每天脫除5噸量的硫化氫為基礎(chǔ)，計(jì)算微生物脫硫的總費(fèi)用，結(jié)果表明，微生物脫硫費(fèi)用約為常規(guī)濕法脫硫的50%。對(duì)于一個(gè)大中型工廠來(lái)說(shuō)，用于H2S處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用很高，節(jié)約50%的投資就是很可觀的數(shù)目。</p><p>　　3、整個(gè)工藝閉式循環(huán)，無(wú)廢料排出，并獲得了酸

44、性的廢液，可以制成水稻壯秧劑；</p><p>　　4、設(shè)備比較簡(jiǎn)單，工程造價(jià)低。由于生物法在常溫、常壓下操作，生物反應(yīng)器、吸收塔和其它容器可用普通碳鋼加橡膠襯里制造。綜上所述，工業(yè)硫化氫臭氣生物處理是一種實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的脫臭方法[8]，其具有脫臭效率高，脫臭裝置簡(jiǎn)單，處理成本低廉，運(yùn)行維護(hù)容易，產(chǎn)生二次污染的可能性小等傳統(tǒng)方法不可比擬的優(yōu)越性和安全性[9]，因此，工業(yè)含H2S臭氣的細(xì)菌處理成為一個(gè)新的研究

45、方向，并且微生物脫硫技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，已成為國(guó)內(nèi)外硫化氫惡臭氣體防治研究與應(yīng)用中的主流方法[10,11]。為了降低投資，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，提高環(huán)境效益，保證排氣達(dá)標(biāo)，大力加強(qiáng)對(duì)這方面的研究，并應(yīng)用到實(shí)際的H2S治理中去，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。雖然生物法脫硫化氫臭氣在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是由于受研究和發(fā)展時(shí)間的限制，生物脫臭法尚有許多亟待解決的問(wèn)題[12]。主要有：⑴對(duì)硫化氫臭氣的治理只停留在低濃度的水平，對(duì)中高濃度的硫化氫臭氣治理還

46、沒(méi)有研究；⑵生物膜填料塔的填料選取有待優(yōu)化；⑶我國(guó)對(duì)硫化氫臭氣污染方面的研究，目前只處于實(shí)驗(yàn)研究階段，還沒(méi)有工業(yè)化的實(shí)例。</p><p>　　因此，本課題針對(duì)生物法凈化H2S臭氣的研究現(xiàn)狀，對(duì)生物膜填料塔凈化中低濃度硫化氫臭氣進(jìn)行了研究，探討生物膜填料塔凈化中低濃度硫化氫臭氣的最佳運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)填料的選取及組合對(duì)H2S凈化效率的影響進(jìn)行了研究，其目的在于提出一種治理中低濃度H2S臭氣有效的途徑，并減少用于治理H

47、2S臭氣的運(yùn)行費(fèi)用，以解決工廠或其它地方排放的含H2S臭氣對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，同時(shí)處理H2S臭氣后的廢液可以制成水稻壯秧劑。這些研究工作可以帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。</p><p>　　2.8 國(guó)內(nèi)外研究概況</p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及城市化進(jìn)程的加速，以及人們對(duì)環(huán)境的意識(shí)的逐漸提高，對(duì)一些煤化工、橡膠再生、污水污泥及城市垃圾處理等工業(yè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的H2S

48、等惡臭氣體越來(lái)越受到關(guān)注[13]，已越來(lái)越受到人們的關(guān)注。惡臭作為環(huán)境公害之一，直接影響人們的生活質(zhì)量，甚至危害人們的身體健康乃至生命安全。所以在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，應(yīng)防治環(huán)境污染，尤其是日益突出的、影響極大的惡臭污染?，F(xiàn)分別介紹國(guó)內(nèi)外對(duì)生物除臭的研究概況。</p><p>　　國(guó)外早在50年代末便進(jìn)行了惡臭污染防治及其治理方法的研究，并積累了相當(dāng)?shù)睦碚摵蛯?shí)踐經(jīng)驗(yàn)。最早的利用微生物處理惡臭的報(bào)道見(jiàn)1957年P(guān)omer

49、oy.R.D發(fā)表在美國(guó)?？希抢猛寥捞幚砹蚧瘹涑魵獾姆椒?，開辟了以生物法凈化廢氣的新領(lǐng)域。進(jìn)入70年代以來(lái)，各國(guó)開始在這一領(lǐng)域開展了研究，其研究的主要內(nèi)容包括：脫臭的原理和方法；脫臭裝置及操作工藝條件；能降解臭氣的微生物種群和填料表面形成生物膜的條件；微生物降解動(dòng)力學(xué)以及生物吸收劑的成分等。比較廣泛的研究是從80年代初荷蘭和德國(guó)的科研人員獲得良好治理效果后才開始的，隨即引起美國(guó)、日本和許多其它國(guó)家的重視。隨著研究的進(jìn)展，已有各類微

50、生物除臭的裝置和設(shè)備開始運(yùn)用于冶金、石油、化工、畜牧業(yè)、污水處理廠等實(shí)際中，并取得明顯的效果，其中日本、德國(guó)在這方面取得的成就最為顯著[14,15]，所以這一方法已逐漸變成了世界工業(yè)廢氣凈化研究的前沿?zé)狳c(diǎn)課題之一。</p><p>　　在各種除臭治理方法中，生物脫臭法由于脫臭效率高、裝置簡(jiǎn)單、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)而成為近10年來(lái)的研究重點(diǎn)。按生物法的幾種類型介紹國(guó)外的研究概況。</p><p>

51、;<b>　　1、生物濾池法</b></p><p>　　生物濾池法處理臭氣時(shí)，因其運(yùn)行費(fèi)用極低，處理效率也很高，所以是目前研究得最多，工藝也最成熟，盡管其占地面積很大，填料也需要定期更換以及脫臭不易控制，在實(shí)際中仍得到廣泛地應(yīng)用。1991年統(tǒng)計(jì)，歐洲有500多座生物濾池在運(yùn)行，它們中的大多數(shù)用于家禽和食品加工工業(yè)[16,17]，處理效率在 90%以上。近幾年已逐漸用于化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的難降解惡

52、臭物質(zhì)的處理。采用該法處理 H2S氣體[18]、甲醛和氨[19,20]、有機(jī)污染物[21,22]、脂肪類碳?xì)浠衔颷23,24]等都取得了顯著的效果。日本大谷等人曾采用鹽化維尼龍系卷毛纖維作為填充物，高度為1.5m，空塔線速度為0.32m/s，空間速度為每時(shí)667，在H2S濃度為105~130ppm條件下實(shí)驗(yàn)，去除率為98%，最大去除率為 2800g/m3.d。該法的脫臭效率受濾料中的含水率、pH值、溫度、布?xì)獾木鶆蛐院妥匀粭l件等因素的

53、影響。</p><p>　　最近的研究動(dòng)向在于選擇更優(yōu)的濾料，改善現(xiàn)有濾料的性能，改進(jìn)生物濾池的構(gòu)造和建立描述、預(yù)測(cè)濾池降解、運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。Dr.M.Schon 的文章指出，傳統(tǒng)的有機(jī)濾料由于使用時(shí)間短、壓力損失大而趨于淘汰，富含纖維的物質(zhì)，如草根碳、可可纖維等被越來(lái)越多地使用。Dr.J.Makowiak 指出，幾種濾料混合使用的脫臭效率比使用單一濾料要高，在改善濾料性能方面，Dr.M.Nitsche 提出在濾

54、料中加入少量的活性炭可提高濾池對(duì)污染負(fù)荷的緩沖能力。YongHua Yang 則指出在堆肥濾料中混入少量污泥，可提高細(xì)菌數(shù)量，使得濾池的測(cè)試時(shí)間短[25]。</p><p>　　傳統(tǒng)生物濾池脫臭法的占地面積極大，Sabo F. Schneider等人提出了用高效生物濾池來(lái)解決這一難題。即把生物濾池這些小的單元可互相堆放，重疊在一起，這樣可減少占地面積并克服濾池面積大時(shí)濾料布置、布?xì)獠痪鶆虻热毕荨Ｋ箞D加特大學(xué)目前正

55、研制一種新型的生物濾池，即轉(zhuǎn)動(dòng)式生物濾池。Ottengraf 等人發(fā)表了不少關(guān)于濾池中惡臭物質(zhì)降解過(guò)程的理論和數(shù)學(xué)模型的文章[26~29]，并出版了許多有關(guān)這些方面的專著。</p><p><b>　　2、生物滴濾池法</b></p><p>　　生物滴濾池是在生物濾池的基礎(chǔ)上加于改良，原理都是使微生物生長(zhǎng)在填料上，使經(jīng)過(guò)填料的污染物被捕捉降解。其主要的區(qū)別有兩點(diǎn)：①

56、填料不同，生物滴濾池的填料一般采用無(wú)機(jī)填料，如爐渣、碎石、陶粒、珍珠巖等，而生物濾池一般采用堆肥、泥炭、木屑、植物枝等混合后形成的有機(jī)活性填料，因此生物滴濾池比生物濾池的運(yùn)行生命周期要長(zhǎng)；②操作工藝不同，生物滴濾池一般池頂設(shè)有噴淋裝置，通過(guò)噴淋液向池中添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及保持池中的相對(duì)濕度。由于生物滴濾池的填料具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度、易堆砌、質(zhì)輕，因此，池可做成塔狀結(jié)構(gòu)，即可減少占地面積，又可承受比生物濾池更大的污染負(fù)荷[30,31], 同時(shí)

57、它還有很大的緩沖能力，對(duì)反以塔內(nèi)的各種參數(shù)控制能力更強(qiáng)，即使中斷供給營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)幾天后，系統(tǒng)仍保持很高的脫臭效率[32]。生物滴濾池以其具有的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被越來(lái)越多的研究與使用。</p><p>　　生物滴濾池的最新研究動(dòng)向在于完善操作系統(tǒng)、如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、提高系統(tǒng)內(nèi)的微生物數(shù)量與活性、同時(shí)處理多組分污染物氣體、生物質(zhì)積累導(dǎo)致堵塞等問(wèn)題。荷蘭ClairTech公司1992年開始了用于處理高濃度，含酸組分臭氣的生物滴濾池

58、，通過(guò)pH測(cè)定和電導(dǎo)率的測(cè)定來(lái)控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水和酸堿的加入量，以提高處理效率。Cox等[33]在生物滴濾池中同時(shí)處理含硫化氫與甲苯的實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)硫化氫濃度在170ppmv、甲苯濃度為1.7gm-3時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)pH在中性與酸性條件下，去除容量分別達(dá)70g甲苯m-3h-1，20g硫化氫m-3h-1，去除效果較好。Cristina Alonso等[34]和Francis[35]等分別對(duì)生物滴濾池中生物質(zhì)的積累做了研究，并提出控制生物質(zhì)的一些對(duì)

59、策措施。固定化微生物處理技術(shù)是近幾年研究的廢水處理技術(shù)，現(xiàn)已用于臭氣治理的研究中，日本在這方面做了不少工作。 </p><p>　　3、洗滌式活性污泥脫臭法</p><p>　　洗滌式活性污泥脫臭法可以處理大氣量的臭氣，同時(shí)操作條件易于控制，占地面積較小，壓力損失也較小，實(shí)際中有較大的適用范圍，日本某鑄造廠，德國(guó)某印刷廠[36]采用該法處理惡臭氣體都取得了很好的脫臭效果，但這種方法設(shè)備費(fèi)用

60、大，操作復(fù)雜而且需要投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)吸收液得進(jìn)一步處理，增加處理成本，因而其應(yīng)用受到了一定的限制，同時(shí)此方法的脫臭效率與氣液比、氣液接觸方式、惡臭物質(zhì)的溶解性和可生物降解性、污泥濃度以及 pH 值等因素有關(guān)。</p><p>　　目前該法的研究重點(diǎn)在于改善惡臭物質(zhì)的溶解性、提高反映器的緩沖能力以及對(duì)脫臭過(guò)程進(jìn)行理論探討。Lothar Grunfeld 報(bào)道，在活性污泥懸浮液中加入顆?；钚蕴亢途W(wǎng)狀的塑料微粒，可適應(yīng)

61、臭氣負(fù)荷的變動(dòng)，并減少泡沫形成和提高去除率。</p><p>　　4、曝氣式活性污泥脫臭法</p><p>　　曝氣式活性污泥脫臭法是日本福山等人在80年代初最先開發(fā)成功的，現(xiàn)已應(yīng)用于屎尿處理場(chǎng)和污水處理場(chǎng)的臭氣處理。町田等人從尿處理現(xiàn)場(chǎng)取出活性污泥，然后把粒徑為5~10mm 的木炭浸入其中，將其作為吸附細(xì)菌的填充物，填充高度為 60cm，空間速度為每時(shí)100，在硫化氫濃度為 800ppm

62、 條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最大去除速度是 2900g硫/(m3·d)，可見(jiàn)其速度非常高，其次是標(biāo)準(zhǔn)工廠中使用，例如選用從尿處理廠的尿調(diào)整槽中排出的高濃度惡臭氣體進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)，其硫化氫的負(fù)荷是 1000~1600 g 硫/ (m3·d)，結(jié)果幾乎完全去除。</p><p>　　從工業(yè)發(fā)展水平和自然條件等方面看，我國(guó)惡臭污染狀況與特點(diǎn)與國(guó)外一些國(guó)家的情況不盡相同，其一是城市與農(nóng)村的劃分比較明顯，就現(xiàn)階段農(nóng)

63、村的生活水平和有關(guān)設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r看，惡臭污染的矛盾還不十分明顯。二是城鎮(zhèn)人口的相對(duì)集中，工業(yè)發(fā)展速度較快而生產(chǎn)方式、工藝、設(shè)備的相對(duì)落后使得工業(yè)惡臭源的污染問(wèn)題比較嚴(yán)重。此外，老城市原有城市建設(shè)規(guī)劃的不合理、工業(yè)區(qū)與生活區(qū)的混雜、生活設(shè)施的不完善也是加劇城市惡臭物染的不利因素。</p><p>　　我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作發(fā)展較晚，以往的研究和管理還是著重于大氣、水質(zhì)中的特征污染物，對(duì)于城市惡臭污染的調(diào)查和有關(guān)測(cè)試、標(biāo)

64、準(zhǔn)方面的研究及這方面的實(shí)驗(yàn)室研究是到80年代末90年代初才開始的，在1993 年才對(duì)惡臭污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)做了暫時(shí)規(guī)定。而對(duì)脫臭技術(shù)的研究則是近幾年才開始的，目前僅有少量報(bào)道[39~42]。我國(guó)從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，已對(duì)惡臭污染治理開展了一些研究并取得了一些進(jìn)展，例如已成功地采用化學(xué)或物理的方法凈化處理高濃度惡臭氣體，但惡臭問(wèn)題仍是市民投訴的熱點(diǎn)，所以國(guó)內(nèi)有關(guān)惡臭污染防治的呼聲越來(lái)越高。在我國(guó)利用微生物處理惡臭技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)也越來(lái)越廣泛。

65、并且對(duì)硫化氫采用生物處理已有一定的研究。例如馬紅等采用海藻包埋固定生物顆粒[43]，利用固定床反應(yīng)器處理含氨臭氣，氣相氨的去除率大于92%，消化速率大于 0.63g/(kg·d)。沈根祥等利用Anew.EM微生物對(duì)雞糞進(jìn)行除臭實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，EM對(duì)墊料中氨氮產(chǎn)生硝化、反硝化和微生物固氮作用而減少氨的揮發(fā)，達(dá)到除臭的目的。河北科技大學(xué)任愛(ài)玲等人采用 PVC 彈性立體填料進(jìn)行了好氧生物法脫硫的研究。結(jié)果表明：生物膜速度快，馴化時(shí)間

66、短，抗沖擊負(fù)荷</p><p>　　在生物處理臭氣過(guò)程中，關(guān)鍵在于高效脫臭微生物菌株的篩選。這方面大多采用馴化的城市污水處理廠活性污泥進(jìn)行處理研究，如馬肖衛(wèi)和李建國(guó)從城市污水處理廠火星污泥接種的生物濾池經(jīng)低濃度硫化氫氣體直流通氣馴化培養(yǎng)出脫硫化氫效果良好的脫硫菌群[47]。鄭士民等人從金礦酸水中分離得到氧化亞鐵硫桿菌P3-20菌株[48]，以軟性纖維和玻璃鋼蜂窩作為載體制成生物膜反應(yīng)器，采用穿流柵孔板塔為氣體吸收

67、塔，在塔板數(shù)為3塊的條件下對(duì)石油催化干氣和沼氣進(jìn)行脫硫，硫化氫的去除率分別為71.45%和46.91%。</p><p>　　2.9 目前主要的廢氣生物處理技術(shù)對(duì)比</p><p>　　最初的生物過(guò)濾法采用的過(guò)濾介質(zhì)為土壤，隨后采用含微生物較高的堆肥等為介質(zhì)，近來(lái)又開始采用工程材料如活性炭、陶粒為濾料進(jìn)行脫臭研究。因此根據(jù)濾料的不同，生物過(guò)濾法又可分壤脫臭法、堆肥脫臭法和生物濾池脫臭法等

68、。目前主要的生物方法有生物過(guò)濾法、生物滴濾法以及生物洗滌法等?，F(xiàn)將此三種目前最為常見(jiàn)的生物方法作如下比較：</p><p>　　生物滴濾池具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1、內(nèi)裝有惰性填料,它只起生物載體作用，其孔隙率高、阻力小、使用壽命長(zhǎng),不需頻繁更換；</p><p>　　2、設(shè)有循環(huán)液裝置，可調(diào)節(jié)濕度和pH值，供給營(yíng)養(yǎng)和微量元素，生物相靜止而液相流動(dòng)，因而

69、填料上可生存世代周期長(zhǎng)、降解特殊氣體的菌群，可承受比生物過(guò)濾器更大的處理負(fù)荷，且抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),填料不易堵塞、壓降?。?</p><p>　　3、污染物的吸收和生物降解在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作條件可靈活控制。</p><p>　　4、安裝有溫度控制裝置，當(dāng)內(nèi)部氣體溫度顯示下降至微生物的正常生長(zhǎng)溫度時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)信號(hào)給熱風(fēng)機(jī)，使其工作以提高池內(nèi)的溫度。當(dāng)氣體低于20OC時(shí)，熱風(fēng)機(jī)

70、開始運(yùn)轉(zhuǎn)，直至溫度達(dá)到微生物適宜溫度為止，一般為25OC左右。</p><p>　　與生物濾池相比，生物滴濾池的反應(yīng)條件易于控制（通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)液的pH值、溫度等參數(shù)控制）。故在處理鹵代烴及含硫、氮等污染物微生物降解后會(huì)產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物，因此使用生物滴濾池比使用生物濾池更有效。由于單位體積填料層中微生物濃度高，所以生物滴濾池更適合處理高負(fù)荷有機(jī)廢氣使用。</p><p>　　鑒于以上特點(diǎn)，生

71、物滴濾器已成為處理?yè)]發(fā)性大氣污染物的應(yīng)用熱點(diǎn)。</p><p>　　表2.1 生物濾床和生物滴濾池處理氣體的比較</p><p>　　生物法凈化有機(jī)廢氣的機(jī)理是利用微生物通過(guò)代謝活動(dòng)，將廢氣中的有機(jī)組成轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物（CO2、水等）及細(xì)胞組成物質(zhì)的過(guò)程。由于氣、液相（或固體表面液膜）之間的有機(jī)物濃度梯度和水溶性的作用，廢氣中的污染物首先要經(jīng)過(guò)氣、液相間的傳質(zhì)過(guò)程，然后在液相中被微生物降

72、解，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物一部分溶于液相，一部分作為細(xì)胞物質(zhì)或細(xì)胞代謝能源，還有一部分（如CO2）則從液相轉(zhuǎn)移到氣相，廢氣中的污染物通過(guò)上述過(guò)程不斷減少，從而被凈化。</p><p>　　特定的氣態(tài)污染物都有其特定的適宜處理微生物群落，根據(jù)營(yíng)養(yǎng)來(lái)源來(lái)分，能進(jìn)行氣態(tài)污染物降解的微生物可分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩類。自養(yǎng)茵主要適于進(jìn)行無(wú)機(jī)物的轉(zhuǎn)化，如硝化、反硝化和硫酸茵可在無(wú)有機(jī)碳和氮的條件下靠氨、硝酸鹽和硫化氫、硫及鐵離子的氧化

73、獲得能量，進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。但是由于自養(yǎng)茵的新陳代謝活動(dòng)較慢，它只適于較低濃度無(wú)機(jī)廢氣的處理：異養(yǎng)菌是通過(guò)對(duì)有機(jī)物的氧化代謝來(lái)獲得能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的，在適宜的溫度、PH值和氧條件下，它們能較快地完成污染物的降解：因此，這類微生物多用于有機(jī)廢氣的凈化處理。目前．適于生物處理的氣態(tài)污染物主要有乙醇、硫醉、酚、甲酚、吲哚、脂肪酸、乙醛、酮、二硫化碳、氨和胺等。</p><p>　　下表是三種處理技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：<

74、;/p><p>　　表2.2 三種處理技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比</p><p>　　與生物過(guò)濾塔相比，生物滴濾池的反應(yīng)條件(pH值、濕度)易于控制(通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)液的pH值、濕度)，故在處理鹵代烴、含硫、含氮等微生物降解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物的污染物時(shí)，生物滴濾池較生物過(guò)濾塔更有效。另外，由于生物滴濾池的反應(yīng)條件由人為控制，所以濾池中的環(huán)境更適于微生物的生長(zhǎng)和繁殖，單位體積填料的生物量較生物過(guò)濾

75、塔多，也更適于凈化負(fù)荷較高的廢氣。</p><p>　　表2.3 三種裝置工作條件對(duì)比</p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　3.1 硫化氫的設(shè)計(jì)處理氣量和組成成分</p><p>　　根據(jù)某煉油廠提供的有關(guān)技術(shù)資料，排放點(diǎn)排放的有機(jī)廢氣量及廢氣中硝基苯濃度估算如下：</p>

76、<p>　　硫化氫的廢氣量：14200m3/h</p><p>　　硫化氫的濃度：394.26~776.52 mg/m3</p><p><b>　　廢氣溫度：40oC</b></p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　?。?）人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1629

77、7-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》</p><p>　?。?）GBJ243-82 《通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》</p><p>　?。?）GBJ235-82 《工業(yè)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》</p><p>　　3.2.1 設(shè)計(jì)的原則</p><p>　　嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定，確保各項(xiàng)排氣指標(biāo)符合廣州地方二級(jí)以上大氣污染

78、物排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　工藝可靠、靈活、衛(wèi)生、節(jié)能、綜合運(yùn)行成本低，操作管理方便，節(jié)能投資且能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的原則。</p><p>　　電氣設(shè)備可能采用半自動(dòng)控制，最大限度減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　確保達(dá)標(biāo)排放、不產(chǎn)生二次污染。</p><p>　　各排放點(diǎn)的廢氣治理設(shè)備均設(shè)置在車間廠房的天臺(tái)上。</p>

79、<p>　　3.2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)</p><p>　　在不影響現(xiàn)有加工工藝的基礎(chǔ)上，該煉油廠所產(chǎn)生的硫化氫廢氣經(jīng)治理后，符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。</p><p>　　BTF系統(tǒng)處理硫化氫廢氣工程處理工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 工藝流程</b></p&g

80、t;<p>　　BTF，英文全稱Biotrickling Filter，中文全稱生物滴濾池。本設(shè)計(jì)工藝流程是：廢氣由池底進(jìn)入，在流動(dòng)過(guò)程中與生物濾料接觸而被凈化，凈化后的氣體由池頂排出，循環(huán)噴淋液供給生物養(yǎng)分，移走代謝產(chǎn)物和老化生物體，保持生物活性。 BTF工藝的反應(yīng)條件（pH值、溫度）易于控制（由人為控制），濾床中環(huán)境更適于微生物的生長(zhǎng)繁殖，單位體積填料的生物量較多，更適于凈化負(fù)荷較高的廢氣。</p>

81、<p>　　4.2 工藝流程圖</p><p>　　圖4.1 生物滴濾池工藝流程圖</p><p>　　4.3 裝置示意圖</p><p>　　圖4.2 生物滴濾池示意圖</p><p><b>　　4.4 影響因素</b></p><p>　　影響生物滴濾池除臭效果的因素主要

82、有：廢氣中污染物質(zhì)的種類及含量、濕度、溫度、PH值以及所用填料特性等。</p><p>　　1、廢氣中污染物質(zhì)的種類及含量</p><p>　　廢氣中的污染物應(yīng)為可以被微生物利用和降解的有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)，而且不含有對(duì)微生物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用的有毒物質(zhì)。對(duì)于生物滴濾池，廢氣中的污染物含量不宜過(guò)高，若含量過(guò)高將會(huì)使微生物大量繁殖，從而導(dǎo)致填料的空隙率大大降低，最終影響除臭效果和使用壽命。研究表明，

83、適宜的有機(jī)物質(zhì)量濃度為1000mg/m3以下。另外，廢氣中的化合物應(yīng)是溶于水和可生物降解的，廢氣中不含大量對(duì)微生物有毒的物質(zhì)及大量的灰塵、油脂等。</p><p><b>　　2、濕度</b></p><p>　　在生物過(guò)濾池中，填料層的均衡濕潤(rùn)性制約著生物濾池的透氣性和處理效果。若濕潤(rùn)效果不夠，生物滴濾池中的填料會(huì)變干并生成裂紋，嚴(yán)重影響廢氣通過(guò)填料層的均勻性，導(dǎo)致

84、除臭效果變差；但是過(guò)分濕潤(rùn)會(huì)形成高氣動(dòng)阻力的無(wú)氧區(qū)，從而會(huì)減少?gòu)U氣中污染物與填料層的接觸時(shí)間，并生成帶有氣味的揮發(fā)物。因此廢氣在進(jìn)入生物濾池之前須先經(jīng)過(guò)濕潤(rùn)，一般進(jìn)氣的濕度應(yīng)大于95%，以保證填料具有一定的持水率。</p><p><b>　　3、溫度和PH值</b></p><p>　　每種微生物均有一合適的生長(zhǎng)溫度和PH值，因此，溫度和PH值是影響微生物生長(zhǎng)的關(guān)鍵

85、因素。廢氣生物凈化的中溫是20—30℃，高溫是50—65℃，在此范圍內(nèi)生物滴濾池都可正常運(yùn)行。在廢氣生物凈化過(guò)程中，由于H2S等的氧化分解會(huì)導(dǎo)致凈化環(huán)境中的PH下降，可通過(guò)在生物濾池的填料上噴灑PH值緩沖劑來(lái)穩(wěn)定PH值。</p><p><b>　　4、所用填料特性</b></p><p>　　生物滴濾池所選用的填料特性也是影響其處理效果的關(guān)鍵因素。填料的選擇不僅要考

86、慮到比表面積、機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性及價(jià)格等方面，還要考慮持水性的問(wèn)題。</p><p><b>　　4.5 填料選擇</b></p><p>　　微生物在廢氣處理實(shí)際工程中應(yīng)用效果的優(yōu)劣，與所用的填料特性有密切關(guān)系。不同的填料具有不同的特性，適用于不同的場(chǎng)合。若選用填料不合理，則不僅難以達(dá)到既定的使用目標(biāo)，甚至可物處理過(guò)程失敗，會(huì)導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因而，合理應(yīng)用

87、是至關(guān)重要的。一般而言，選擇填料有以下要求：</p><p>　　1、應(yīng)具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐腐蝕、耐摩擦的能力；</p><p>　　2、應(yīng)具有較大的比表面積，可給微生物提供充分的附著及與污染氣體接觸的面積，提高生物量，從而盡可能地提高單位體積有機(jī)污染物降解量；</p><p>　　3、應(yīng)具有較好的表面性質(zhì)，要有親水性，便于微生物和水的附著，通常表面粗糙的填料易掛

88、膜，適合微生物生長(zhǎng)；</p><p>　　4、應(yīng)具有足夠的空隙率供生物膜生長(zhǎng)，確保供氧充足，同時(shí)，防止反應(yīng)器中微生物快速增長(zhǎng)，引起堵塞和壓降升高，造成短流；</p><p>　　5、無(wú)毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；</p><p>　　6、就地取材、價(jià)格合理。</p><p>　　就各種填料來(lái)說(shuō)，PVC作為填料處理煉油廠產(chǎn)生的惡臭氣體，掛膜微生物為該廠污

89、水處理系統(tǒng)的活性污泥，使PVC彈性填料生物滴濾池可以高效脫除低濃度H2S等惡臭氣體。煉油廠活性污泥是良好的脫臭菌源，經(jīng)馴化，可形成脫除低濃度H2S等惡臭氣體的高效菌群落。適度的噴淋操作對(duì)保持生物填料池的脫臭活性具有很大作用，噴淋水量1000～1500L/（m2h）的條件下，對(duì)于進(jìn)氣惡臭質(zhì)量濃度少于400mg/m3的氣體時(shí)，生物滴濾池池對(duì)H2S等惡臭氣體的脫除率維持在95%以上。因此我采用PVC彈性填料的生物滴濾池處理H2S等惡臭氣體。&

90、lt;/p><p>　　填料層的高度對(duì)脫硫效率有著直接的影響，而且填料層的高度對(duì)生物滴濾池的工業(yè)應(yīng)用在一定程度上起著決定作用。填料層高度的增加可以明顯提高脫除惡臭的效率。這是因?yàn)樘盍蠈痈叨仍黾樱笻2S等惡臭氣體穿過(guò)填料層的路徑隨之增大，在生物滴濾池填料層中的停留時(shí)間變長(zhǎng)，惡臭氣體與噴淋液及生物膜的接觸反應(yīng)時(shí)間也將增加，因此，脫除效率相應(yīng)提高。同時(shí)，氣體通過(guò)滴濾池的壓力損失也隨著填料層高度的增加、氣體流速的增加而增大

91、，因此，填料層增加高度，動(dòng)力損失相應(yīng)加大。所以，盡管增加填料層高度可提高凈化效率，但實(shí)際操作中必須依據(jù)進(jìn)口氣體濃度以及凈化要求來(lái)計(jì)算填料層高度，否則一味增加填料高度，凈化效率的提高是微不足道的也是不經(jīng)濟(jì)的。由于生物滴濾池的填料層有效吸收高度H＝1.5m，所以設(shè)計(jì)填料層只為一層。 </p><p>　　4.6 工藝條件控制</p><p>　　整個(gè)處理工藝包括收集和處理。為了避免氣味源氣味

92、擴(kuò)散，擴(kuò)散源要求封閉，并使它處于負(fù)壓狀態(tài)。吸氣量的大小可根據(jù)室內(nèi)是否進(jìn)人，按2～8 次/h換氣量計(jì)算;不進(jìn)人或一般不進(jìn)人的地方，空氣交換量應(yīng)為2～3次/h；對(duì)于有人進(jìn)入、但工作時(shí)間不長(zhǎng)的空間，空氣的交換量為2～3.5次/h；有人長(zhǎng)時(shí)間工作的空間，空氣的交換量為4～8 次/h。 在寒冷地區(qū)空氣的交換量比較大時(shí)，要考慮防止冬天室內(nèi)結(jié)冰問(wèn)題。 從氣味源收集到的氣體被送到生物滴濾池處理，進(jìn)滴濾池的空氣要求潮濕，相對(duì)濕度必須為8

93、0%～95%，否則填料會(huì)干化，微生物將失活。為了防止滴濾池被堵塞，必須在空氣進(jìn)入以前除去其中的小顆粒，所以空氣進(jìn)入以前要進(jìn)行水洗以提高濕度，并去除灰塵和分離油分。運(yùn)行中要調(diào)節(jié)噴水量，維持洗滌器中氣體達(dá)到所要求的濕度，用于噴淋的水可以是自來(lái)水、廠區(qū)工業(yè)用水或者滴濾池本身的滲水。</p><p><b>　　工藝設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　5.1 滴濾池尺寸的

94、確定</p><p><b>　　計(jì)算池徑</b></p><p>　　一般情況下，滴濾池的內(nèi)徑是根據(jù)氣體負(fù)荷來(lái)計(jì)算的。依體積流量公式得：</p><p>　　= = 2.89m</p><p>　　式中 D—池的直徑，m</p><p>　　Q—?dú)怏w的體積流量，m3/s</p>

95、<p>　　u—空池氣速，m/s ，取u＝0.6m/s</p><p>　　由上式計(jì)算出來(lái)的池徑，需根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行圓整，以便于池設(shè)備的制造和維修。經(jīng)圓整后，D=2900mm</p><p>　　利用圓整后的池徑重新計(jì)算氣速u</p><p><b>　　u＝＝0.6m/s</b></p><p>　　滴

96、濾池有效吸收高度的確定</p><p>　　= 0.62.8 =1680mm</p><p>　　式中 h—吸收池有效吸收高度</p><p>　　t—反應(yīng)停留時(shí)間，s，根據(jù)參考文獻(xiàn)，取t＝2.8s</p><p><b>　　滴濾池總高</b></p><p>　　滴濾池總高 H＝滴濾池有效高

97、度h＋池頂?shù)絿娏芷鞲叨龋珰怏w進(jìn)口到池底高度</p><p>　?。?680＋1.2D＋0.3D ＝1680 + 3480 + 870 = 6030 mm </p><p>　　5.2 噴淋量的確定</p><p>　　40oC時(shí)氣體的摩爾體積V</p><p><b>　　氣體的摩爾流率：</b></p>

98、<p><b>　　液體的摩爾流率：</b></p><p><b>　　取,則</b></p><p>　　式中 L—液體的摩爾流率，</p><p>　　G—?dú)怏w的摩爾流率，</p><p>　　5.3 滴濾池附件的選擇</p><p><b>

99、　　氣體分布器的選擇</b></p><p>　　氣體進(jìn)口裝置的設(shè)計(jì)，應(yīng)能防止淋下的液體進(jìn)入管內(nèi)，同時(shí)還要使氣體分散均勻。因此，不宜使氣體直接由管接口或水平管沖入池內(nèi)，而應(yīng)使氣流的出口朝向下方，使氣流折轉(zhuǎn)向上。對(duì)于直徑在500mm以下的小池，可使進(jìn)氣管伸到塔的中心線位置，管端切成45o向下的斜口或直接向下的長(zhǎng)方形切口；對(duì)于直徑1.5m以下的塔，管的末端可制成向下的喇叭形擴(kuò)大口；對(duì)于更大的塔，應(yīng)考慮盤管

100、式的分布結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　氣體的入塔速度一般為0.1~1m/s，以降低突然擴(kuò)大造成的壓頭損失，并有利于氣流均勻分布，當(dāng)氣速較高時(shí)，可配以喇叭管。大型塔中用配有導(dǎo)流板的環(huán)形分布器。</p><p>　　根據(jù)計(jì)算所得，吸收塔的直徑為2900mm，因此選用盤管式擴(kuò)大口氣體分布器，進(jìn)口管直徑500mm，進(jìn)口風(fēng)速0.6 m/s，阻力約300pa。</p><p>

101、<b>　　液體噴淋裝置</b></p><p>　　液體噴淋裝置的作用是為了有效地分布液體，使液體與氣體充分接觸。當(dāng)液體噴淋裝置設(shè)計(jì)不合理時(shí)，將導(dǎo)致液體分布不均，使部分截面上的氣體沒(méi)有與液體接觸，直接影響塔的處理能力和分離效率。選擇液體噴林裝置的原則是能使液體均勻地分散開來(lái)，使整個(gè)塔截面氣體與液體都能充分接觸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和檢修方便。</p><p>　　液體噴淋

102、裝置的結(jié)構(gòu)形式很多，對(duì)于各種類型的塔，應(yīng)根據(jù)他靜的不同，選擇不同的噴淋結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的噴淋器結(jié)構(gòu)有如下幾種：</p><p><b>　　（1）管式噴淋器</b></p><p>　　管式噴淋器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造和安裝都很方便，但噴灑面積小，液流不均勻，因而只適用于較小直徑的塔。管式噴淋器的常用結(jié)構(gòu)有以下幾種：</p><p>　　（a）彎管式噴

103、淋器和缺口式噴淋器</p><p>　　這兩種結(jié)構(gòu)的噴淋器都是讓液體直接向下流出，為了避免水力沖擊瓷環(huán)及液體分配不均，最好在流出口下面加一塊圓形擋板。它們一般適用于300mm以下的小塔。缺口式噴淋器的開孔面積，為管截面積的0.5～1.0倍。</p><p>　?。╞）多孔直管式噴淋器和多孔盤管式噴淋器</p><p>　　多孔管式噴淋器的結(jié)構(gòu)是在直管或盤管底部鉆有3

104、～5排 3～8mm的小孔，液體由小孔噴淋而下?？椎目偨孛娣e大致與進(jìn)液管的截面積相等。多孔直管式噴淋器多用于800mm以下的塔，對(duì)于小直徑的塔，可不用支持管。而多孔盤管式噴淋器適用于直徑1.2m以下的塔，盤管中心線的直徑（D1）為塔徑的0.6～0.8倍。</p><p>　　（2）蓮蓬頭式噴淋器</p><p>　　蓮蓬頭式噴淋器具有半球形的外殼，在殼壁上開有許多小孔，液體以一定壓力由小孔噴

105、出，均勻地噴灑，在壓力穩(wěn)定的場(chǎng)合，可以達(dá)到較為均勻的噴淋效果，由于噴淋器的尺寸有限，一般只適用于直徑600mm以下的塔中。</p><p><b>　?。?）盤式分布器</b></p><p>　　盤式分布器由分布盤和進(jìn)口管兩部分構(gòu)成，分布盤上開有3～10mm的篩孔或 15mm的溢流管，液體先流到分布盤上，然后通過(guò)分布盤邊緣的鋸齒溢流，或通過(guò)盤上的篩孔或溢流管均勻噴灑

106、在整個(gè)塔截面上。盤式分布器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液體通過(guò)時(shí)的阻力小，其分布比較均勻，一般適用于直徑800mm以上的塔。</p><p><b>　?。?）沖擊式噴淋器</b></p><p>　　沖擊式噴淋器其優(yōu)點(diǎn)是噴灑半徑大（最高時(shí)可達(dá)3m），液體流量大，為50～200m3/h，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)杜塞。缺點(diǎn)是改變液體流量或液體壓頭時(shí)會(huì)影響噴灑半徑，因此，應(yīng)在操作比較恒定的條件下使

107、用。</p><p>　　根據(jù)吸收塔的實(shí)際條件以及以上所述，選用篩孔盤式分布器，分布盤直徑＝0.6×D＝0.6×2.9＝1.74m，阻力約100Pa。</p><p><b>　　塔頂除霧器</b></p><p>　　穿過(guò)吸收塔的氣體有時(shí)會(huì)夾帶液體和霧滴，因此有時(shí)需在塔頂氣體排出口前設(shè)置除霧沫器，以盡量除去氣體中被夾帶的液

108、體霧沫，常用的型式有以下幾種。</p><p><b>　?。?）填料除霧器</b></p><p>　　即在塔頂氣體出口前，再通過(guò)一層干填料，達(dá)到分離霧沫的目的。填料一般為環(huán)形，填料的高度根據(jù)除沫要求和容許壓強(qiáng)來(lái)決定。它的除沫效率高，但阻力較大。</p><p>　?。?）折流板式除霧器</p><p>　　它是利用慣

109、性原理設(shè)計(jì)的最簡(jiǎn)單的除霧裝置。除霧板由50mm50mm3mm的角鋼組成，板間橫向距離為25mm。這種除霧器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有效，常和塔器構(gòu)成一個(gè)整體，阻力小，不易堵塞，能除去50以上的霧滴，壓力降一般為50～100pa。</p><p><b>　　（3）絲網(wǎng)除霧器</b></p><p>　　絲網(wǎng)除霧器是一種分離效率高，阻力較小，重量較輕，所占空間不大的除霧器。它由金屬

110、或塑料絲編織成網(wǎng)，卷成盤狀而成?？沙ゴ笥?的霧滴，此過(guò)濾可達(dá)98％～99%,壓力降不超過(guò)250pa。但不宜用于液滴中含有或溶有固體物質(zhì)的場(chǎng)合，以免液相蒸發(fā)后固體產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。</p><p>　　根據(jù)滴濾池的實(shí)際條件以及以上所述，絲網(wǎng)除霧器，進(jìn)口管直徑2900mm，厚度為400mm，阻力約200Pa。</p><p><b>　　5.4 管網(wǎng)設(shè)計(jì)</b></