锦州臭气治理项目技术方案.docx
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锦州臭气治理项目技术方案
中国石油天然气股份有限公司
锦州分公司炼油污水场臭气治理
技术方案
富德工程(香港)有限公司
2008-12-25
第一篇总论3
第一章主要结论和建议3
第一节项目背景3
第二节编制依据3
第三节编制原则3
第四节推荐方案4
第五节结论和建议4
第二章项目范围4
第一节编制范围4
第二节依托条件和基础资料5
第三节项目实施计划5
第二篇臭气处理技术方案6
第一章项目实施步骤6
第二章加盖密闭收集方案6
第一节玻璃钢制作工艺7
第二节加盖密闭收集方案8
第三章生物除臭技术方案10
第一节臭气处理技术介绍10
第二节生物臭气处理技术13
第三节生物除臭技术方案16
第四节仪表和控制24
第四章总图运输和土建25
第一节总图运输25
第二节土建25
第五章公用工程26
第一节给排水26
第二节供电26
第三篇经济分析28
第一章投资估算28
第一节估算范围和依据28
第二节投资估算28
第三节运行费用估算28
第一篇总论
第一章主要结论和建议
第一节项目背景
中国石油天然气股份有限公司锦州分公司(以下简称广石化)南污水处理厂的缺氧池,一、二级耗氧曝气池在污水处理过程中排放的气体包含氮氧化物、硫化氢等物质,是一个较大的恶臭污染源。
由于没有对臭味源的恶臭气源物质进行处理,因此现场臭味没有得到有效消除。
锦州石化位于锦州市的城市边缘,且炼油污水场就在居民区附近,环境问题十分敏感,而随着公众对环境保护的关注,环保标准的日趋严格,执法力度的加大,如不采取有效措施使污水处理场的臭味得到有效治理,将影响中石油的形象和企业的可持续发展,企业所面临的形势严峻。
根据锦州石化炼油污水场的实际情况和问题,要实现臭气彻底治理的目的,必须要对炼油污水处理过程中产生的臭气进行收集和处理,消除臭气污染,这样才能保证企业的可持续发展。
第二节编制依据
1、锦州石化安全环保部提供的污水场现有装置尺寸和平面布置图,系统排放气体初步取样分析数据;
2、臭气处理技术有关资料;
其他有关规定、研究和调查资料。
第三节编制原则
1、采用成熟可靠的工艺,保证处理效果,以达到稳定达标的要求;
2、根据现场情况,方案合理,节省投资,严格控制费用;
3、提高系统的自控水平,配套高性能在线仪表,尽量实现自动控制,减轻操作和管理的劳动强度。
第四节推荐方案
根据多年的臭气治理经验,针对炼油污水场的臭气特点和现场条件,对缺氧池和一二级耗氧曝气池进行改造,增加引风收集系统,新增一套生物滤池系统对收集的臭气进行二次处理。
从而有效控制臭气的露天排放,达到除臭的目的。
第五节结论和建议
1、锦州石化地处居民区附近,厂区紧邻周围居民,臭气治理对于企业的可持续发展十分重要。
2、针对炼油污水处理场特点,采用全封闭处理收集系统,彻底控制臭气的露天排放。
3、采用成熟可靠的生物滤池工艺对臭气进行二次处理,具有较高的处理效率,节省建设成本和运行成本。
第二章项目范围
第一节编制范围
1、确定污水场需要进行臭气处理的装置;
2、确定臭气排放和处理量及处理规模;
3、根据处理要求,利用成熟可靠的臭气收集、处理工艺达到臭气治理的目标要求,使臭气达到稳定达标排放的标准;
4、确定臭气治理的建设布置和相关的公用工程配套设施;
5、估算项目总投资和运行费用;
6、确定项目实施步骤。
本项目编制范围为改造界区内主要装置和公用工程。
第二节依托条件和基础资料
本项目在锦州石化南污水厂区内完成建设要求,污水处理场的部分用地可满足建设要求,且水、电、汽等公用工程供应的条件具备。
第三节项目实施计划
项目实施按照整体考虑,分步实施的步骤完成,项目周期分为可行性研究、初步设计、施工设计、收集系统基建施工、生物滤池基建施工、调试试车、稳定运行和考核验收8个阶段,实施计划见表1-1
表1-1
项目阶段
实施进度
所需月份
1
2
3
4
5
6
7
8
1
方案和可研
2
初步设计
3
施工设计
4
收集系统施工准备
生物滤池系统施工准备
5
收集系统施工和安装
生物滤池系统施工和安装
6
调试试车
7
稳定运行
8
考核验收
9
正常运行
第二篇臭气处理技术方案
第一章项目实施步骤
项目分为两部分实施,第一部分是将污水场臭气源点作加盖密闭,消除臭气的露天排放,第二部分是将密闭空间内的臭气通过引风系统引到生物滤池系统进行二次生物处理,彻底降解臭气。
第二章加盖密闭收集方案
加盖密闭方案采用玻璃钢轻型结构。
玻璃钢,学名为玻璃纤维增强塑料,英文名称:
FRP---Fiberglass-ReinforcedPlastics玻璃纤维增强塑料。
玻璃钢是国外于20世纪初开发的一种新型复合材料,发展快、应用广、工艺档次高,具有强大的生命力。
近年来国内的玻璃钢应用也有长足的发展。
玻璃钢的主要特点是:
轻质、高强、防腐、保温、绝缘、隔音、寿命长等,它的密度为1.5-2.0,比钢轻3-4倍,而强度却比钢高1.7倍,因此,机械性能和物理性能好,可以替代钢、木和水泥等部分材料。
玻璃钢制品,目前在国防、航空、造船、汽车、旅游、建筑和民用等各个领域已被广泛采用,它将以优质塑料复合材料的品牌进入21世纪。
一、玻璃钢板材
FRP板材(也称玻璃钢板材或增强塑料板材)是由热固性塑料和强化玻璃纤维复合而成。
它的强度是普通塑料板材的几倍,比强度大于钢材和铝材。
是一种重要的工程墙面材料,它解决了传统墙面材料不易清洗、易凹陷变形、安装困难、耐久性差、易磨损、抗冲撞性能差的问题,FRP板材具有耐高温,耐老化,耐腐蚀,强度高,质轻不变形,耐磨擦,外观亮丽舒适等特点。
在世界各地已经逐步取代不锈钢板材、铝板、彩钢板、磁砖、油漆,广泛用于交通运输和建筑领域。
二、玻璃钢的耐候性
FRP板材属热固性高分子材料,耐温性能良好,使用温度在-70℃~80℃之间。
三、抗冲击性
由于产品结构中含有纵横交错的玻璃纤维增强材料,从而大大提高了产品的抗冲击性能,在受到碎石及冰雹的冲击下,不易破裂。
耐腐蚀性:
能耐各种酸、碱及其它化学物质腐蚀,特别适合在沿海及有腐蚀性的地方使用。
为此本项目采用玻璃钢作为覆盖罩板和管道材质。
其中玻璃钢波纹板覆盖各污水处理池,采用一级引风机将收集的臭气引入各分支玻璃钢管道,之后合并进入玻璃钢主管道。
下面分别对收集罩和管道的制作工艺进行简要说明。
第一节玻璃钢制作工艺
一、玻璃钢收集罩盖及管道制作工艺
1.设计说明
1.1玻璃钢收集罩盖设计条件
温度设计
-20~70℃
运行
50℃
压力设计
风压0.55KN/M²,雪压0.3KN/M²
接触介质
酸,碱,等腐蚀废气
接合效率n=
FRP1.0
耐蚀层C=
FRP2.0mm
1.2玻璃钢管道设计条件
直径
厚度
加强筋间距
备注
ID
T
Ls
㎜
㎜
㎜
1
Φ850
10.0
L=3.0
2
Φ700
9.0
L=3.5
3
Φ650
9.0
L=3.5
4
Φ500
9.0
加
强
筋
不
要
5
Φ450
9.0
6
Φ400
8.5
7
Φ350
7.5
8
Φ300
7.0
9
Φ250
6.0
10
Φ200
6.0
11
Φ150
5.0
2.玻璃钢制造说明
2.1玻璃钢制造方法
玻璃钢(纤维增强塑料)是用手工粘合的方法或机械缠绕的方法制作而成的。
在固定或转动的单向铸模里,放置片状纤维,把棍子,毛刷浸入树脂中,然后在纤维表面形成涂层,这就是FRP的形成方法。
为防止静电,在玻璃钢内层增涂防静电涂料0.5mm。
.
2.2玻璃钢物理性能
FRP厚度
极限应力
常温时(20℃)
单位
Mm
kgf/cm²
Mpa=N/mm²
拉伸强度
4~5
630
62
6~7
840
82
7.5~8.5
950
93
≧9.0
1100
108
弯曲强度
4~5
1100
108
6~7
1300
127
7.5~8.5
1400
137
≧9.0
1500
147
压缩强度
﹤4
1500
147
剪切强度
﹤4
800
78
弹性模量
4~5
49000
4805
6~7
56000
5492
7.5~8.5
63000
6178
≧9.0
70000
6865
3.玻璃钢模具制作工艺
除臭收集罩模具,要先制木模后,再制成玻璃钢模,后在模上制作产品。
工艺流程:
制木模——木模油漆——制成玻璃钢模——脱模——
模具修整——模具加强——表面处理
第二节加盖密闭收集方案
一、收集覆盖点
本次需要收集臭气进行覆盖的主要是缺氧池和一二级曝气耗氧池,根据臭气量核算管线,增加引风机。
具体说明如下:
1、缺氧池和一级曝气耗氧池
由于缺氧池和一级耗氧池处于相连位置,因此对两池采用双曲拱形玻璃钢结构覆盖。
具体覆盖形式见图2-1。
初步核算收集管线管径为DN500,并分别增加引风机两台,引风至DN800收集主管线至生物滤池。
2、二级耗氧曝气池
二级耗氧曝气池同样采用双曲拱形结构玻璃钢加盖密闭。
设置引风机一台,之后经DN500管线至收集主管线。
为防止臭气在收集和传输过程中的静电危害,在收集罩和管道内层增设一层防静电涂层,引风机采用防爆型玻璃钢引风机,消除静电影响。
图2-1
二、覆盖面积及收集管道长度
1、覆盖面积
表2-1列出所需覆盖的具体面积和形式
表2-1
序号
名称
规格,m
投影面积m²
覆盖面积m²
罩盖形式
1
缺氧池
48×4.5×5.46格
1296
1800
双曲拱型结构
2
一级耗氧曝气池
48×4.5×5.48格
1728
2340
双曲拱型结构
3
二级耗氧曝气池
48×4.5×5.48格
1728
2340
双曲拱型结构
4
合计
4752
6480
2、收集管道和风机型号
收集管道及风机型号见表2-2
表2-2
序号
名称
引风量
介质
风机电机型号
管径
管线长度m
1
缺氧池
6800
油气、水蒸气
1.1kw
DN500
2
一级耗氧曝气池
9100
油气、水蒸气
1.5kw
DN500
3
二级耗氧曝气池
9100
油气、水蒸气
1.5kw
DN500
4
输送主管
DN800
管道和收集罩的连接需要现场确定开孔位置(初步设计时细化),收集罩设置双向通风装置及可见视镜,保证收集罩内操作压力,并可以满足方便及时观察和巡检的需要。
第三章生物除臭技术方案
第一节臭气处理技术介绍
除了初级处理方式,例如从源头上减少散发量等,很多不同的技术可用来作为二级处理方式来处理已产生的污染气体和蒸发物。
基于臭气的性质、流量,二级处理方式的选择还取决于经济性和生态环境的限制。
为了把污染降低到法定标准以下,可能需要多种技术的综合应用,在这里先介绍一下最常用的臭气二级处理技术。
一、浓缩
可以通过对废气的同时冷却和加压的方式回收部分污染物,这种技术只适合高浓度臭气,通常之后还要加上其他处理方式以达到排放标准。
二、焚烧
对臭气的焚烧可以通过热法、接触反应法或电法实现,用焚烧工艺来回收部分热量是可能的。
用热法焚烧,污染物在700ºC-1400ºC的温度焚烧,热法焚烧可能是最广泛应用的二级处理技术。
接触氧化法可以使用低一些的温度(200-700ºC),催化剂通常使用Pt,Pd,Rh,CuO2/MnO2等等,根据臭气成分的不同作不同选择。
电法焚烧是新近推出的工艺,臭气在设置好的电场里焚烧,这种技术不但具有应用中温的优势(800ºC),它对进氧浓度要求可以低到4%。
三、吸附
通常在一个活性炭固定或流动床上进行,对污染物的去处效率较高,特别是当臭气中污染物浓度较低时。
在解吸附和吸附剂再生过程中可回收污染物,然而更换或焚烧吸附剂通常来得更经济。
吸附法通常运行成本较高。
四、吸收
不同种的吸收技术可供应用,所有这些技术都用辅助擦洗过程,经常使用水,但其他溶剂也可使用,例如硅油。
污染物由此转变成液体,然后送去继续处理。
在一些特殊的案例中,可以从溶剂中回收污染物。
为了气液转化阶段所需的巨大接触区域,可以使用装填或泡沫柱体、冲洗塔或文室管接触器。
吸收法包括高投资和高运行费用。
五、生物法
生物臭气处理技术利用混合微生物群体来降解化学物质,气体污染物在降解前先加湿,生物法不但能有效去除有机污染,同时也能有效去除无机污染物,通常工作温度为15到30ºC,生物臭气处理技术提供了性价比很高的工艺,特别是对轻度污染但气量很大的臭气。
六、臭气处理费用
臭气处理是昂贵的工艺,选择上述技术中的一种或几种混合使用,取决于去除效率和经济性两方面的因素。
图2-2比较了几种不同技术在不同进气臭气浓度情况下的相对费用,从这张图可以发现生物工艺特别是生物过滤工艺是性价比最高的,特别是当臭气中污染物浓度相对较低的时候。
图2-2
相关费用
进气浓度
上图几种臭气处理技术的相对费用比较:
气量40,000m3/h,价格2005年的标准。
A)热法焚烧(包括热量回收);
B)接触反应法焚烧(包括热量回收);
C)活性炭吸附法(没有再生);
D)活性炭吸附法(包括再生);
E)吸附法加热法炭焚烧;
F)水吸收法;
G)化学氧化法;
H)生物擦洗法;
I)生物过滤法。
选择技术和处理费用的评估需要对需处理臭气有综合性的了解,主要是以下几方面:
-臭气流量
-臭气污染物成分和浓度
-需要达到的去除率
-污染物成分和气体流量的变化
-运行模式(连续性或间歇性)
-臭气的温度和相对湿度
-臭气的可燃度和爆炸性范围
-臭气的烟尘和油的含量
-气体中污染物的生物可降解程度
对于生物法来说,最后那条评估起来特别复杂,特别是当要去除多种物质时。
当所有这些化学物质都在此工艺环境中存在时,每一个污染物的可降解度都必须考虑到,无论是部分或完全不可降解。
七、结论
从各项数据对比中可以看到,生物过滤法处理臭气无论从经济性、去除效率上都具有
明显的优势。
因此本次工程选取生物过滤法作为臭气处理的技术手段。
第二节生物臭气处理技术
生物臭气处理技术主要利用微生物(主要是细菌)依靠氧气氧化化学物质,在生物降解前气体污染物先被加湿,生物降解后的C,H,O的最终产物含有污染物,在大多数情况下,是二氧化碳,水和微生物,在生物工艺中污染物被用作炭源和能量源被全面反应掉,产生热量,反应过程如下所示:
微生物
异(臭)味污染物+O2————→细胞物质+CO2+H2O
生物臭气处理法最常用的是生物擦洗法和生物过滤法,它们的区分在于运行模式、是否存在液体喷淋阶段和它们的连续反应阶段的媒介(气或液体)。
最常用的生物擦洗法技术和生物过滤法技术的优缺点比较见表2-3。
表2-3
缺点
优点
生物擦洗法
-高投资和高运行费用
-生物反应器需要通风装置
-产生废水
-高效率
-适合于处理产酸性污染物
生物过滤法
-需中和PH值后处理产酸性污染物
-需要容积大的反应器
-价格较低
-不产生废水
-高效率
一、生物过滤法
1、工艺概述
生物过滤工艺和擦洗法不同的是没有液体喷淋阶段,在臭气处理中,生物过滤法在两个领域已被证明是性价比最高的工艺:
臭气去除和有机溶解性挥发气体去除。
加湿后的污染气体穿过吸附着微生物群的多空过滤介质床,在过滤介质表面,混合细菌产生一层生物过滤膜,起到降解污染物的作用。
过滤介质使用不同材质调配而成,但大部分是由对生物反应惰性的材料组成(泥炭块、堆肥、石南花…),保证尽可能大的接触面积、较好的污染物吸附能力和提供额外的营养物质。
在最理想的情况下,二氧化碳是最主要的氧化产物,不会产生废水。
2、工艺原理
生物过滤工艺原理:
污染物(S1)被吸附在生物过滤膜上,它们不断扩散,填料被用作水和污染物的收集器,并有利于大量的混合细菌群固定在上面,污染物被微生物用作炭和能量的来源,最终氧化产物(主要是二氧化碳)被排出气罐。
3、生物过滤器的构造
除了控制系统,生物过滤器包括以下四个部分:
一套通风装置
一个加湿装置
一个臭气分配系统
一层或多层过滤物料
通风装置,通常使用离心机,能够保证系统总流量和压降(0.3-20cmCW),它的耗电量是主要的运行费用。
在生物过滤装置中,它处于工艺的末端。
为了保证填料的水分含量,空气相对湿度必须保持在很高的水平(>95%),相对湿度和水作用直接相关,并影响微生物生物降解动力状态。
加湿量取决于气体流量、温度和初始湿度,以及污染物的性质。
在过滤床进口处的臭气分配系统对工艺的高效起着极其关键的作用,不恰当的分配系统会引起沟壑,而造成气体的接触时间不均,而显著地增加运行费用。
过滤器的填料性质影响它的运行寿命和对细菌活性的维护,以及有效的运行费用。
我们的过滤介质是专利配方,运行寿命为5年以上,在这个期限之后需要更新。
由于填料酸化或缺失营养物质会造成压降增加或生物反应能力的降低。
因此,填料成分复杂,牵涉到混合大多数的有机物(包括生物反应惰性残余物),无机物和惰性材料,包括适当的细菌和矿物盐接种体。
4、臭气处理生物过滤器的典型运转参数
表2-4是生物过滤器典型的运转参数
表2-4
填料高度
1m
生物过滤器容积
1–3000m2
臭气流量
50-300,000m3h-1
生物过滤器表面负荷
5-500m3m-2h-1
生物过滤器体积负荷
5-500m3m-3h-1
填料容积率
ca.50%
气体平均有效停留时间
15-60s(min.2s)
滤床压降
0.2-1.0cmCW(max.10cm)
进气污染物浓度
0.01-5gpollutantsm-3air
and/or
500-500,000OUm-3
操作温度
15-30ºC
进气相对湿度
>98%
填料含水率
ca.60%mass
填料pH值
pH6-8
去除率
60-100%
第三节生物除臭技术方案
一、臭气点源及处理量
本次工程主要是针对产生臭味的气体进行生物过滤处理,使臭味得到有效控制,达到国家排放标准。
针对现场情况,我们确定了污水场主要臭味气源的位置,并根据气源情况确定了需要处理的臭气气量。
臭气气源主要集中在缺氧池、一、二级耗氧曝气池等处。
因此本工程主要治理臭气点源即为上述区域。
通过现场调研,我们通过计算确定了污水场需要处理的气量。
污水场需要处理的主要臭气气量见下表2-5。
表2-5
序号
名称
规格(M)
有效体积(m3)
传播介质
数量
平均换气次数1/h
平均换气流量m3/h
总换气流量m3/h
最高换气次数(有人员操作)1/h
最高换气流量(有人员操作)m3/h
1
缺氧池
48×4.5×5.4
6998
污水
6
2
1944
3888
5
4860
2
一级耗氧曝气池
48×4.5×5.4
9331
污水
8
2
2592
5184
5
6480
3
二级耗氧曝气池
48×4.5×5.4
9331
污水
8
2
2592
5184
5
6480
4
总处理量
24948
5
设计所取处理量
27000
二、执行及验收标准
《环境空气质量标准》GB3095-1996
《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
《恶臭污染物排放标准》GB14554-1993
《城镇污水处理污染物排放标准》GB18918-2002
《压缩机,风机,泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98
《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB50254-96
《外壳防护等级》GB4028
《防雷设计规范》GBJ57-83
《SW恶臭气体净化成套设备标准》Q/320602AAL01-2004
《石油企业工业动火安全规程》SY5858-93
《石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产管理规定》SY5225-1994
三、主要处理及排放工艺指标
1、主要处理臭气浓度
根据日常监测的数据,污水场气体中致臭成分含量估计如下:
NH320mg/Nm3
H2S20mg/Nm3
有机含硫化合物20mg/Nm3
胺类化合物20mg/Nm3
2、排放工艺指标
臭气经处理后,在厂界应满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中的二级标准。
现场无明显臭味。
标准值见表2-6。
表2-6恶臭污染物厂界标准值
序号
控制项目
单位
二级排放标准
1
氨ammonia
mg/m3
1.5
2
三甲胺trimethylamine
mg/m3
0.08
3
硫化氢hepaticgas
mg/m3
0.06
4
甲硫醇methylalcohol
mg/m3
0.007
5
甲硫醚methylsulfide
mg/m3
0.07
6
臭气浓度Odourconcentration
无量纲
20
注:
以上气体平时不需检测,上述标准为设备验收时的气体检测标准
四、生物除臭工艺流程
本套除臭系统是针对锦州石化南污水处理场现场情况专门设计的生物过滤除臭系统,主要应用于污水场缺氧池、一二级耗氧曝气池等处挥发臭气的处理。
为减少管道输送难度,增强处理效果,现场布置一套生物过滤系统,具体位置须协商后确定。
污水臭气源挥发的臭气先由收集输送系统经管道在风机的作用下先分别引导到生物预处理器,经调节温度和湿度后再将气流引到生物过滤床,流过含有丰富微生物的过滤介质,臭气组份与介质表面上生长的微生物接触反应而降解为无臭无害的物质,处理后的清洁气体从生物过滤床经过排风管排放到大气中去。
主要设备包括:
∙生物处理系统
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- 关 键 词:
- 锦州 臭气 治理 项目 技术 方案