优势微生物废气治理工程设计方案

一、项目概况 

处理废气为TVOC，处理风量：25000m3/h

我公司通过产学研发展模式，根据环保市场需求不断专注于研究、开发、推广环保领域高端技术与产品。开发的环境污染治理专用优势微生物及其处理工艺及设备，在国内处于领先水平。针对不同废水、废气处理要求，制得的专属优势菌种，可广泛用于一般普通（传统）微生物难以应用到的成分复杂多变的工业废水、废气、臭气的污染治理。我公司在工程设计、设备制造及配套加工、现场安装实施、运行调试、维护跟踪服务等方面具有丰富的专业经验，在油烟、有机溶剂废气、餐厨等垃圾臭气、化工生产废气及污水处理等臭气治理方面已经取得较好的实际应用效果。现受贵公司委托，我公司本着运行管理简单、技术先进可靠、价格合理的原则，并结合该厂的实际情况，运用优势微生物净化技术对其废气进行治理。

二、设计基本数据

2.1 废气基本资料（厂方提供）

该公司恶臭废气的状况∶

①废气性质： TVOC

②废 气 量：25000m3/h。

2.2 设计排放标准及目标

严格按照以下的国家和行业标准规范进行设计、制造、检验和验收。恶臭废气治理执行标准∶

恶臭气体经废气处理设备处理后，排放气体达到《恶臭污染物排放标准》GB 14554-93排放标准。臭气浓度≤2000（无量纲），本设计方案采用的工艺对贵司产生的复合恶臭废气中的臭气浓度去除效率大于75%。

2.3 设计范围

从恶臭废气风机进风口至净化设备的排气口整套治理工艺的整体设计，包括工艺的选择，主体设备的选型、设计与安装，净化系统的整体布置及电控系统。

包括整个优势微生物净化设备系统的供货、安装、调试，并提供相关文件资料、配合单机试车与系统调试、操作人员培训等工作。

三、设计依据及原则

3.1 设计依据

（1） 根据《中华人民共和国环境保护法》；

（2）《环境空气质量标准》GB3095-1996；

（3）根据《全国通用通风管道计算表》；

（4）根据《三废处理工程技术手册》废气卷；

（5）《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）；

（6）《恶臭污染物排放标准》(GBl4554-1993) ；

（6）我公司对同类废气的处理经验；

（7）参考同类厂家资料；

（8）贵公司提供的相关资料。

3.2 设计原则

（1）采用技术成熟、安全、可靠的工艺和先进、简单、处理效果好的设备，确保环保设施运行正常，废气达标排放。

（2）整个工程做到布局合理、占地空间小、外形结构美观、投资小等几项特点；以设备为主，工艺简单合理，设备使用寿命长，维护简单方便。

四、优势微生物法技术说明

在使用有机挥发性溶剂的机电、家电、家具、制鞋、印刷、皮革、塑料、玩具、化工等行业，在喷涂、产品加工、维修过程，许多企业都会排放苯类及其它有机恶臭气体。这些气体会对周围环境产生严重污染，对居民生活及健康带来危害，因而是屡被投诉的重点。

有机恶臭废气属于难处理的废气，特别是其恶臭的去除，难度很大。以往，国内外治理有机恶臭废气技术主要有深冷、燃烧、吸附三种。采用深冷法设备庞大、能耗高、投资大、效果差。燃烧法（如催化燃烧法）投资大，运行管理要求高，运行费用也高，还可能带来二次污染和安全隐患。吸附法是较为普遍应用的方法，传统的吸附法采用颗粒状活性炭作为吸附材料。活性炭吸附净化的方法难以解决高风阻、高能耗和二次污染问题，而且活性炭不断的吸附、解吸与更换，处理费用甚高。现在，高效优势微生物净化技术设备的研发成功和推广使用，这个难题得到了有效的解决。该技术克服了活性炭吸附、催化燃烧等方法操作管理麻烦、运行成本高、再生难、易产生二次污染等缺点，是目前低浓度、大风量的有毒恶臭废气处理的简单、管理容易、运行费低的方法。

高效优势微生物净化器除有机废气技术是我公司在总结国内外除有机废气技术的基础上，长期与华南理工大学及国内外知名大学密切合作，应用优势微生物净化技术，并结合国内实际，开发出一套经济实用的针对有机复合恶臭废气的生物净化去除有机废气技术。本技术采用优势微生物净化工艺技术，能有效地处理净化恶臭废气。这些有毒有臭气体只要短短地经过我们的优势微生物净化约6 -8 秒钟, 臭气就可以净化。对废气中的有毒有臭物质的去除效率可以达到75%以上。经过优势微生物高效快速过滤后的气体无毒无臭，对工厂，对大气环境，对周围居民的生活与健康都有明显的效益。

4.1 工作原理

高效优势微生物净化器除有机废气系统使被处理的含有臭气污染物质的气体在水、微生物和氧存在的条件下，通过生物填料中形成的生物膜，利用优势微生物的代谢作用，氧化分解恶臭物质，以达到气体净化的目的。

优势微生物除有机废气过程主要分为三个阶段：

（1）气液扩散阶段：恶臭物质被除有机废气填料（附着有微生物膜）吸附—臭气中的化学物质，通过填料气/液界面由气相转移到液相；

（2）液固扩散阶段：恶臭物质向微生物膜表面扩散—废气中的异味分子由液相扩散到生物填料的生物膜（固相）；

（3）生物氧化阶段：微生物将恶臭物质氧化分解—生物填料表面形成的生物膜中的微生物把异味气体分子氧化，同时生物膜会引起氮或磷等营养物质及氧气的扩散和吸收。

优势微生物净化通过上述三个阶段把恶臭废气中的污染物质吸收、降解及分解成CO2和H2O等无毒无味挥发物，从而达到异味净化的目的。

4.2 优势微生物净化设备构成

（1）优势微生物净化设备，包括前级预处理区和生物过滤区。生物除臭设备在横向分成数个区域，自前而后分别是：臭气的导入区、前级加湿区、生物滤床过滤区和净化气体排出区（该区域与外界相通）。在竖向前级预处理区设置成三层，自上而下分别是：位于上部的喷淋区；位于喷淋区下面的是一充填层；位于底部的是储水槽。生物过滤区设置成三层，自上而下分别是：位于上部的是生物过滤层的喷洒水系统；位于喷洒水系统下面的是生物填料层；位于底部的是储水槽。

（2）前级预处理区充填层，充满了高效气、液相接触的无机填料。底部的储水槽是经特殊设计的，具有排污功能，储水槽内的水通过水泵可以循环使用。

（3）生物过滤区，位于上部的生物过滤层喷洒水系统由循环水泵、管道等组成。每天喷洒水次数和每次喷洒水持续的时间可以由时间控制器控制。

（4）位于下部的储水槽是经特殊设计的，具有排污功能，储水槽中的水通过水泵可以循环使用。

4.3 优势微生物净化设备除臭原理

（1）系统的处理工艺

（2）恶臭生物处理中污染物的转化过程

生物脱臭法是利用优势微生物的生物化学作用，使污染物分解，转化为无害或少害的无机物，优势微生物利用有机物作为其生长繁殖所需的基质，通过不同的转化途径将大分子或结构复杂的有机物经异化作用最终氧化分解为简单的水、二氧化碳等无机物，同时经同化作用并利用异化作用过程中产生的能量，使优势微生物的生物体得到增长繁殖，为进一步发挥其对有机物的处理能力创造有利的条件。

污染物去除的实质是有机底物作为营养物质被优势微生物吸收、代谢及利用。这一过程是比较复杂的，它由物理、化学、物理化学以及生物化学反应所组成。生物脱臭可以用下式表达。

恶臭物质+ O2→细胞代谢物 + CO2 + H2O

恶臭污染物的转化过程可用下图表示。

（3）恶臭气体物生物去除过程

臭气物质首先溶于在水中，而后被优势微生物吸收，作为优势微生物营养物质被分解、利用，从而除去污染物。

生物膜法净化臭气时，由于有机污染物与生物发生了生化反应，已不同于单纯的物理吸收过程。生物膜法净化气体可分为三个步骤。

A、恶臭气体的溶解过程。

废气与水或固相表面的水膜接触，污染物溶于水中成为液相中的分子或离子，即恶臭物质由气相转移到液相，这一过程是物理过程，遵循亨利定律：Pi+=HXi

式中 Pi——可溶气体在气相中的平衡分压，MPa

H——亨利系数，MPa

Xi——可溶气体在液相中的摩尔分数。

B、恶臭物质的吸附、吸收过程。

水溶液中恶臭成分被优势微生物吸附、吸收，恶臭成分从水中转移至微生物体内。作为吸收剂的水被再生复原，继而再用以溶解新的废气成分。被吸附的有机物经过生物转化，即通过微生物胞外酶对不溶性和胶体状有机物的溶解作用后才能相继地被微生物摄入体内。如淀粉、蛋白质等大分子有机物在微生物细胞外酶（水解酶）的作用下，被水解为小分子后再进入细胞体内。

C、恶臭物质的生物降解过程。

进入微生物细胞的恶臭成分作为微生物生命活动的能源或养分被分解和利用，从而使污染物得以去除。具体转化过程如下。

进入微生物细胞体内的有机物，在各种细胞内酶（如脱氢酶、氧化酶等）的催化作用下，微生物对其进行氧化分解，同时进行合成代谢产生新的微生物细胞。一部分有机物通过氧化分解最终转化为H2O和CO2等稳定的无机物质，并从中获取合成新细胞物质（原生质）所需要的能量。此过程可用下式表示。

CxHyOz + (x + y/4 - z/2) O2 → xCO2 + (y/2)H2O + △H

与此同时，微生物利用另一部分有机物及分解代谢过程中所产生的能量进行合成代谢以形成新的细胞物质。此过程可用下式表示：

nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2→(C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+(n/2)(y-4)H2O-△H

上述转化过程中，当有机底物的含量充足时，微生物处于快速增长阶段，将有大量新的细胞合成，但随着底物不断氧化分解及微生物和细胞物质数量的不断增长，微生物生长对有机底物的需求量逐渐得不到满足，微生物将进入体内源呼吸阶段。此时微生物对自身细胞物质进行氧化分解，并产生能量，成为维持其生长繁殖提供能量的主要方式，见下式：

(C5H7NO2)n + 5nO2 → 5nCO2 + 2nH2O + nNH3 + △H

4.4 优势微生物净化设备工艺参数的确定

完整优势微生物净化设备，除收集和处理系统外，还配有检测设备，如温度，风压，PH值及有毒废气（如丙酮，苯系物等等）。检测设备的配置是根据项目废气的特点，处理技术，系统工作条件和地理位置来确定的，所以，在选配置时，一定要根据实际情况而定。

（1）通气速度

环保采用优势微生物复育、优势微生物菌种培养技术、细胞接种技术和高效生物膜研制技术，将微生物菌种接种和培养在填料上，形成能高效处理含有多种化合物、挥发性有机物（VOCs）混合物废气的高效生物过滤技术，并大大缩短了废气在过滤层中的停留时间。

（2）散水方式、量及时间

根据需要，前级降温预处理区可以是连续循环散水或间隙性散水，对进入的恶臭气体进行预处理。生物滤床过滤区设计为间隙式散水。若处于干燥状态，生物将失去活性，若湿度过高，载体表面水膜加厚，通气的压损增大，阻碍气体流动，因此加湿程度应从保持生物活性和空气溶解接触效率两方面考虑。

选择合理的散水条件主要考虑以下三点：

A、为生物填料层提供适度的湿度，避免微生物产生的弱酸过剩积存，保持微生物良好的生成环境；

B、增加对水容性污染物的吸收效率；

C、不增加除臭装置的压损。因此散水间隙即淋水周期视处理对象和季节而定，其淋水为8—12次/天。散水时间可以由时间控制器自动控制。

（3）温度

大部分除臭微生物的生存温度为10-50℃，最佳在37℃左右；在10℃以下生物活性会下降。多分美的生物菌种可以在60℃下工作，通常只要生物除臭设备内不结冰，就可以工作。东莞冬季温度在0℃以上，生物除臭设备可不考虑保温处理。

（4）PH值

PH值影响着微生物的生命活动，其主要作用在于：引起细胞电荷的变化，从而影响微生物对营养物质的吸收，影响代谢过程中酶的活性，改变其生长环境中的营养物质和有害物质的毒性。

处理系统的PH值宜取中性，通常取6-8。这是因为废气生物处理利用的细菌多数适应于中性至微碱性环境，只有少数类对酸碱度要求比较特殊。因此，不同的处理方法及微生物种群，其适宜PH值范围有所有同。有时酸碱度会影响废气的氧化途径。例如在酸性条件下，硫化氢可被化学氧化成硫，继而由微生物氧化成硫酸；在碱性条件下，则可被化学氧化成硫代硫酸盐，再由微生物氧化成硫酸。此外，处理系统的酸碱度也会爱微生物作用的影响而改变，故需予以调控。

国外通常用PH值检测仪器做PH值的在线检测，观察PH值的实时变化。由于对于酸浓度不高的废气，其PH值变化起伏不大，加上生物过滤层又不断受到循环水的洗涤，可以考虑不安装PH值检测仪。在国内，多分美采用简单的方式观察PH值的日常变化，它就是通过人工对生物过滤区的循环水体PH值的检测来了解生物过滤层PH值的情况。如循环水体的PH值下降说明正常菌群活性受影响，可以通过换循环水和洗涤生物过滤层来调整PH值至中性。这样会降低投资和简化管理。

4.5 优势微生物净化设备各部位构造

（1）生物除臭设备壳体为框架式全封闭结构，装置很大，因此设备主体结构材料为不锈钢结构。

（2）喷淋系统由阀、管道、洒水喷嘴、循环泵、储水池等构成，进入箱体内部的部分和各阀门的主要部位用耐腐蚀的材质。而且，喷嘴在设置时，考虑洒水量和均匀洒水问题，采用不易堵塞、维护管理方便的喷嘴。

（3）进出风口处分别设有进气臭气取样口和净化排出气体取样口，方便取样和检测。

（4）在循环水箱内设置自动补水、溢水水封及放空、排污控制阀门。

（5）电控柜为控制生物除臭设备的运行，主要控制水泵、离心风机等的单独运行或自动运行。电控柜的结构为自立型，其他方面根据电气工事要求进行。

4.6 优势微生物净化设备操作概要

运行操作包括两部分：水泵操作和风机操作。

（1）水泵操作：采用时间控制，并以24小时为一周期。用户可以根据需要设定开机时间，运行时间和停机。其中预处理区的水泵连续运行。

（2）风机运行：采用手动控制风机的运行和停止。

4.7 优势微生物净化技术的主要创新点和优势

（1）适用于降解含有多种污染物的废气。

（2）拥有完整的高效生物膜形成和维护技术，使培养出的生物膜可以自身繁殖代谢，自我更新；比平价微生物更具有抗冲击能力，废气浓度的波动或者停机再启动都能适应，并保持很好的处理效果。

（3）废气停留时间只需6～8秒，生物净化器体积小，可以就近污染源设置，减少引风的管道和用电功率。

（4）生物净化器结构简单，填料和不锈钢壳体可使用5～10年，压损小，不易堵塞，不用定期清洗，管理简便，投资及运行费用低，去除率高，效果稳定，优于传质较慢、运行费高、去除效率低的生物洗涤塔技术，也优于建造和操作较复杂、易造成堵塞的生物滴滤池技术。

五、处理工艺流程及说明

恶臭废气通过输风管道收集后在引风机的作用下进入优势微生物净化器内，通过培养生长在优势微生物净化器内的特殊微生物形成的生物膜，此生物膜一方面以废气中的污染物为养料，进行生长繁殖，另一方面将废气中的有味的挥发性有机物质作生物分解及脱臭处理，降解成为无毒无味的二氧化碳（CO2）和水（H2O），治理效果十分显著。有机污染物作吸附氧化分解处理，使废气达标，然后通过离心风机排放。根据废气排放点及车间厂房的现场布置情况，先接离心风机设备，然后再接高效优势微生物净化器。高效优势微生物净化器设备及风机均置于车间楼面上，高效优势微生物净化器出口接排放风管，整体高度大于15米。

为提高整个系统运行效果，在恶臭产生的源头和废气排放井内要设置植物液除臭喷淋系统，通过自动控制喷洒适合优势菌种生长的植复合型的植物除臭液，增加系统抗冲击能力。

六、主要设备技术参数

6.1设计风量

根据业主提供资料，该公司产生的恶臭废气量约为25000m3/h，现设计2套恶臭废气处理系统，单套处理风量为15000m3/h。

1.高效生物净化器

根据贵司恶臭废气性质及废气量，现设计用2个高效优势微生物净化器，净化器箱体长×宽×高= L6800×W3600×H2800mm

单套处理废气量：15000m3/h

填料阻力为：1000Pa

设计停留时间：7秒

2.离心风机 1台

型号：4-72型

风量：15000m3/h

功率：22KW

全压：2400Pa

3.循环水泵选型

流量：15m3/h

功率：1.5KW

数量：1台

4.风管选型

设计总风管为水平置管，取主管风速V=15m/s，系统主风管压力损失：20米以内～550pa。取引风管尺寸为：DN700㎜，系统风管压力损失：约350Pa

5.植物除臭液喷淋系统 1套

6.阻力核算

风机压力2300Pa≥系统阻力1000＋550＝1550Pa

6.2 主要设备一览表

七、设备运行管理及技术经济指标分析

7.1 设备运行管理

本系统处理工程运行电器部分主要为风机及水泵，在此系统环境下，基本符合长期稳定运行条件，故维护及管理工作较简单，只需正常机械养护。

其他主要材料为不锈钢板、角钢、镀锌板等，全部材料防火、防爆，均可持久使用。风机的皮带等为耗材，需定期更换。

7.2 运行费用分析

废气除臭处理运行成本包括保养费、电费、水费、人工费、折旧等费用。

（1）电费

1台风机的功率是：喷淋电机1.5kw+22 kw +1台水泵功率是：1.5 kw，以每天工作10的小时，每月按30天来计算，工业用电的电费以0.80元/度来计算：风机采用变频方式控制，其实际运行功率约为18KW。

（风机功率18 kw+水泵功率1.5 kw+喷淋电机1.5kw/2）×2×每月工作300h×0.80元/度=9720元/月

（2）水费∶优势微生物净化器喷淋用水循环使用，此部分用水可忽略不计。

（3）人工费：无需专人管理，人工费可不计。

（4）保养费主要为营养液费用，两套设备填料每30天需添加1次营养液，每次费用约600元。即为600元/月。

（5）植物除臭液的消耗：2000元/月

废气处理系统成本（不含折旧费）＝9720.0＋600.0＋2000.0＝12320.0元/月

（6）每万方废气除臭成本：每月以300小时设备远行时间来计算，废气处理量为900万m3/月，则废气除臭成本为13.69元/(万m3)（不含折旧费）。

八、工程投资详细预算

1、每小时处理15000立方米废气的高效低阻型有机废气生物处理设施。

注：1、业主方负责将电源和公用水管道接至生物净化设备的电箱及循环水箱。 2、以上报价不含废气收集风管（即废气产生点到风机进风口）及处理后废气排放风管（即净化设备出风口后的排放风管）。

3、以上报价不含贵公司零星废水转移及相关的环保手续等费用。

九、社会、环境效益分析

恶臭废气采用“优势微生物净化器”处理，可使其达标排放并去除异味，防止废气对周边环境的污染，起到保护环境和保障社会安定团结的作用。因而，有很好的环境效益和社会效益。

十、风险分析及对策

10.1技术风险

本工程技术风险主要是优势微生物净化器所采用的高效优势菌种、高效生物填料、生物固定化技术和生物膜技术。我们所用的高效优势菌种、高效生物填料、生物固定化技术和生物膜技术是成熟的、国际领先的。该技术已经成功应用于大量的废气治理和类似的工程。因此，本项目不存在技术风险。

10.2工程风险

本工程的建筑、结构是普通工程。优势微生物净化器除防腐要求外，没有特殊要求。工程所用水泵、风机有防腐、防震的要求。为了降低工程的风险，水泵可采取一用一备，控制系统采用自动与手动两种方式。工程保修按建设部有关规定执行，设备免费保修期为一年，优势微生物净化器终身提供维修服务。

10.3工程施工期

l工程设计和工程前期准备（工程勘测、工程设计）　 　3天

l材料准备及菌种培养期（与工程前期准备同时开始） 7天

l设备制作及工程施工（设备安装）　　　　　　　　 40天

l工程调试及试运行（设备调试）　　　　　　　　　　 15天

l总工期约为65天（雨天及特殊情况应顺延工期）

十一、售后服务承诺

1.提供1年免费维修服务，我公司有专门客户服务电话及维修专车，接到电话后24小时内到达现场，紧急情况时三小时到达；

2.提供详细的操作使用说明书；

3.免费培训操作人员，对日后遇到的问题提供详细的解答；

4.工程师每三个月到现场检查服务一次。

十二、结论与说明

1. 为了消除化工生产废气对周边环境的影响，尽快改造有机废气处理系统，彻底净化非常必要。

2. 考虑本工程的实际情况，充分利用原有废气处理设施，本设计方案采取“优势微生物净化器”处理工艺，能使客户的废气达到排放要求。

3. 所拥有的成熟的高效优势菌种、高效生物填料、生物固定化技术和生物膜技术将用于本项目，以保证治理效果。

4. 设计方案认真进行工艺流程优化，合理选取设计参数，减少工程投资、提高处理效果。考虑了防腐、防爆和设备安全运行措施，使系统能长期、稳定、高效的运行。

5. 设计考虑了高效生物净化器的抗冲击能力，既使废气浓度变化时，仍然能保持处理效率。

6. 本方案客观分析了可能的各种风险，并提出了解决各种风险的对策与措施，使本工程的风险降低到最小。

7. 本工程考虑到其周期性，建议管道采用镀锌管，主体设备可随迁。

8．考虑本工程会有参观接待的任务，在车间的罐体区和搅拌区适当布置高压微雾除臭喷淋。

9. 本方案是根据客户废气处理的状况预算和净化要求制定的。