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水泥窑协同处理城乡生活垃圾项目通风除臭设计要点分析*

更新时间:2009-03-28

0 引言

随着城市化建设的发展和国家对环卫体系的重视,城市生活垃圾处理模式逐渐成熟,但城乡结合部及乡镇受限于经济水平和所处地理位置,其生活垃圾处理方式的选择面临一个尴尬境地。我国2 000多个县级生活垃圾处理站存在规模小、污染面广等问题,而当地的许多水泥厂面临转型,故水泥窑协同处理生活垃圾的方式应运而生,使用该方式处理垃圾可以实现垃圾无害化、减量化和资源化[1]。垃圾焚烧后产生的热炉渣和热烟气直接入窑替代原料和燃料,臭气进入篦冷机作为助燃空气,渗滤液等废水经膜生物反应器处理后达标排放或者回收利用,形成以废治废、水气渣综合循环利用模式,具有良好的经济、环境和社会效益。在生活垃圾得到处理的同时,如何降低或消除垃圾处理时存在的恶臭污染,为生活垃圾处理提供一个安全和舒适环境呢?通风除臭系统设计尤为重要。

1 概述

水泥窑协同处置生活垃圾系统主要由五部分组成:预处理系统、焚烧系统、除臭系统、渗滤液处理系统、相关配套设施等。本文主要介绍通风除臭在水泥窑协同处置生活垃圾项目中的设计思路和内容。

2 除臭设计

2.1 设计原则

1) 为保证预处理车间内工艺用房除臭稳定性,所有除臭风机都设置为一用一备。

2) 对工艺用房进行隔断处理,将其产生的臭气排向储坑,储坑内负压值维持在15~20 Pa之间。

3) 人员检修区间与生产区域相对独立布置,对厂房内巡检场所采用自然进风、负压抽气的方式,杜绝恶臭气体逸散。

4) 垃圾储坑、卸料大厅除臭系统采用上部与下部结合的方式进行臭气收集,确保臭气及有害气体被及时收集处理、不囤积。

5) 预处理车间通风除臭系统的设计原则为运行稳定,保证室内负压控制,臭气排放达标。

According to CT,the aortic calcification index was also significantly higher in patients with diabetes on hemodialysis than without diabetes[62].

2.2 恶臭产生来源、特点及分布情况

恶臭主要来源于:1) 运输过程;2) 卸料、储存及预处理过程;3) 渗滤液处理车间。在生活垃圾运输过程中,垃圾渗滤液滴漏在道路上而导致恶臭;在卸料过程中因生活垃圾暴露在车间而导致恶臭散发;生活垃圾存放中因发酵而产生恶臭;生活垃圾脱水过程中产生的垃圾渗滤液导致恶臭;在破碎和布料等预处理过程中生活垃圾与车间内空气接触而导致恶臭散发;经过脱水、破碎后的垃圾通过管状皮带送入回转窑进行协同焚烧的长距离运输过程中,恶臭可能会散发到上料运输区;垃圾储存和脱水等工艺系统产生的渗滤液会产生恶臭。厂区恶臭敏感区域分布场所和恶臭程度见表1。

 

表1 厂区恶臭敏感区域分布和恶臭程度

  

功能系统场所和功能房间恶臭程度厂区运输道路轻微预处理车间卸料大厅中等垃圾储坑严重脱水机房较严重破碎机房、布料房等较严重管状上料皮带较严重渗滤液收集池、通廊严重渗滤液处理系统调节池等严重

兵团城市的地域性设计策略研究——以十三师红星市中心城区城市设计为例 彭雄亮 姜洪庆2018/01 09

2.3 除臭工艺流程及措施

  

图1 除臭系统工艺流程

2.4.3 活性炭吸附法

辅助车间分区收集臭气后采取不同措施进行气体有组织排放,臭气流向见图2,3。恶臭敏感区除臭措施见表2。

  

图2 预处理车间臭气流向平面示意

  

图3 预处理车间臭气流向剖面示意

2.4 除臭方式对比及选择

为解决水泥厂停止运行时预处理车间储坑内暂存生活垃圾的除臭问题,选择合理的除臭方式对恶臭进行处理。目前恶臭处理方式主要有生物法、化学洗涤法、活性炭吸附法、离子法。

致病菌的筛选和培养步骤完成后,需要对其进行生化实验鉴定。在鉴定过程中发现致病菌能发酵葡萄糖、乳糖、甘露醇、麦芽糖,且能产生酸气,但是不能发酵蔗糖。而通过M.R试验、V.P试验和H2S试验后发现试验结果均为阴性,有利于接下来采取菌种DNA测序诊断措施。对菌种进行DNA测序时,检测人员需要取分离纯化菌株接种于营养琼脂培养基上,然后利用相关仪器及技术进行检测,根据同源性和相似性分析最终得出所鉴定的菌株为大肠杆菌。

 

表2 恶臭敏感区除臭措施

  

场所和功能房间除臭措施道路1)绿化;2)全封闭系统;3)植物液喷淋卸料大厅1)封闭负压环境,卸料门与大厅门连锁控制,减少垃圾暴露时间;2)在垃圾卸料门上安装空气幕或设植物液喷淋装置垃圾储坑1)维持负压(15~20Pa)环境;2)加强管理,定期清理;3)卸料大厅门连锁开闭;4)正常运行时,将收集气体送至水泥窑助燃;5)停炉检修时,开启除臭装置破碎机房、脱水机房、布料房等维持负压(10~15Pa)环境,机械排风+机械送风管状上料皮带维持负压(10~15Pa)环境,机械排风+机械送风渗滤液池、通廊维持负压环境,机械排风+机械送风调节池等维持负压环境,机械排风+自然进风

2.4.1 生物法

电子商务课程已不再适用理论教学、案例教学等传统的教学方法,而应该以电子商务的工作过程为主线,将基于工作过程的系统化的教学方法贯穿于课程体系当中。基于工作过程的系统化教学方法与传统教学方法的区别见下表。应用型本科院校可将C2C、B2C、B2B、B2G等传统的电商分类模块或者按照行业分类的电商模块的实际工作过程带入教学体系中,利用真实或仿真的创业实践平台,让学生身临其境或进行情境模拟,更加深切地体验电子商务工作的过程。而教学内容的逐步渗透、创新思维的激发、创业能力的引导,都会使学生对移动电商、跨境电商、农村电商、校园电商等产生浓厚的创业兴趣。

将微生物接种于包裹有营养膜的无机滤料表面,微生物以营养膜和污染物质为饵料进行繁殖,当污染气体被吸附在营养膜和无机滤料上时,微生物就会将这些污染物质分解消化,最终生成无污染的无机物质。在处理过程中为了保证微生物的生长,适当地补充水分是必不可少的,因此需要进行定期喷淋。

2.4.2 化学洗涤法

昨天一个采访延误,我来不及赶回家做晚饭,就打电话给乔振宇让他先去新开的一家韩餐馆点餐等我。等我赶到时,排号等座等了一个小时的乔振宇跟值班经理已经吵得脸红脖子粗,食客们有围观的有瞎起哄的。

利用酸、碱溶液与碱、酸性气体的化学反应来去除污染气体,如硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳和二甲二硫等强酸性污染气体使用氢氧化钠去除,氨气等碱性气体使用硫酸去除。为保证反应效率,洗涤系统采用精密的控制系统,通过控制加药系统和洗涤塔的运行,确保达到排放要求。

针对各功能房间恶臭产生源分布情况和特点,将脱水机房、破碎机房、布料房等房间的臭气收集排至垃圾储坑,再通过储坑顶部布置的玻璃钢风管集中收集后统一对臭气进行利用或处理。除臭系统工艺流程见图1。当水泥窑正常运行时,功能用房与设备局部除臭系统强制引风,将臭气送至垃圾储坑内,垃圾储坑内的臭气经除臭风机送至窑头篦冷机鼓风入口处。当水泥窑停止运行时,开启除臭装置,将臭气处理达标后排放。

1.3临床观察指标 两组接受不同麻醉方式后,对患者的麻醉见效时间、清醒时间、拔管时间等进行对比分析,对患者的血流动力学情况进行分析,观察两组的麻醉情况。

通常,预处理车间含有中控室和办公室等有人员停留的房间,为防止垃圾储坑等车间散发的臭气飘进来,采取隔离分区的方法进行功能分区,同时采用机械送风的方式维持室内正压环境。

活性炭吸附法是指将气体引入填有各种吸附剂的吸附塔,对吸附气体中的有害成分进行处理的方法。根据吸附剂的不同,采用不同的活性炭。活性炭吸附过程中吸附质的直径与活性炭孔隙直径越接近,越容易被吸附;低温、低pH值臭气有利于被活性炭吸附。

2.4.4 离子法

云浮族的书籍一般用莎草纸撰写,只有最重要的典籍,为了长久地流传后世,才会用到羊皮纸。羊皮纸昂贵且做工复杂,将新鲜剥下的适龄羊皮,经石灰水浸泡数十天,溶解掉其中的胶质等物,再刮去羊毛,以浮石软化,并经防腐、拉伸、晾晒等多道工艺,最终炮制而成。而眼前的羊皮卷,竟用了十余张足尺羊皮,展开后长长的一大张。它年代久远,颜色沉黄,边缘也都起了毛边,带着一股霉变味。

通过离子发生装置将空气中的氧分子分解成带有正负电子的氧离子,利用氧离子(强氧化性的自由基)极强的氧化性,氧化分解空气中的污染因子,使化合物分解,以降低污染物浓度,去除异味;利用正负离子的极性吸附空气中的悬浮颗粒物,从而达到净化空气、消毒杀菌的作用。

通风除臭设计作为水泥窑协同处置生活垃圾项目中必要的设计组成部分,其风量计算和风管阻力是风机合理选型的依据,设计中应合理布置风管

为了简化模型,假设技术和资本折旧为0并不随时间而变。[17]因基础设施覆盖面广,无法在模型中全部涵盖,本文选择了三个具有代表性的基础设施情况(交通、通信、电力)来代表东道国基础设施建设情况带入模型。

 

表3 4种除臭方法优缺点对比

  

处理方法原理优点缺点生物法利用附着在反应器内填料上的微生物,在新陈代谢过程中将废气中的污染物降解为简单的无机物和微生物细胞质除臭效率高、处理彻底、操作简便、无二次污染、运行费用低,为绿色除臭技术占地面积大,投资较高,不适合特高浓度臭气化学洗涤法利用化学药液与臭气分子发生化学反应,生成无臭物质,以达到除臭目的处理效果好,见效快,运行稳定,耐冲击负荷能力强药剂需定期更换,运行费用较高活性炭吸附法采用活性炭、沸石等多孔介质吸附恶臭物质,以活性炭应用最为广泛工艺较为简单,一次性投入少介质使用寿命短(一旦饱和需再生,甚至更换),处理效率不稳定,对高浓度臭气处理效率较低离子法利用高频高压静电特殊脉冲放电产生高密度、高能活性离子,高能活性离子与臭气接触,将臭气分解成CO2和H2O,从而使臭气得到净化处理设备体积相对较小,质量小,适用于场地狭小等场合设备一次性投入成本较高,运行维护成本较高

综上所述和从应用实例来看,生物滤池法、化学洗涤法和离子法均可应用于水泥窑协同处置生活垃圾项目,3种除臭方法用于该类项目的对比见表4。

根据表8,9可知,该项目系统风阻为2 870.7 Pa,确定选取全压为3 345 Pa的风机。考虑垃圾储坑和渗滤液中释放的臭气含有可燃性和腐蚀性气体成分,选择防腐防爆风机。

3 除臭通风系统设计

3.1 除臭风量确定

根据上述需除臭区域气流走向,以某项目为例,确定风机风量的三部分组成(见表5),其他功能车间和设备收集的臭气均排至垃圾储坑内,除臭风量计算见表6,7。

该项目功能车间和设备集气罩内产生的臭气采用机械方式排至储坑内,在储坑内集中收集后排至篦冷机或除臭系统。除臭流程见图4,选择3台风量为88 235 m3/h的风机,两用一备。

除臭系统风机风压确定根据各臭气产生单元至风机前静压箱处的风管系统阻力和风机至篦冷机风管系统阻力两部分之和,而风机静压箱前的各风管管路需作最不利管段比选,从中选出阻力最大进行计算。表8给出了该项目最不利管段计算比选结果,表9给出了风机至篦冷机风管阻力计算结果。

 

表4 3种除臭方法用于该类项目的对比

  

生物法化学洗涤法离子法H2S处理效果对平均体积分数为(10~100)×10-6的H2S去除率达99%以上对平均体积分数为(100~600)×10-6的H2S去除率达85%以上由于氧化反应可逆,基本没有实质性处理效果[1]有机还原硫化物(硫醇、硫醚等)处理效果对有机还原硫化物处理效果好,臭气浓度去除率达90%以上需对每种还原硫化物单独设洗涤塔,不同塔投加不同化学药剂,由于某些化学药剂本身具有臭味,增加了空气中的臭气浓度尽管在系统进出口测得的数据表明去除率接近0,但现场却察觉不到臭气,具体原因有待研究。此外,可逆反应导致处理系统下风向一定距离处臭气重新形成[1]稳定性处理效果十分稳定,耐冲击负荷能力强处理效果较稳定,耐冲击负荷能力较强[2]处理效果不稳定,耐冲击负荷能力弱间歇运行可短期间歇运行,重新启动时间短;启动即可达70%~80%处理能力,2~3周后可达100%可间歇运行可间歇运行处理规模各种规模臭气均可处理,没有上限;集中或分散处理均可大规模处理需建多个洗涤塔,不适合对多个臭气源进行集中处理大规模处理案例较少占地面积略大较小小运行费用低较高较低适用范围市政及工业污水处理厂各单元,污泥和固体废弃物处理,成分复杂的各种工业臭气高浓度工业臭气臭气浓度较低的室内场所,可与空调系统统一设计

 

表5 除臭风机风量组成

  

臭气体积/m3换气次数/h-1漏风系数设计风量/(m3/h)垃圾储坑65681.8221.1144500.00管状皮带445.0061.54005.00渗滤液处理水池等226.0061.11491.60合计149996.60

 

表6 其他功能车间除臭风量计算

  

体积/m3换气次数/h-1设计风量/(m3/h)破碎机房741.0964446.56脱水机房1252.0167512.08成品输送间460.3564017.60卸料大厅3415.50620493.00渗滤液通廊489.6062937.60其他功能间2138.4069000.00布料房1811.25611895.88合计60302.72

 

表7 设备吸风罩除臭风量计算

  

罩周长/m罩口距罩面距离/m设计风量/(m3/h)上料间17.60.814080

  

图4 除臭流程

3.2 风管阻力

该类项目需根据生活垃圾在储坑中的储存天数分析其是否会释放可燃气体而判定建筑类别是丁类还是丙类,据此通风专业再进行事故排烟量和除臭风量的平衡计算,从而判定事故风管和除臭风管是否共用。

 

表8 最不利管段风阻计算比选

  

设计风量/(m3/h)风管内风速/(m/s)管径/mm系统阻力/Pa备注储坑至除臭风机段15000014~2017001336.7最不利渗滤液系统至除臭风机段421311~13360519.0

 

表9 风机至篦冷机风管阻力计算结果

  

设计风量/(m3/h)风管内风速/(m/s)管径/mm系统阻力/Pa风机出口段至窑头15000018~221700,9001534

3.3 风机选择

通过对H2S和有机还原硫化物处理效果、工艺耐冲击负荷能力、占地面积等因素的综合考虑,确定采用化学洗涤法作为该类项目的除臭方法。

4 结语

4种除臭方法的优缺点对比见表3。

走向以减小阻力、节省项目初投资和运行费用。通过判断是否共用风管系统进行合理布置,平衡空间占地和风管投资的经济效益。

威利斯·威尔(Willis Ware)是一个政府委员会的主席,该委员会负责研究计算机技术应用于人类记录方面产生的问题,这项工作最终成为1974年《联邦隐私法案》的基础。

由于该类项目为协同处理生活垃圾,故在设计中需考虑生活垃圾处理厂与水泥窑生产线的电气、通风、除臭的衔接关系,考虑篦冷机高温段补风量与除臭风量的匹配和分配,使臭气的有效处理达到最大经济效益。

另外,还需根据该类项目所在地地震烈度合理进行除臭相关设备基础和风管支吊架的抗震设计。

参考文献

[1] 孔德英,白新安. “生物除臭”技术在污水处理厂中的应用[J]. 科技与企业, 2013(9):167

[2] 朱文亭,顾平,邢国平. 循环载体生物滤池——生物过滤新工艺[J]. 城市环境与城市生态, 1995(2):1-4

 
杨晶博,白旭光,陈美男
《暖通空调》 2018年第05期
《暖通空调》2018年第05期文献

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