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城市污水厂恶臭废气净化新工艺研发与应用
发布日期:
证书编号 CUWA-SKJJ-2020-305
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项目名称 城市污水厂恶臭废气净化新工艺研发与应用
奖项等级 三等奖
主要完成单位
主要完成人
项目起止时间
关键词
项目简介

1.项目简介
  随着城市化进程的大力推进,曾经遥不为人知的污水处理厂已逐渐被密集的社区或商业中心等团团包围或逼近、新建和即将建设的污水处理厂甚至已经不得不处于民居周围,因此,恶臭废气处理已然成为城市污水处理厂规避“邻避效应”的重要一环。目前,我国城镇污水厂臭气主要采用生物法和等离子法两种工艺(单一工艺)。对于污水厂臭气成分较为简单的环节,如生化池、二沉池等,采用单一工艺即可达到较好的效果,但是对于臭气成分较为复杂、臭气浓度较大的环节,如提升泵房、格栅、污泥浓缩池、污泥间、地下污水厂等,当采用单一生物法或等离子法明显不足以解决臭气达标问题。此外,传统单一生物法或等离子除臭工艺在处理高浓度臭气时存在运行效率低与占地大的技术缺陷。
  针对上述情况,研发了高效节能型等离子法技术和多层级布置生物法技术,大幅度提高了单体工艺除臭效果,结合城镇污水污泥处理和工业生产中恶臭性有害废气实际排放特征,将几种技术优化组合和系统集成,形成了一套灵活多变、系统高效的恶臭污染物深度净化的技术和装备体系。目前成果已广泛应用于城市污水厂与工业企业,其中涉及成果应用的城市污水厂污水处理规模超300万吨/日,工业企业臭气处理量近60万m3/h。
  项目公开发表论文30篇,授权专利11项,被认定为广东省高新技术产品。
  2.项目主要技术内容
  2.1创新点
  (1)研发了一种高效节能型低温等离子体新技术。能够在较低的电功率密度情况下对恶臭废气达到理想的净化效率,广泛适用于城市污水厂与工业企业恶臭废气净化。
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  图1 等离子体设备测试示意图
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  图2 蜂窝式等离子体电场结构

  (2)形成了全新的低温等离子体和多层级生物处理等多种技术的组合工艺;形成了可多样化灵活组合、系统高效节能的技术体系与装备;对城市污水污泥与工业臭气处理开展了系统试验研究与生产应用;获得了良好的环境效益、经济效益与社会效益。
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  图3 等离子体-气动乳化-生物法联合处理恶臭废气工艺流程图
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  图4 等离子体-气动乳化-生物法中试现场图(2000m3/h)
  (3)该项目技术成果脱臭效率高。其中“等离子体结构-生物滤池”组合工艺对硫化氢(H2S)、氨气(NH3)和恶臭有机物(VOCS)均有高效的去除效率,其中H2S、NH3、VOCS平均脱除率均达到90%以上,实现稳定达标排放。
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  图5 城市污水厂和工业企业废气处理三方检测报告

  (4)该项目技术成果运行费用低。其中“等离子体结构-生物滤池”组合工艺在相同脱臭效率和处理风量的情况下,该组合工艺与现有单一等离子或生物工艺相比,能耗及运行费用成本降低超过30%;与现有单一生物技术相比,比生物滴滤装置体积减小超过50%。
  (5)该项目技术成果广谱性强、处理范围广。其中“等离子体结构-生物滤池”组合工艺率先在京溪污水厂泵站建立了10000m3/h的示范工程,项目成果在广东美芝制冷设备有限公司1#浸漆炉废气处理项目25000m3/h、佛山市和利环保科技有限公司污水处理站废气处理工程4000 m3/h及建业科技电子(惠州)有限公司B幢有机废气治理工程30000m3/h等多个项目中得到推广应用。此外,研究成果还广泛应用于广州市中心城区的九座污水厂。
  2.2应用情况
  (1)等离子体-生物法处理恶臭废气示范工程应用研究
  2015年在广州京溪污水厂泵站建立10000 m3/h的“等离子体-生物滴滤”恶臭处理示范工程。运行试验表明,系统总去除效率稳定在90%以上,硫化氢、甲硫醇、氨和臭气去除效率分别可达98.5%、92.4%、94.7%和90%,优于国标 (GB14554-93)排放值。
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  图6 京溪污水厂泵站“等离子体-生物滴滤”恶臭处理示范工程

  (2)高效生物废气净化器在污水站废气治理工程的应用
  2015年4月应用于佛山市和利环保公司污水站废气工程(合同额22.8万元)。系统运行6个月后进口臭气浓度为1922(无量纲),出口臭气浓度为146(无量纲),除臭效率达92.4%。
  (3)节能高效等离子体工艺在印刷业废气治理示范工程应用
  在广州赛迩防伪科技有限公司印刷车间烘干废气应用,对VOCS污染物总净化效率≥90%。2017年4月份投运行。
  (4)等离子体-生物法一体化设备在浸漆炉有机废气治理的应用
  2015年7月应用于广东美芝公司浸漆炉有机废气治理(合同额41万元)。设备故障较少,净化效果良好,大大改善了工作环境。
  (5)节能高效等离子体设备在有机废气净化系统的应用
  在惠州市惠阳区力行环保有限公司废气治理工程中应用,合同金额67.8万元,项目于2016年03月投运。
  (6)节能高效等离子体设备在电子厂有机废气治理工程的应用
  建业科技电子(惠州)有限公司B幢有机废气治理工程采用“原有喷淋+新增等离子体净化”,合同额51.48万,2015年10月投入使用。废气处理后排放口:苯≤0.01(L)mg/m3;甲苯≤0.01(L)mg/m3;二甲苯≤0.01(L)mg/m3;非甲烷总烃≤11.07mg/m3。
  (7)多层级生物过滤设备在城镇污水厂的应用
  广州净水有限公司旗下污水处理厂80%以上的除臭环节均采用了高效多层级生物过滤系统,除臭效果良好,自安装应用以来,均能处理臭气达到厂界排放标准和臭气综合排放标准要求。此外,为了应对污泥干化车间和地下污水厂的除臭高标准要求,在这些区域则采用“水洗+生物处理”组合工艺,取得了较好的处理效果。本项目系列技术成果为广州污水处理厂解决“邻避效应”提供了重要技术支持。
  2.3经济、社会效益情况
  本项目技术将等离子体除臭方法和生物除臭方法等有机集成,形成治理恶臭废气的新方法新技术,可应用于污水污泥恶臭处理及众多工业企业恶臭废气治理。恶臭污染物的净化效果明显,能较好解决城央恶臭废气“邻避效应”。项目实施减少了污染物的产生和排放,提升了污水处理厂和工业企业周边的空气质量,提高了城市及周边地区人民的健康生活水平,实现了污水处理厂和工业企业可持续发展。等离子体-生物法脱臭技术成果已经直接转化为现实生产力,创造了新的就业机会,增加地方收入,带动了许多下游企业的发展,有利于解决因经济发展所带来的环境污染问题,对环保产业的发展起较大的促进作用,社会和经济效益明显。
  3.主要完成单位及完成人简介
  本项目主要完成单位广州市净水有限公司隶属于广州市水务投资集团有限公司,负责广州市中心城区所有污水处理工程建设、运营及资产经营的统一管理。目前,运营污水厂已达13座(不含从化),总处理污水规模高达496万吨/日,位居全国第二位。公司作为高新技术企业,注重技术研发,先后与北京大学、清华大学等多所国内著名科研院校开展过技术合作,并注重科研成果产业化。目前已承担住建部、广东省、广州市等各级科研项目70余项,获得部级、省级、市级奖项20余项。
  本项目第二完成单位广州广一大气治理工程有限公司作为高新技术企业,具有国家乙级(废气)专项工程设计证书,并具备较强的产品设计、开发能力和工程承接能力,是中国环保产业协会、广东省环保产业协会骨干企业。公司专业从事工业废气除尘、脱硫、有机废气及油烟净化、空气净化等设备和工程业务,已取得广东省重点新产品、广东省高新技术产品等多项技术和专利成果。
  本项目第一完成人广州市净水有限公司李碧清总工程师曾入选2019年广州市“岭南英杰工程”第二梯队后备人才,并荣获全国国企创新一等奖、广州市科技创新联盟南山奖、住建部华夏三等奖、广东省科技三等奖等十几项科技创新奖项。

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