一種生化廢氣除臭淨化裝置及生物除臭方法
2023-09-22 03:18:20 2
專利名稱：一種生化廢氣除臭淨化裝置及生物除臭方法
技術領域：
本發明涉及環境保護領域，具體涉及一種廢氣除臭淨化裝置及其除臭方法。
背景技術：
廢棄物(如畜禽糞便、汙水處理廠剩餘汙泥、垃圾中轉與集散站的垃圾)在產生、堆放及排放的過程中釋放出大量的臭味物質(其中包括揮發性有毒物質)，直接導致空氣汙染，可損害家畜、操作人員及周邊區域人群的健康、甚至導致死亡。依賴傳統的高空排放稀釋法屬於臭氣物質的異地轉移，沒有從根本上去除惡臭物質；常規物化除臭法(如吸附法、中和法、催化氧化法等)雖有較好的除臭效果，但運行費用及能耗高、效果穩定性差、且處理對象單一。如吸附法需要消耗大量的活性炭，吸附樹脂、合成沸石等材料成本較高，同時需要定期更換材料，易產生二次汙染；又如中和法需要定期更換填充酸性或鹼性吸收液，吸收液二次處理成本大，技術要求嚴格，處理對象較為固定單一，通常為酸性氣體或鹼性氣 體；催化氧化法則能耗高，催化劑一般為稀有金屬，價格昂貴，工藝製作技術高，易發生故障，所處理的廢氣主要為有毒有害氣體，冶煉廢氣，化工廢氣等，不適用於養殖場、垃圾填埋場或肥料廠的惡臭氣體治理。然而，利用生物質廢棄物(如秸杆、木屑、龍糠等)作為填料，利用功能微生物生長與代謝等途徑降解惡臭物質的機制，通過營養物質調控技術，除臭的生化過程不易產生環境的二次汙染，也無需進行除臭介質的後處理或/與再生，因而，生物除臭法較之其它技術而言，優勢明顯，是一項新興的環保技術。但常規的除臭生物反應器缺少充足的外源營養源補給，僅依賴反應器自身填料的分解提供數量有限的功能菌生長所需的營養物質，因而其生物除臭的效能發揮受到明顯限制。隨著空氣品質達標排放標準的日趨嚴格，同時對除臭技術本身也提出了環境友好、高效節能及操作維護簡易等要求。因此，就地取用廢棄物與發揮功能微生物降解特性，通過結構的合理化設計與外源營養補給強化技術設計，研製高效率、易操作及維護成本低的新穎除臭生化技術工藝，可為原位、持續、低廉及安全地除臭提供革新技術。中國專利號為200910077730. O和公布號為CN101703888的現有技術都公開了一種廢氣除臭的裝置，但上述現有技術均直接將廢氣送入生物濾滴塔或生物填料層進行除臭處理，沒有設置廢氣預處理的步驟，影響了除臭的效果，同時還不利於節約生物濾膜等資源成本。
發明內容
本發明的目的是在現有技術的基礎上提供一種生化廢氣除臭淨化裝置，所述臭淨化裝置的除臭效率高、以廢治廢、成本低廉。本發明的生化廢氣除臭淨化裝置的廢氣惡臭物質去除率高於85%。本發明的技術方案為—種生化廢氣的除臭淨化裝置，包括生物除臭系統和部分循環噴淋系統，其特徵在於所述生物除臭系統包括生物除臭裝置1，所述生物除臭裝置I由平行設置且上方相互連通的加溼室9和生物過濾室10構成，所述加溼室9的下方連接風機4，所述風機4連接廢氣進氣管道5 ;所述生物過濾室10設有含不同填料層的生物濾床11，下方連接排氣管道8;所述部分循環噴淋系統包括設置在加溼室9底部的循環水箱7、連接所述循環水箱7的循環泵6以及分別設置在加溼室9上方的第一噴淋裝置2和設置生物過濾室10上方的第二噴淋裝置3，所述第一噴淋裝置 2與所述循環泵6相連接；所述第二噴淋裝置3連接供水水源；所述加溼室9和生物過濾室10的底部分別設有第一排汙出口 16和第二排汙出口 17。進一步地，上所述淨化裝置還進一步包括溫度檢測裝置12、壓力檢測裝置13、pH值檢測裝置14和有毒氣體檢測裝置15，分別用於檢測生物濾床的溫度、生物濾床上下的氣壓差、生物濾床的PH值和經生物濾床處理後的廢氣中的有毒氣體。進一步地，上述淨化裝置還進一步包括控制所述淨化裝置運行的電控櫃20，用於控制噴淋系統和風機的運行。進一步地，上述生物濾床由網格式支撐架和層置於所述網格式支撐架上的由下至上為從粗到細的填料構成，所述填料為選自聚乙烯、活性炭、樹皮、木片中的一種或多種。進一步地，所述生物濾床的填料上接種有用於與廢氣中的物質進行生化反應的微生物。進一步地，上述淨化裝置還進一步包括在所述進氣管道和出氣管道處分別設有採樣口。進一步地，上述淨化裝置還進一步包括在循環水箱內部設置自動補水裝置、溢水水封裝置及放空、排汙裝置。使用本發明的淨化裝置進行生化廢氣除臭的方法，包括以下步驟(I)開啟連接廢氣進氣管道的風機使廢氣進入加溼室，同時開啟第一噴淋裝置，對廢氣進行加溼預處理；其中，聚集在循環水箱中的水經循環泵可循環用於噴淋或從第一排汙口排出；(2)開啟第二噴淋裝置對生物濾床進行潤溼；(3)加溼後的廢氣從加溼室和生物過濾室之間的連通口進入生物過濾室，在氣壓的作用下穿透生物濾床進行生化除臭反應，消除廢氣中的惡臭物質；(4)處理後的廢氣經生物過濾室的排氣管道排出，流經生物濾床的廢水從第二排汙口排出。進一步地，上述方法包括以下步驟(I)開啟連接廢氣進氣管道的風機使廢氣進入加溼室，通氣線速度為O. 12-0. 3m/s，同時開啟第一噴淋裝置，噴淋水流量控制在廢氣體積的O. 4-0. 6%，優選O. 5%，對廢氣進行加溼預處理；其中聚集在循環水箱中的水經循環泵可循環用於噴淋或從第一排汙口排出；(2)開啟第二噴淋裝置對生物濾床進行潤溼，將生物濾床含水率控制在40 60%之間；
(3)加溼預處理後的廢氣從加溼室和生物過濾室之間的連通口進入生物過濾室，並在氣壓的作用下穿透生物濾床進行生化除臭反應，消除廢氣中的惡臭物質，其中生物濾床的溫度為30-40°C、pH值為6-8 ；(4)處理後的廢氣經生物過濾室的排氣管道排出，流經生物濾床的廢水從第二排汙口排出。本發明進行的生化廢氣除臭方法的創新之處在於對廢氣進行生化處理之前進行了加溼預處理，廢氣在進入生物過濾室之前先在加溼室中潤溼進行加溼預處理，所述加溼預處理可以使得易溶於水的廢氣汙染物，如硫化氫、硫醇和氨氣等進入水相，並可使廢氣中攜帶的顆粒性物質沉澱下來，從而降低生物濾池的汙染負荷，大大提高了生化廢氣除臭淨化裝置的廢氣惡臭物質去除率。本發明的生物濾床採用微生物復育、微生物菌種培養技術、細胞接種技術(分別參照李琳，劉俊新.細菌與真菌複合作用處理臭味氣體的試驗研究，環境科學2004， 25(2) :23 26;劉建偉，劉俊新，李琳.複合式生物除臭反應器處理城市汙水處理廠惡臭氣體，環境工程學報，2012，I (7) 78 82 ;黃進剛，徐曉軍，李淑芬等.活性汙泥中高效除臭菌株的馴化和篩選，環境工程學報，2008，2 (11) :1547 1550)和高效生物膜研製技術(張潔敏，生物膜法在香料廠有機廢氣治理的應用，廣東化工，2012，39 (4) :124 171)，將生物菌種接種和培養在填料上，形成能高效處理含有多種化合物、揮發性有機物(VOCs)混合物臭氣的高效生物過濾技術，再加上廢氣在進入生物過濾室之前先在加溼室中潤溼進行加溼預處理，使得易溶於水的廢氣汙染物，如硫化氫、硫醇和氨氣等進入水相，從而降低生物濾床的汙染負荷，因此極大縮短了臭氣在過濾層中的停留時間。現有技術的停留時間一般為20 40秒，使用本發明的，臭氣在生物濾床的停留時間為10 15秒，是一般生物除臭濾池廢氣停留時間的一半或一半以下，而廢氣惡臭物質去除率高於85 %。本發明的廢氣除臭淨化裝置具有較高的汙染負荷能力。本發明所述的加溼預處理可以是連續循環噴淋或間隙性噴淋，對進入的惡臭氣體進行預處理。生物過濾室則設計為間隙式散水，因為如果處於乾燥狀態，生物濾床中的微生物將失去活性；如果溼度過高，載體表面水膜加厚，通氣的壓損增大，則會阻礙氣體流動；因此加溼程度應綜合考慮保持生物活性和空氣溶解接觸效率，本發明生物濾床噴淋量依據生物濾床含水率而定，目的是將生物濾池的濾床含水率控制在40 60%，有利於微生物的生長，從而維持較高的生化降解活性。由於大部分脫臭微生物的生存溫度為10-50°C，10°C以下或高於50°C大部分生物活性將下降，因此本發明的生物濾床的溫度優選保持為30-45°C，最優選35°C左右。pH值也影響著微生物的生命活動，其主要作用在於引起細胞電荷的變化，從而影響微生物對營養物質的吸收，影響代謝過程中酶的活性，改變其生長環境中的營養物質和有害物質的毒性。本發明的生物濾床的PH值取中性，優選PH = 6-8。一般情部下，汙水處理站個處理單元產生的汙泥發酵後主要產生含有硫化氫、甲硫醇、硫醚及其它VOC屬於容易被微生物降解的物質。使用本發明的生化廢氣除臭淨化裝置進行處理後，可達標排放。
圖I是本發明生化廢氣除臭淨化裝置的結構示意 其中，I是生物除臭裝置、2是第一噴淋裝置、3是第二噴淋裝置、4是風機、5是廢氣進氣管道、6是循環泵、7是循環水箱、8是排氣管道。圖2是本發明的生物除臭裝置中加溼室和生物過濾室的結構示意圖；其中，9是加溼室，10是生物過濾室，11是生物濾床，16是第一排汙口，17是第二排汙口。圖3是本發明生化廢氣除臭淨化裝置的結構示意圖；
其中I是生物除臭裝置、2是第一噴淋裝置、3是第二噴淋裝置、4是風機、5是廢氣進氣管道、6是循環泵、7是循環水箱、8是排氣管道、12是溫度檢測裝置、13是壓力檢測裝置、14是pH檢測裝置、15是毒氣檢測裝置，20是電控櫃。圖4是本發明生化廢氣除臭淨化裝置的一種實施方式的工藝設計圖；其中，箭頭表示廢氣的流向；1是生物除臭裝置、2是第一噴淋裝置、3是第二噴淋裝置、4是風機、5是廢氣進氣管道、6是循環泵、7是循環水箱、8是排氣管道、9是加溼室，10是生物過濾室，11是生物濾床、12是溫度檢測裝置、13是壓力檢測裝置、14是pH檢測裝置、15是毒氣檢測裝置、16是第一排汙口、17是第二排汙口、18是第一流量計、19是過濾器、21是第二流量計、22是第二壓力檢測裝置、23是第一供水水源、24是第二供水水源。
具體實施例方式實施例I本發明生化廢氣除臭淨化裝置的一種實施方式本發明生化廢氣除臭淨化裝置的一種實施方式，如圖I和圖2所示，包括生物除臭系統和部分循環噴淋系統，所述生物除臭系統包括生物除臭裝置1，所述生物除臭裝置I由平行設置且上方相互連通的加溼室9和生物過濾室10構成，所述加溼室9的下方連接風機4，所述風機4連接廢氣進氣管道5 ;所述生物過濾室10中設有含不同填料層的生物濾床11，其中，本實施例參照現有技術(Studer M, von Rohr P R. Nove Im em brane bioreactor Able to cope w ith fluctua ting loads, poor Iy wa ter so Iub leVOCs,and b iom ass accum ulation [J]· B iotechno I B ioeng, 2008,99 (I) :38-48.),生物濾床11的上部填料為高密度聚乙烯，下部填料為大顆粒活性炭；所述生物過濾室10下方連接排氣管道8 ;所述部分循環噴淋系統包括設置在加溼室9底部的循環水箱7、連接所述循環水箱7的循環泵6以及分別設置在加溼室9上方的若干個第一噴淋裝置2和設置生物過濾室10上方的若干個第二噴淋裝置3，所述第一噴淋裝置2與所述循環泵6相連接；所述第二噴淋裝置3位於生物濾床11之上，連接另一供水水源，優選自來水水源；所述加溼室9和生物過濾室10的底部分別設有第一排汙出口 16和第二排汙出口 17。實施例2本發明生化廢氣除臭淨化裝置的另一種實施方式本發明的生化廢氣除臭淨化裝置的另一種實施方式，如圖3和圖4所示，包括生物除臭系統和部分循環噴淋系統，所述生物除臭系統包括生物除臭裝置I，所述生物除臭裝置I由平行設置且上方相互連通的加溼室9和生物過濾室10構成，所述加溼室9的下方連接風機4，所述風機4連接廢氣進氣管道5，其中，所述生物過濾室10設有含不同填料層的生物濾床11，下方連接排氣管道8 ;其中，所述生物濾床11的填料層是由網格式支撐架和由下而上層置於網格式支撐架上的大顆粒活性炭和高密度聚乙烯構成，網格式支撐架固定在生物除臭器的壁上；所述生物濾床11中設有溫度檢測裝置12和pH值檢測裝置14，其中溫度檢測裝置12優選電熱偶，pH值檢測裝置14優選pH值測試儀；所述生物過濾室10和加溼室9還分別設有壓力檢測裝置13和第二壓力檢測裝置22，其中壓力檢測裝置和第二壓力檢測裝置優選壓力計，分別用於檢測廢氣通過生物濾床前後的氣壓差，以及用於檢測廢氣進行加溼預處理前後的壓力差；生物過濾室10下方還設有毒氣體檢測裝置15，優選有毒氣體檢測儀，用於檢測經生物濾床處理後的廢氣中的有毒氣體；所述部分循環噴淋系統包括設置在加溼室9底部的循環水箱7、連接所述循環水箱7的循環泵6，以及分別設置在加溼室9上方的若干個第一噴淋裝置2和設置生物過濾室10上方的若干個第二噴淋裝置3，在連接所述第一噴淋裝置2的供水管道上設置第一流量計18，在連接所述第二噴淋裝置3的供水管道上設置第二流量計21，可通過流量計的讀數對噴淋量進行控制；所述第一噴淋裝置2與所述循環泵6相連接，所述循環泵6與循環水箱之間的管道還連接有第一供水水源23，所述第一供水水源優選自來水水源；所述第二噴淋裝置3設置在生物濾床之上，連接第二供水水源24，優選自來水水源，更優選在第二供水水源和第二噴淋裝置之間設置一過濾器19 ;所述加溼室9和生物過濾室10的底部分別設有第一排汙出口 16和第二排汙出口 17 ;所述淨化裝置還進一步包括控制所述淨化裝置運行 的電控櫃20，用於控制噴淋系統和風機的運行。實施例3本發明的淨化裝置的生化廢氣除臭淨化工藝過程本發明淨化裝置的生化廢氣除臭淨化方法，首先通過電控櫃20開啟連接廢氣進氣管道5的風機4使廢氣進入加溼室9,通氣線速度控制為O. 12-0. 3m/s,同時通過電控櫃20開啟若干個第一噴淋裝置2，通過設置在連接第一噴淋裝置2供水管道上的第一流量計18將噴淋水流量控制在廢氣體積的O. 4-0. 6 %，優選O. 5 %，對廢氣進行加溼預處理；並利用氣壓檢測裝置監測加溼預處理前後的壓力差，其中聚集在循環水箱7中的水經循環泵6可循環用於噴淋或從第一排汙口 16排出；開啟若干個第二噴淋裝置3對生物濾床11進行潤溼，通過另一設置在連接第二噴淋裝置3的供水管道上的第二流量計21將生物濾床含水率控制在40 60%之間；加溼預處理後的廢氣在風機4的作用下從加溼室和生物過濾室之間的連通口進入生物過濾室，並在氣壓的作用下依次穿透生物濾床11的粗填料層和細填料層，在填料層和噴淋液的作用下進行生化除臭反應，消除廢氣中的惡臭物質，其中利用設置在生物濾床中的溫度檢測裝置12來監控生物濾床的溫度；生物濾床的溫度優選30-400C，更優選為35°C ;通過PH值檢測裝置14監控生物濾床的pH值，優選PH為6-8 ;通過壓力檢測裝置13監控生處理前後的氣壓差；處理後的廢氣經生物過濾室的排氣管道排8出，流經生物濾床的廢水從第二排汙口排出17，同時利用設置在生生物過濾室10下方的有毒氣體檢測裝置15監控處理後的廢氣中的有毒體氣體，如有毒體氣體超標，可及時對處理工藝進行調整和改進。
權利要求
1.一種生化廢氣的除臭淨化裝置，包括生物除臭系統和部分循環噴淋系統，其特徵在於: 所述生物除臭系統包括生物除臭裝置(I)，所述生物除臭裝置(I)由平行設置且上方相互連通的加溼室(9)和生物過濾室(10)構成，所述加溼室(9)的下方連接風機(4)，所述風機(4)連接廢氣進氣管道(5);所述生物過濾室(10)設有含不同填料層的生物濾床(11)，下方連接排氣管道(8)； 所述部分循環噴淋系統包括設置在加溼室(9)底部的循環水箱(7)、連接所述循環水箱(7)的循環泵￠)以及分別設置在加溼室(9)上方的第一噴淋裝置(2)和設置生物過濾室(10)上方的第二噴淋裝置(3)，所述第一噴淋裝置(2)與所述循環泵(6)相連接；所述第二噴淋裝置(3)連接供水水源；所述加溼室(9)和生物過濾室(10)的底部分別設有第一排汙出口 (16)和第二排汙出口 (17)。
2.如權利要求I所述淨化裝置，其特徵在於所述淨化裝置還進一步包括溫度檢測裝置(12)、壓力檢測裝置(13)、pH值檢測裝置(14)和有毒氣體檢測裝置(15)，分別用於檢測生物濾床的溫度、生物濾床上下的氣壓差、生物濾床的PH值和生物濾床處理後的廢氣中的有毒氣體。
3.如權利要求I或2所述淨化裝置，其特徵在於所述淨化裝置還進一步包括控制所述淨化裝置運行的電控櫃(20)，用於控制噴淋系統和風機的運行。
4.如權利要求I所述淨化裝置，其特徵在於所述生物濾床(11)由網格式支撐架和層置於所述網格式支撐架上的由下至上為從粗到細的填料構成，所述填料為選自聚乙烯、活性炭、樹皮、木片中的一種或多種。
5.如權利要求4所述的淨化裝置，其特徵在於所述生物濾床(11)的填料上接種有用於與廢氣進行生化反應的微生物。
6.如權利要求I所述的淨化裝置，其特徵在於所述進氣管道和出氣管道處分別設有採樣口。
7.如權利要求I所述的淨化裝置，其特徵在於所述循環水箱內設置有自動補水裝置、溢水水封裝置及放空、排汙裝置。
8.使用權利要求I所述的淨化裝置進行生化廢氣除臭的方法，包括以下步驟 (1)開啟連接廢氣進氣管道的風機使廢氣進入加溼室，同時開啟第一噴淋裝置，對廢氣進行加溼預處理；其中，聚集在循環水箱中的水經循環泵可循環用於噴淋或從第一排汙口排出； (2)開啟第二噴淋裝置對生物濾床進行潤溼； (3)加溼後的廢氣從加溼室和生物過濾室之間的連通口進入生物過濾室，在氣壓的作用下穿透生物濾床並進行生化除臭反應，消除廢氣中的惡臭物質； (4)處理後的廢氣經生物過濾室的排氣管道排出，流經生物濾床的廢水從第二排汙口排出。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於包括以下步驟 (I)開啟連接廢氣進氣管道的風機使廢氣進入加溼室，通氣線速度為O. 12-0. 3m/s,同時開啟第一噴淋裝置，噴淋水流量控制在廢氣體積的O. 4-0. 6%，對廢氣進行加溼預處理；其中聚集在循環水箱中的水經循環泵可循環用於噴淋或從第一排汙口排出；(2)開啟第二噴淋裝置對生物濾床進行潤溼，將生物濾床含水率控制在40 60%之間； (3)加溼預處理後的廢氣從加溼室和生物過濾室之間的連通口進入生物過濾室，並在氣壓的作用下穿透生物濾床進行生化除臭反應，消除廢氣中的惡臭物質，其中生物濾床的溫度為30-40°C、pH值為6-8 ； (4)處理後的廢氣經生物過濾室的排氣管道排出，流經生物濾床的廢水從第二排汙口排出。·
全文摘要
本發明提供了一種生化廢氣除臭淨化裝置及其除臭方法，所述除臭淨化裝置包括生物除臭系統和部分循環噴淋系統，所述生物除臭系統包括由平行設置且上方相互連通的加溼室和生物過濾室構成，所述加溼室的下方連接風機，所述風機連接廢氣進氣管道；所述生物過濾室設有不同填料層的生物濾床，下方連接排氣管道；所述部分循環噴淋系統包括設置在加溼室底部的循環水箱、連接所述循環水箱的循環泵、以及分別設置在加溼室上方的第一噴淋裝置和設置生物過濾室上方的第二噴淋裝置，所述第一噴淋裝置與所述循環泵相連接；所述第二噴淋裝置連接供水水源；所述加溼室和生物過濾室的底部分別設有第一排汙出口和第二排汙出口。
文檔編號B01D53/14GK102895867SQ20121032137
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月3日 優先權日2012年9月3日
發明者李國富, 王東升, 張偉軍 申請人:深圳市東森環境技術有限公司