微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣的方法及系統的製作方法
2023-04-27 20:55:41 1
專利名稱：微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及臭氣、廢氣的淨化方法，尤其是涉及一種微生物和植物複合液 相淨化臭氣廢氣的方法及系統。
背景技術：
臭氣和廢氣普遍存在於工農業生產、環境工程處理設施以及日常生活中， 成分複雜，隨意排放已引起很多環境汙染問題。目前產生臭氣和廢氣最多的行 業和場所包括畜禽養殖、廢水處理、固體廢棄物處理、食品化工、橡膠皮革行 業等，對大氣環境造成很大的汙染，嚴重危害著生態環境和人體健康。臭氣廢 氣的成分複雜，隨著產生源的不同而殊異，如畜禽養殖場的臭氣以氨氣、硫化 氫、胺、低級脂肪酸等為主，成分達上百種。這些臭廢氣對養殖動物和人體的 危害很大，如氨氣常被溶解或吸附在潮溼的地面、牆壁及動物的黏膜上，刺激 外黏膜並引起喉頭水腫、黏膜出血等問題。動物在氨的長期毒害下，體質變弱， 對外界環境變化、病毒侵害的抵抗力差，引起採食量、生產力的下降。在廢水 廢物處理的過程中，如固體垃圾填埋場、垃圾焚燒廠、汙水處理廠、堆肥場、 厭氧發酵系統等，都會進一步產生成分更加多樣、更加複雜的臭氣廢氣。臭氣 廢氣更是工業產生中最大難題之一，各種氮氧化物、硫氧化物等汙染成分是酸 雨形成的主要罪魁禍首，已對全球環境帶來致命的破壞。
臭氣廢氣成分的複雜性使處理難度極大，傳統的臭氣廢氣處理方法主要是 物理、化學法，如物理吸附法、化學吸收法和催化燃燒法等，這些處理方法投 資大、操作複雜、運行成本高，而且還很可能造成難以再治理的二次汙染，如 物理吸附法中達到飽和後的吸附材料需要頻繁更替，處理這些廢棄的吸附材料
難度很大；化學吸收法要消耗大量的化學品，其生成物如不經處理同樣會汙染 環境。尤其是對一些低濃度的臭氣廢氣，由於其中的有機物的濃度太低，已無 回收價值，使用傳統方法淨化處理難度大、費用高。
生物過濾法是臭氣廢氣處理領域新出現的技術，因其成本低、操作簡單、 技術清潔、無二次汙染而受到青睞，已成為當前研究的熱點。與傳統的物理、 化學法相比，生物過濾法更適用於大流量、低濃度的臭氣廢氣處理。生物過濾 的原理是利用各種微生物將臭氣廢氣中的各種有害成分轉化為無害的物質，如 硝化細菌可以將氨氣轉化為硝酸鹽，硫化細菌可以將含硫的物質轉化為硫酸鹽，從而達到治理的目的。在目前的研究中，生物過濾法都以孤立的形式加以應用， 僅僅通過微生物的降解作用對臭氣廢氣的汙染物進行轉化，未考慮對降解產物 的處理和利用；同時，微生物一般生長在固態介質構成的固相環境下。因此， 不可避免存在這樣的問題(A)微生物將各種有害成分轉化為無害物質，這些 新生成的產物僅小部分被微生物用於構建新的生命體，其餘大部分存留下來， 未加以利用而被浪費，這些積累的新物質含量過高時也會使抑制微生物的功能 甚至產生毒害作用，未經處理隨意排放更是會引起局部區域的二次汙染；(B) 固態的各種基質對臭氣廢氣中各種汙染物的吸附、攔截功能不如液相的水，往 往需要更長的流程才能有效吸附、攔截汙染物，從而增加了建造成本；(C)在 固相環境下，微生物不容易均勻分布，微生物生長不旺盛的地方淨化能力就很 低，流過的臭氣廢氣得不到有效的過濾和淨化，成為"盲區"，影響最終的效果； (D)微生物需要很好的環境才能迅速生長和發揮最佳功能，目前的大量微生物 在液相的水環境中新陳代謝更旺盛，更能發揮淨化功能。目前的技術都未能提 供解決這些問題的方法。
發明內容
本發明的目的在於提供一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣的方法及 系統，以解決利用生物過濾法處理臭氣廢氣時孤立使用微生物時累積的降解產 物無法被利用會抑制微生物功能、固態的基質吸附攔截汙染物能力低、固相環 境下微生物淨化功能較低、微生物分布不均勻易形成淨化盲區等技術難題。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是-
一、 本發明的微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣的方法 在生物過濾器中填充水和作為微生物附著生長的介質，接種能降解臭氣廢
氣所含汙染物的一種或一種以上微生物，同時選擇一種或一種以上能吸收微生 物降解臭氣廢氣過程中新生成的產物的植物漂浮種植在生物過濾器水面，形成 複合液相生物過濾器，使用時臭氣廢氣從分布在複合液相生物過濾器底部的進 氣孔輸入，再經過氣體分布板後分散上浮，不斷混合水體和介質而使微生物得 以均勻分布，臭氣廢氣在上浮過程中所含的汙染物溶於水中並被附著於介質及 游離態的微生物吸收降解，降解產物被植物吸收作為生長養分，臭氣廢氣中所 含的氧氣為微生物和植物供氧，收穫時或因氣候原因被迫更替時收割植物的莖、 葉和根加以利用，再種植新的植物，從而使臭氣廢氣得以淨化並避免二次汙染。
二、 本發明的微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣的系統 包括進氣泵，流量計，進氣幹管，帶出氣孔的進氣支管，氣體分布板，植物，介質，漂浮栽培載體，水和生物過濾器；生物過濾器內填充水和附著有微 生物的介質，在水面上依靠漂浮栽培載體種植植物，臭氣廢氣源經進氣泵、流 量計和進氣幹管與生物過濾器連接，與進氣幹管相連的一根或一根以上帶出氣 孔的進氣支管均勻分布在生物過濾器的底部，在進氣支管的上方鋪設布滿小孔 的氣體分布板。
所述的生物過濾器的尺寸根據建設場地的尺寸和臭氣廢氣的淨化需要確 定，生物過濾器每立方米每小時的進氣流量為300 2000立方米。
所述的進氣支管的數量根據生物過濾器尺寸確定，相鄰進氣支管的間距為 0.5 2米，出氣孔的直徑為管徑的1/5 1/2，沿著進氣支管每0.2 2米在兩側各
設置一個出氣孔。
所述的介質為塑料多孔填料、砂石、耐腐植物纖維物、活性炭的一種或一 種以上的混合物。
所述的氣體分布板距離進氣支管0.1 0.5米，尺寸與生物過濾器底部相同， 布滿直徑為1 5mm的小孔，相鄰小孔之間的間隙為l~5mm。
所述的漂浮栽培載體為泡沫、漂浮性塑料、木材加工剩餘物的一種或一種 以上的混合物構成。
所述的微生物的種類根據臭氣廢氣的組成成分和淨化需要以及氣候確定； 植物的種類根據微生物降解臭氣廢氣後生成的產物和氣候確定。
本發明具有的有益的效果是
1. 根據臭氣廢氣的組成成分和濃度以及氣候有針對性地選擇一種或一種以 上能有效降解各種汙染物的微生物，再根據臭氣廢氣被降解後新生產的產物和 氣候有針對性地選擇一種或一種以上能有效吸收這些產物的植物，微生物和植 物能對臭氣廢氣中的各種汙染物都進行有效、徹底地淨化，再收穫植物並加以 利用，及時將這些汙染物排出系統外，從而避免了微生物功能受到抑制和基質 因飽和而失效等問題，不產生二次汙染。
2. 與固相環境相比，微生物在液相的水環境中更容易均勻分布，使整個生 物過濾器的淨化能力達到一致、平衡分布，避免過濾"盲區"。
3. 從底部輸入生物過濾器的臭氣廢氣經過氣體分布板後均勻分散上浮，不 斷混合水體和介質而使微生物得以均勻分布，也使整個生物過濾器的淨化能力 達到一致、平衡分布。
4. 與各種固態基質相比，液相的水對臭氣廢氣中各種汙染物的吸附、攔截 功能更強，可以更有效得吸附、攔截汙染物，從而降低建造成本。5. 與固相環境相比，微生物在液相的水環境中生長更好，淨化功能得到加強。
6. 臭氣廢氣中所含的氧氣為微生物和植物供氧。 本發明主要用於臭氣、廢氣的淨化處理。
圖l是本發明的微生物和植物同位複合淨化臭氣廢氣系統平面圖及局部剖 面圖。
圖2是本發明的微生物和植物同位複合淨化臭氣廢氣系統剖面圖。
圖中l.進氣泵，2.流量計，3.進氣幹管，4.進氣支管，5.出氣孔，6.氣體分
布板，7.植物，8.介質，9.漂浮栽培載體，10.水，ll.生物過濾器，A.臭氣廢氣源。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
如圖l、圖2所示，本發明包括進氣泵l，流量計2，進氣幹管3，帶出氣孔5 的進氣支管4，氣體分布板6，植物7，介質8，漂浮栽培載體9，水10和生物過濾 器ll;生物過濾器11內填充水10和附著有微生物的介質8，在水面上依靠漂浮栽 培載體9種植植物7，臭氣廢氣源A經進氣泵1、流量計2和進氣幹管3與生物過濾 器11連接，與進氣幹管3相連的一根或一根以上帶出氣孔5的進氣支管4均勻分布 在生物過濾器ll的底部，在進氣支管4的上方鋪設布滿小孔的氣體分布板6。
所述的生物過濾器ll的尺寸根據建設場地的尺寸和臭氣廢氣的淨化需要確 定，生物過濾器11每立方米每小時的進氣流量為300 2000立方米。
所述的進氣支管4的數量根據生物過濾器11尺寸確定，相鄰進氣支管4的間 距為0.5 2米，出氣孑L5的直徑為管徑的1/5 1/2，沿著進氣支管4每0.2 2米在 兩側各設置一個出氣孔5。
所述的介質8為塑料多孔填料、砂石、耐腐植物纖維物、活性炭的一種或一 種以上的混合物。
所述的氣體分布板6距離進氣支管40.1 0.5米，尺寸與生物過濾器ll底部相 同，布滿直徑為l 5mm的小孔，相鄰小孔之間的間隙為l 5mm。
所述的漂浮栽培載體9為泡沫、漂浮性塑料、木材加工剩餘物的一種或一種 以上的混合物構成。
所述的微生物的種類根據臭氣廢氣的組成成分和淨化需要以及氣候確定； 植物7的種類根據微生物降解臭氣廢氣後生成的產物和氣候確定。實施例l:
生物過濾器11長5米、寬5米、高0.5米，內填充塑料多孔填料作為微生物附 著生長的介質8，接種的微生物為地黴屬酵母菌、漢遜酵母屬酵母菌、硝化桿菌 屬細菌和蠟狀芽袍桿菌，種植的植物7為多年生高羊茅，漂浮栽培載體9用泡沫， 進氣泵l的流量為1.5萬立方米/小時，進氣幹管3為直徑100毫米的PVC管，進氣 支管4為直徑50毫米的PVC管，共3根，沿著進氣支管4每0.5米在兩側各設置一個 直徑20毫米的出氣孔5，氣體分布板6在進氣支管4上方10cm處，尺寸與生物過濾 器ll底部相同，用厚lcm的塑料板製成，布滿直徑為3mm的小孔，相鄰小孔之間 的間隙為3mm。
實施例2:
將實施例l中的微生物和植物同位複合淨化臭氣廢氣系統兩個或兩個以上 並聯使用，用於淨化來自大規模畜禽養殖場的臭氣，每個系統接受來自一個排 風扇的臭氣並加以淨化。
上述具體實施方式
用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本 發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落 入本發明的保護範圍。
權利要求
1. 一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣的方法，其特徵在於在生物過濾器中填充水和作為微生物附著生長的介質，接種能降解臭氣廢氣所含汙染物的一種或一種以上微生物，同時選擇一種或一種以上能吸收微生物降解臭氣廢氣過程中新生成的產物的植物漂浮種植在生物過濾器水面，形成複合液相生物過濾器，使用時臭氣廢氣從分布在複合液相生物過濾器底部的進氣孔輸入，再經過氣體分布板後分散上浮，不斷混合水體和介質而使微生物得以均勻分布，臭氣廢氣在上浮過程中所含的汙染物溶於水中並被附著於介質及游離態的微生物吸收降解，降解產物被植物吸收作為生長養分，臭氣廢氣中所含的氧氣為微生物和植物供氧，收穫時或因氣候原因被迫更替時收割植物的莖、葉和根加以利用，再種植新的植物，從而使臭氣廢氣得以淨化並避免二次汙染。
2、 用於權利要求l所述的一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣方法的 系統，其特徵在於包括進氣泵(l)，流量計(2)，進氣幹管(3)，帶出氣孔(5)的進氣支管(4)，氣體分布板(6)，植物(7)，介質(8)，漂浮栽培載體(9)，水(10)和生物 過濾器(ll);生物過濾器(11)內填充水(10)和附著有微生物的介質(8)，在水面上 依靠漂浮栽培載體(9)種植植物(7)，臭氣廢氣源(A)經進氣泵(l)、流量計(2)和進 氣幹管(3)與生物過濾器(11)連接，與進氣幹管(3)相連的一根或一根以上帶出氣 孔(5)的進氣支管(4)均勻分布在生物過濾器(11)的底部，在進氣支管(4)的上方鋪 設布滿小孔的氣體分布板(6)。
3、 根據權利要求2所述的一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣方法的 系統，其特徵在於所述的生物過濾器(ll)的尺寸根據建設場地的尺寸和臭氣廢 氣的淨化需要確定，生物過濾器(11)每立方米每小時的進氣流量為300 2000立 方米。
4、 根據權利要求2所述的一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣方法的 系統，其特徵在於所述的進氣支管(4)的數量根據生物過濾器(11)尺寸確定，相 鄰進氣支管(4)的間距為0.5 2米，出氣孔(5)的直徑為管徑的1/5 1/2，沿著進氣 支管(4)每0.2 2米在兩側各設置一個出氣孔(5)。
5、 根據權利要求2所述的一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣方法的 系統，其特徵在於所述的介質(8)為塑料多孔填料、砂石、耐腐植物纖維物、 活性炭的一種或一種以上的混合物。
6、 根據權利要求2所述的一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣方法的系統，其特徵在於所述的氣體分布板(6)距離進氣支管(4)0.1 0.5米，尺寸與生 物過濾器(ll)底部相同，布滿直徑為l 5mm的小孔，相鄰小孔之間的間隙為 1 5mm。
7、 根據權利要求2所述的一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣方法的 系統，其特徵在於所述的漂浮栽培載體(9)為泡沬、漂浮性塑料、木材加工剩 餘物的一種或一種以上的混合物構成。
8、 根據權利要求2所述的一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣方法的系統，其特徵在於所述的微生物的種類根據臭氣廢氣的組成成分和淨化需要 以及氣候確定；植物(7)的種類根據微生物降解臭氣廢氣後生成的產物和氣候確 定。
全文摘要
本發明公開了一種微生物和植物複合液相淨化臭氣廢氣的方法及系統。在生物過濾器中填充水和放入作為微生物附著生長的介質，接種微生物和漂浮種植植物，形成複合液相生物過濾器，使用時臭氣廢氣從分布在複合液相生物過濾器底部的進氣孔輸入，再經過氣體分布板後分散上浮，不斷混合水體和介質而使微生物得以均勻分布，臭氣廢氣在上浮過程中所含的汙染物溶於水中並被附著於介質及游離態的微生物吸收降解，降解產物被植物吸收作為生長養分，臭氣廢氣中所含的氧氣為微生物和植物供氧，收穫時或因氣候原因被迫更替時收割植物的莖、葉和根加以利用，再種植新的植物，從而使臭氣廢氣得以淨化並避免二次汙染。本發明主要用於臭氣、廢氣的淨化處理。
文檔編號B01D53/84GK101284210SQ20081006178
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月20日 優先權日2008年5月20日
發明者應義斌, 泮進明 申請人:浙江大學