一種處理惡臭氣體的一體化設備的製作方法
2023-12-07 02:02:41
本發明涉及一種處理惡臭氣體的一體化設備，屬於環保技術領域。
背景技術：
惡臭氣體，是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環境的氣體物質。它的分布十分廣泛，對人們的影響也是多方面的，它不僅使大量傳播疾病的細菌滋生繁衍，而且直接通過嗅覺系統對呼吸系統、神經系統、循環系統、內分泌系統產生強烈的刺激作用，危害人體健康。隨著人們對生活環境質量要求的逐步提高，人們對各種各樣的臭味越來越不能容忍，惡臭已經成為一個嚴重的社會問題和環境問題，並被列為世界七大公害之一。
惡臭物質根據其組成可分為5類：含硫化合物、含氮化合物、滷素及衍生物、烴類和含氧的有機物。來源主要有：農牧業惡臭、工業惡臭和城市公共設施惡臭，如垃圾處理廠、汙水處理廠、垃圾中轉站、垃圾填埋場等。能夠產生惡臭氣體的場所分布廣泛，對周圍居民和環境的影響較為敏感。
目前，處理惡臭氣體的方法主要有物理法、化學法和生物法三類。物理法是指不改變惡臭物質的化學性質，常見的有稀釋法、掩蔽法、吸附法和冷凝法等；化學法是利用另一種物質與惡臭物質作用，反應後產生新的無臭、無害物質，從而達到淨化的目的，常見的有氧化法和燃燒法等；生物法是利用微生物的代謝降解作用，把惡臭物質分解轉化成CO2、H2O、N2、硝酸鹽、硫酸鹽等無害或少害物質，常見的有生物過濾法、生物滴濾法和生物洗滌法等。
隨著國家環境標準的提高，現有處理方式很難有效地解決惡臭氣體的達標排放問題，特別在處理成分複雜、高濃度和含量波動較大的惡臭氣體時，仍會遇到較多問題，如適應性差、運行成本高、處理效率低和不能達標排放等。低溫等離子技術是多學科交叉的全新技術，是被認為少數可實現符合汙染物同時控制的實用工藝之一。該技術是利用離子發射裝置發射的高能電子來撞擊氣體分子，產生氧原子等自由基，高能電子、氧原子等自由基共同作用將惡臭氣體成分分解成CO2、H2O和其他易溶於水的產物。低溫等離子具有自動化程度高，工藝簡單，對汙染物種類和濃度變化適應性強，並且易於與傳統工藝結合。硫化氫、氨氣、甲硫醇類、甲硫醚類和羰基硫等是常見的主要致臭氣體組分，生物法對於硫化氫和氨氣等相對性質簡單的小分子，去除率可以達到90%以上，但對於其他複雜的大分子組分去除效果不佳，尤其當其濃度較高或變化起伏較為劇烈時，生物法難以勝任。
技術實現要素：
本發明的目的是提供用於處理惡臭氣體的低溫等離子體耦合多效生物滴濾的一體化設備。
為了使上述變為可能，本發明採用以下技術方案。
構建處理惡臭氣體的一體化設備。
首先，利用在低溫等離子體電極間施加高壓高頻交變電流，誘導其引發高電場，此高電場促使放電空間中的自由電子加速，此時電子在該電場中將被加速而獲足夠的能量，進而生成許多電子、離子、介穩態粒子及自由基等高活性物質，如羥基、基態氧原子、亞穩態氧原子等，這些高能、強氧化性物質最終可將惡臭氣體氧化為SO2、NOx、CO2和H2O等。利用低溫等離子體設備處理惡臭氣體，效率較高，工藝簡單，運行成本低，能夠氧化去除大部分惡臭物質，但是生成的氣體中仍會含有少量惡臭物質和其它生成物，除了不能達標排放，也易於產生二次汙染。
其次，惡臭氣體經過低溫等離子體處理後，再進入多效生物滴濾塔。多效生物滴濾塔主要分為塔體和填料部分，含有營養物質的培養液由塔頂部布液裝置噴淋而下，與沿塔而上的惡臭氣體逆流接觸，使氣相中的惡臭汙染物和氧氣轉入液相，進而被填料上的微生物分解吸收，培養液被收集循環使用。該多效生物滴濾塔採用在塔體不同高度分別噴淋營養液，不僅可以更高效地吸收去除惡臭氣體，而且可以使得塔體中不同高度的微生物均勻地利用噴淋液中的營養物質，更易於微生物的生長。這也在一定程度上提高了惡臭氣體的處理效率和滴濾塔運行的穩定性。同時，滴濾塔的填料上固定降解惡臭氣體的特效細菌菌群，該細菌菌群是採用惡臭物質嚴格篩選活性汙泥中的細菌，而得到的對惡臭物質具有高降解效率的混合菌群。經過固定化後，混合菌群被固定到填料上。該多效生物滴濾塔對惡臭物質的降解效率大大高於普通滴濾塔。
惡臭氣體經過低溫等離子體被氧化後，大部分惡臭氣體被氧化，大分子物質同時被氧化為小分子物質。少量未被氧化的物質和被氧化後的生成物隨著氣流進入多效滴濾塔，在微生物的作用下，氣體中的物質被吸收降解，淨化後的氣體達標排放。
該套工藝和裝置的優勢是：（1）低溫等離子體確保了惡臭氣體的快速氧化，多效生物滴濾塔確保氣體達標排放，二者耦合後，可以提高抗衝擊負荷，增強適應性，確保惡臭氣體達標排放；（2）多效生物滴濾塔處理效率提高，體積相應減小；（3）一體化設備結構緊湊，佔地減少，運行簡單，移動方便，更適用於處理突發性惡臭氣體汙染源、不定期排放汙染源等；（4）由於多效生物滴濾塔處理效率提高，可以平衡設計低溫等離子設備和滴濾塔的規模，可以使工程建造成本和運行成本大量降低；可見，與類似處理惡臭氣體的工藝和裝置相比，該裝置具有獨特的技術優勢，可顯著提高處理效率，降低成本，增強實用性。
附圖說明
圖1處理惡臭氣體的一體化設備示意圖。
圖中，1一體化設備外框架，2進氣口，3低溫等離子體設備，4高壓電源，5控制櫃，6培養液循環槽，7填料，8生物滴濾塔，9排氣口。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明中的工藝和設備進行進一步說明。
一體化設備由低溫等離子體系統和生物滴濾系統組成，具體包括：1一體化設備外框架、2進氣口、3低溫等離子體設備、4高壓電源、5控制櫃、6培養液循環槽、7填料、8生物滴濾塔和9排氣口。系統處理過程有以下步驟：一、惡臭氣體首先通過進氣口2進入低溫等離子箱體3，並停留1-10s。然後，在其高壓電場及產生的眾多氧化性強的活性粒子作用下，大部分惡臭物質被氧化，剩餘未被完全氧化的物質也被轉化為較易生化性的小分子物質；二、經過低溫等離子體處理後的氣體進入多效生物滴濾塔8。氣體經過布氣系統由塔底向上運動，經過分層生物填料，由排氣口9排出。噴淋液經過噴淋系統，在不同填料層自上而下流動。向上運動的氣體在接觸向下流動的噴淋液後，氣體內的惡臭物質溶解在噴淋液中，並進一步被填料7上的生物膜吸附，最後被填料上的特定微生物菌群快速降解。惡臭氣體經過填料後，惡臭物質被吸附降解，清潔氣體經過排氣口9被排出系統外。三、培養液經過生物填料後，被循環槽收集，並可以被循環使用。
所述一體化設備外框架1可根據移動的頻繁程度選擇不同材質。低溫等離子體反應器由電暈箱體3和高壓電源4組成。所述多效生物滴濾塔，內含有多層生物填料7，每層上方均設置噴淋系統。
實施例一：低溫等離子體耦合多效生物滴濾塔處理惡臭氣體。
結合常見惡臭氣體成分，該裝置處理含有H2S、二硫化碳、甲硫醇、羰基硫（COS）、二甲基硫醚和二甲基二硫醚的混合惡臭氣體，去除率達到99%以上，處理效率高，運行穩定，成本相對較低。