一種惡臭氣體處理系統及方法

2023-12-06 18:04:41

專利名稱：一種惡臭氣體處理系統及方法
技術領域：
本發明屬於處理惡臭氣體的裝置及方法。
背景技術：
為防止和避免汙水處理廠臭味對周圍居民生活的影響，一些發達國家先後制定了一些具體規定，例如德國規定城市汙水廠界限外300m範圍內不得建造生活措施，達不到此要求，汙水處理廠內就要採取必要的防止臭味擴散的措施。我國已建成汙水處理廠數量達 2800餘座，配套汙水泵站上萬座。大多數分布在大、中城市，有的很難避開居民區，因此其氣味問題也應得到解決。惡臭氣體的汙染控制主要有兩種類型源控制與收集後處理。源控制需要汙水處理廠選址時就要考慮到惡臭可能對鄰近居民的影響，當地的空氣流動情況等。工藝設計過程中，應進行合理的水力設計，保證足夠的溶解氧供應，避免硫化物的產生。 汙水處理廠應定期清除可能產生惡臭的物質，避免脂類、汙泥等的積累。目前，惡臭氣體的處理方法主要有吸收法，吸附法、催化燃燒法以及生物除臭法。 其中
吸收法是用水或溶劑將廢氣中的汙染物質吸收下來的方法。一般適用於具有較高濃度且有一定回收價值的汙染氣體的處理。如果廢氣水溶性好，則可以以水為吸收劑；若廢氣難溶於水，則須使用化學試劑，例如硫化氫、有機硫氣體、有機酸等，可考慮鹼性吸收劑；而對於氨及胺類氣體，可以考慮使用酸性吸收劑為佳。其處理後的吸收液往往需再以氣提等方式，將廢氣趕出。而氣提後的廢液通常也需要再加以處理排放。吸附法主要是利用吸附劑會對氣體產生吸附特性來去除廢氣，一般吸附分為物理吸附(活性炭、沸石等)與化學吸附(離子交換、氫氧化鐵、氧化鋅等)。影響吸附效率的因素包括吸附劑有效表面積、吸附物質的濃度、化學組成、溫度、吸附劑與吸附質的物理性質、接觸時間與活性等。活性炭對多種惡臭氣體吸附效果良好，且回收再生容易，因此廣泛應用於廢氣汙染控制。生物除臭技術包括生物濾池、生物滴濾池和生物滌氣塔等。生物濾池在20世紀早期就開始在實際中應用，現在已經是較為可靠的技術。生物濾池一般包括了增溼裝置及生物處理裝置，惡臭氣體首先經過增溼裝置，以調整氣體的溼度，這是預處理過程。有的預處理還包括了溫度調節、去除顆粒物等工藝。預處理後的氣體進入生物處理裝置。生物處理裝置的填料表面生長著各種微生物。進入濾床後，惡臭氣體中的汙染物從氣相主體擴散到填料外層的水膜而被填料所吸附，最終被填料表面生長的微生物降解轉化為二氧化碳、水等。 生物滴濾池與生物濾池的最大區別是填料上方噴淋循環液，設備內除傳質過程外還存在很強的生物降解作用。與生物濾池相似，生物滴濾池使用的是碎石、塑料、陶瓷等一類填料，填料的表面是微生物區系形成的幾毫米厚的生物膜。生物滌氣塔由一個吸收室和一個再生池構成。生物滌氣液(循環液)自吸收室頂部噴淋而下，使廢氣中的汙染物和氧轉入液相，實現質量傳遞。吸收了廢氣組分的滌氣液，流入再生反應器(活性汙泥池)中，通人空氣充氧後再生。被吸收的氣態廢物通過微生物氧化作用，被再生池中的活性汙泥懸浮液從液相中除去。降解臭味物質的微生物種類包括細菌和真菌。常規的生物濾池中微生物以細菌為主，因此要求生物濾池中保持潮溼的環境。惡臭氣體的去除可以劃分為三個階段有機物從氣相轉移到液相、在液相中遷移並被微生物吸收、被微生物降解。對於水溶性好的汙染物， 會迅速從氣相轉移到細菌表面的水層中，並被細菌所降解。但是，對於在水中溶解度低或疏水性物質，細菌表面的水層將阻礙其傳質速率，導致處理效率降低。此外，濾床的酸化及幹化常常惡化以細菌為主的生物濾池的處理效果。中國發明專利公開CN1486777A公開了一種一體式真菌除臭反應器及其操作方法。該一體式真菌除臭反應器是一個圓柱形容器，由增溼區、生化反應區、增溼液儲存區以及營養液儲存區組成，其由上下兩部分組成上部為頂端封閉的圓筒，上部頂端的封板中心有一增溼液入口，封板半徑中點的軌跡圓上還設有營養液入口 ；圓筒下端側壁上設有出氣口、營養液排除口 ；圓筒下敞口周緣有一圈翻口凸邊，可與法蘭圈相配；下部為碗狀圓盒， 其直徑與上部圓筒直徑相同，碗狀圓盒上口由隔板封蓋，隔板直徑大於圓筒直徑，以與法蘭圈相配；隔板中心固設有一細圓筒，細圓筒比上部頂端封閉的圓筒略短，其外圓周面上固設有兩個支撐板；上面的支撐板為三塊矩形板，在同一水平圓周面內與外圓面縱向垂直側接， 是增溼區支撐板；下面的支撐板為環狀有孔隔板，是填料支撐板；細圓筒下端涵蓋的隔板上開有許多小孔；碗狀圓盒側壁上設有廢氣入口、增溼液出口 ；上下兩部分由緊固件固緊為一體，在生化反應區內有填料，其上附著生長真菌微生物。該一體式真菌除臭反應器的操作方法是廢氣從廢氣入口進入增溼區內，增溼液通過增溼液入口進入增溼區，在增溼區內廢氣與增溼液對流接觸，使廢氣得到預溼；具有一定溼度的廢氣由增溼區上部出口直接進入生化反應區，在生化反應區內，廢氣被生化反應區內填料表面及內部所附著的真菌降解。 為維持微生物生長所需營養物質和保持填料具有一定的溼度，定期向生化反應區內淋灑含有氮和磷等物質的營養液，營養液通過營養液入口進入生化反應區，過量的營養液進入營養液儲存區，淨化後氣體由排氣口排出。上述專利的貢獻主要在於將增溼與生物反應一體化，解決了困擾生物濾池應用的濾床的酸化及幹化問題，但是該專利提供的裝置僅適於處理在水中溶解度低或疏水性的惡臭物質，不適於高濃度惡臭氣體的淨化處理。綜觀上述幾種方法，吸收法、吸附法和催化燃燒法適於高濃度惡臭氣體的處理通常採用吸收法，而對於低濃度惡臭氣體的淨化處理，生物除臭技術較為經濟有效。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種適於不同種類、不同濃度、不同負荷的惡臭氣體處理的惡臭氣體處理系統。本發明同時還要提供一種適於不同種類、不同濃度、不同負荷的惡臭氣體處理的惡臭氣體處理方法。為解決上述技術問題，本發明採用的一種技術方案是
一種惡臭氣體處理系統，其包括反應容器，該反應容器通過一置於其內的隔板分割為並排的第一反應室和第二反應室，該隔板與反應容器的頂部之間留有將第一反應室和第二反應室相連通的空隙，所述第一反應室的下部側壁上開設有廢氣入口和洗滌劑出口，廢氣入口位於洗滌劑出口上方；所述惡臭氣體處理系統還包括用於向第一反應室內循環提供洗滌劑的洗滌劑循環噴淋裝置，該所述洗滌劑循環噴淋裝置包括設置在第一反應室上部的噴淋裝置、兩端分別與噴淋裝置和第一反應室的洗滌劑出口相連通的洗滌劑循環泵，噴淋裝置的高度比所述的空隙所在的高度低；
所述第二反應室的下部設有穿孔板，該穿孔板將第二反應室劃分為位於上方的生物反應區和位於下方的營養液存儲區，在營養液存儲區所在的第二反應室的側壁上開設有淨化氣體出口，且在該淨化氣體出口處設有引風機；第二反應室的頂部開設有營養液入口，在該營養液入口處連接有營養液噴嘴；
所述的生物反應區內具有放置在穿孔板上的一層或多層附著生長有微生物的惰性填料。根據本發明的進一步方案所述的第一反應室的底部以及營養液存儲區的底部均設有廢液出口。優選地，所述第一反應室內還設有用以消除該反應室內的被霧化的洗滌劑的除霧裝置，如此，可以避免或減少洗滌劑進入第二反應室內。優選地，所述惡臭氣體處理系統還包括用於向所述噴淋裝置補充洗滌劑的洗滌劑補充口。根據本發明的一個方面，所述第一反應室的下部設有多孔板，其將第一反應室劃分為位於上方的化學洗滌調溼區和位於下方的洗滌劑存儲區，所述廢氣入口位於多孔板下方，洗滌劑存儲區內洗滌劑的液面高度低於所述廢氣入口。在該實施方式下，所述化學洗滌調溼區內可以填充有惰性填料，也可以不填充。根據本發明的一個優選方面，所述惰性填料為海綿。所述的惰性填料上附著的微生物優選為多種微生物組成的複合微生物群。本發明中，所述的洗滌劑可以為酸性洗滌劑或鹼性洗滌劑，pH範圍為2 11。本發明採取的又一技術方案是一種採用上述的惡臭氣體處理系統進行惡臭氣體處理的方法，其是使惡臭氣體經廢氣入口進入第一反應室下部空間內，在第一反應室的下部存儲有能與惡臭氣體中的臭味氣體反應的酸性洗滌劑或鹼性洗滌劑，洗滌劑儲存區的洗滌劑通過洗滌劑循環泵在第一反應室的上部進行噴淋，上行的惡臭氣體與下行的洗滌劑混合，惡臭氣體中的臭味氣體得以大部分去除且溼度得到調節，之後惡臭氣體由隔板與所述反應容器的頂部之間的空隙進入第二反應室的生物反應區內，經微生物反應區內微生物的降解後的淨化氣體在引風機的作用下從淨化氣體出口排出。由於上述技術方案的採用，本發明與現有技術相比具有如下特點
I、本發明系統結構緊湊，構造簡潔，可以保持較長時間的穩定運行，運行操作與維護十分簡單。2、本發明系統實現了化學洗滌調溼過程與生化反應過程的集成化，為化學生物一體式除臭裝置。根據要處理的惡臭氣體，選用相應的洗滌劑可以去除大部分的親水性惡臭氣體，並同時調節了廢氣的溼度，而惡臭氣體中殘餘的在水中溶解度低或疏水性的惡臭物質可通過生物反應區內的微生物降解除去。因此，本發明系統適於不同種類、不同濃度、 不同負荷的惡臭氣體處理，且經濟高效。此外，生物反應區內採用層狀設計，可以適應不同的進氣量。3、本發明系統調溼過程內置，易於實現對惡臭氣體溼度的調控，易於調控實現適宜微生物生長的環境，從而節省能耗。


下面結合附圖和具體的實施例對本發明做進一步詳細的說明。圖I為根據本發明的惡臭氣體處理系統的結構示意其中10、第一反應室；10a、廢氣入口 ；10b、洗滌劑出口 ；11、第二反應室；lla、生物反應區；11c、淨化氣體出口 ；llb、營養液儲存區；lid、營養液入口 ；12、空隙；2、隔板；3、穿孔板；4、引風機；5、營養液噴嘴；6、惰性填料；7、噴淋裝置；8、洗滌劑循環泵；9、洗滌劑補充口 ；13、多孔板；100、化學洗滌調溼區；101、洗滌劑儲存區。
具體實施例方式實施例I
本實施例提供一種惡臭氣體處理系統。如圖I所示，惡臭氣體處理系統主要包括反應容器，該反應容器通過一置於其內的隔板2分割為並排的第一反應室10和第二反應室11， 在隔板2與反應容器的頂部之間留有將第一反應室10和第二反應室11相連通的空隙12。所述第一反應室10內設有一多孔板13，其將第一反應室10分成位於上方的化學洗滌調溼區100和位於下方的洗滌劑儲存區101。在洗滌劑儲存區101所在的第一反應室 10的側壁的上部設有廢氣入口 10a，在廢氣入口 IOa的下方設有洗滌劑出口 10b。本例惡臭氣體處理系統還包括用於向所述第一反應室10內循環提供洗滌劑的洗滌劑循環噴淋裝置，該洗滌劑循環噴淋裝置包括設置在化學洗滌調溼區100上方的噴淋裝置7、兩端分別與噴淋裝置7和洗滌劑出口 IOb相連通的洗滌劑循環泵8，噴淋裝置7的高度比空隙12所在的高度低，噴淋裝置7具有多個均布在化學洗滌調溼區100上方的噴嘴；此外，在靠近噴淋裝置7和空隙12的位置還可以設置除霧裝置，以防止或減少霧化的洗滌劑通過空隙12進入到第二反應室11內。在系統運行一段時間後，洗滌劑會有損失，因此，還設置了與噴淋裝置7連通的洗滌劑補充口 9。所述第二反應室11的下部設有穿孔板3，穿孔板3與反應容器的內壁固定連接。 穿孔板3將第二反應室11劃分為位於上方的生物反應區Ila和位於下方的營養液儲存區 11b，生物反應區Ila內過量的營養液可以通過穿孔板3進入到營養液儲存區lib。在營養液存儲區Ilb所在的第二反應室11的側壁上開設有淨化氣體出口 11c，且在該淨化氣體出口 Ilc處設有引風機4 ;第二反應室11的頂部開設有營養液入口 Ild，在該營養液入口 Ild 處連接有多個均布的營養液噴嘴5。所述的生物反應區Ila內具有放置在穿孔板3上的多層附著生長有微生物的惰性填料6，具體為海綿塊。此外，所述的第一反應室10的底部以及營養液存儲區Ilb的底部均設有廢液出口。綜上可見，本發明系統結構緊湊，構造簡潔，運行操作與維護十分簡單。實施例2
本實施例提供應用實施例I的惡臭氣體處理系統來處理含硫化氫及乙硫醇等成分的惡臭氣體的方法。含硫化氫及乙硫醇等成分的惡臭氣體經廢氣入口 IOa進入洗滌劑儲存區101上部，經過多孔板13進入化學洗滌調溼區100。洗滌劑儲存區101的洗滌劑通過洗滌劑循環泵8在化學洗滌調溼區100上部進行噴淋，洗滌劑為弱鹼性藥劑。上行的廢氣與下行的洗滌劑混合，廢氣中的硫化氫等得以大部分去除，溼度得到調節。調節溼度後的廢氣由空隙12 直接進入生物反應區11a。在生物反應區Ila內，廢氣經過多層經培養後表面及內部附著有頂孢頭孢黴、文氏麴黴、常現青黴菌、宛氏擬青黴等微生物的海綿塊，廢氣中殘留的部分疏水性組分被生物反應區微生物降解。淨化後氣體在引風機4的作用下由淨化氣體出口排出。進氣中硫化氫濃度為50ppmv左右，乙硫醇濃度為I. 8ppmv左右。氣體流量為Im3/ h，試驗裝置連續運行。為維持微生物生長所需營養物質和保持一定的溼度，定期向生物濾池中淋灑含有氮和磷等物質的營養液，營養液的pH值為4. 5左右。經過調溼，生物濾池進氣的相對溼度在809Γ90%。穩定運行期間，硫化氫及乙硫醇的去除率保持在95%以上。與同類研究相比，其處理效果顯著優於常規的除臭方法。綜上，本發明的惡臭氣體處理系統及方法具有如下特點
1、惡臭氣體處理系統是生物化學一體式除臭反應器，其在一個裝置裡集合了化學洗滌和生物除臭各自的功能優勢，既可以去除高濃度的惡臭氣體，也可以去除低濃度的惡臭氣體；
2、生物化學一體式除臭反應器實現了化學洗滌調溼過程與生化反應過程集成化的設計，功能獨立完成，而設備實現一體化；
3、化學洗滌調溼區，既提供獨立去除親水性惡臭氣體的化學洗滌除臭功能，又可以對進氣的溼度進行調節，以適應後續生物除臭的需要；
4、所述的調溼功能在化學洗滌調溼區完成，但化學洗滌劑的循環只在化學洗滌調溼區進行，並不會進入生物反應區；
5、所述的化學洗滌劑的種類既可以是酸性洗滌劑，也可以是鹼性洗滌劑，其pH範圍可以在2 11之間。上述實施例的目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
8
權利要求
1.一種惡臭氣體處理系統，所述惡臭氣體處理系統包括反應容器，其特徵在於所述反應容器通過一置於其內的隔板(2)分割為並排的第一反應室(10)和第二反應室(11)， 所述隔板(2)與所述反應容器的頂部之間留有將所述第一反應室(10)和所述第二反應室(11)相連通的空隙(12)，所述第一反應室(10)的下部側壁上開設有廢氣入口( IOa)和洗滌劑出口( 10b)，所述廢氣入口(IOa)位於洗滌劑出口(IOb)上方；所述惡臭氣體處理系統還包括用於向所述第一反應室(10)內循環提供洗滌劑的洗滌劑循環噴淋裝置，該所述洗滌劑循環噴淋裝置包括設置在所述第一反應室(10)上部的噴淋裝置(7)、兩端分別與所述的噴淋裝置(7)和所述第一反應室(10)的洗滌劑出口(IOb)相連通的洗滌劑循環泵(8)，所述的噴淋裝置(7)的高度比所述的空隙(12)所在的高度低；所述第二反應室(11)的下部設有穿孔板(3)，該所述穿孔板(3)將所述第二反應室(11)劃分為位於上方的生物反應區(Ila)和位於下方的營養液存儲區(Ilb),在所述營養液存儲區(Ilb)所在的第二反應室(11)的側壁上開設有淨化氣體出口(11c)，且在該所述淨化氣體出口(Ilc)處設有引風機(4);所述第二反應室(11)的頂部開設有營養液入口 (Ild)，在該所述營養液入口(Ild)處連接有營養液噴嘴(5)；所述的生物反應區(Ila)內具有放置在所述穿孔板(3)上的一層或多層附著生長有微生物的惰性填料(6)。
2.根據權利要求I所述的惡臭氣體處理系統，其特徵在於所述的第一反應室(10)的底部以及所述營養液存儲區(Ilb)的底部均設有廢液出口。
3.根據權利要求I所述的惡臭氣體處理系統，其特徵在於所述第一反應室(10)內還設有用以消除該反應室內的被霧化的洗滌劑的除霧裝置。
4.根據權利要求I所述的惡臭氣體處理系統，其特徵在於所述惡臭氣體處理系統還包括用於向所述噴淋裝置(7 )補充洗滌劑的洗滌劑補充口( 9 )。
5.根據權利要求I所述的惡臭氣體處理系統，其特徵在於所述第一反應室(10)的下部設有多孔板(13)，其將所述第一反應室(10)劃分為位於上方的化學洗滌調溼區(100) 和位於下方的洗滌劑存儲區(101 )，所述廢氣入口( IOa)位於所述多孔板(13)下方，所述洗滌劑存儲區(101)內洗滌劑的液面高度低於所述廢氣入口(10a)。
6.根據權利要求5所述的惡臭氣體處理系統，其特徵在於所述化學洗滌調溼區 (100)內填充有惰性填料。
7.根據權利要求I所述的惡臭氣體處理系統,其特徵在於所述惰性填料為海綿。
8.根據權利要求I或7所述的惡臭氣體處理系統，其特徵在於所述的惰性填料上附著的微生物為多種微生物組成的複合微生物群。
9.根據權利要求I所述的惡臭氣體處理系統，其特徵在於所述的洗滌劑為酸性洗滌劑或鹼性洗滌劑。
10.一種採用權利要求I所述的惡臭氣體處理系統進行惡臭氣體處理的方法，其特徵在於使惡臭氣體經廢氣入口進入第一反應室下部空間內，在第一反應室的下部存儲有能與惡臭氣體中的臭味氣體反應的酸性洗滌劑或鹼性洗滌劑，洗滌劑儲存區的洗滌劑通過洗滌劑循環泵在第一反應室的上部進行噴淋，上行的惡臭氣體與下行的洗滌劑混合，惡臭氣體中的臭味氣體得以大部分去除且溼度得到調節，之後惡臭氣體由隔板與所述反應容器的頂部之間的空隙進入第二反應室的生物反應區內，經微生物反應區內微生物的降解後的淨化氣體在引風機的作用下從淨化氣體出口排出。
全文摘要
本發明公開了一種惡臭氣體處理系統及方法，處理系統包括反應容器，該反應容器通過隔板分割為並排的第一反應室和第二反應室，且隔板與反應容器的頂部之間留有空隙，第一反應室的下部側壁上開設有廢氣入口和洗滌劑出口；惡臭氣體處理系統還包括設置在第一反應室上部的噴淋裝置、洗滌劑循環泵，第二反應室的下部設有穿孔板，該穿孔板將第二反應室劃分為生物反應區和營養液存儲區，在營養液存儲區所在的第二反應室的側壁上開設有淨化氣體出口，且在該淨化氣體出口處設有引風機；生物反應區內具有放置在穿孔板上的一層或多層附著生長有微生物的惰性填料。本發明系統結構緊湊且適於不同種類、不同濃度、不同負荷的惡臭氣體的處理。本發明方法經濟高效。
文檔編號B01D53/84GK102580494SQ20121004920
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者劉漢鵬, 劉立貴, 卞廣榮, 尹方平, 朱國營, 杜永祥, 王家驊, 範佳華, 馬楫, 黃東 申請人:蘇州蘇淨環保科技有限公司