CN104147921B - 一种生物过滤‑活性炭联合法处理恶臭气体的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废气处理技术领域，特别涉及一种生物过滤‑活性炭联合法处理恶臭气体的装置与方法。本发明装置由负压收集单元、气体收集管道、风机、生物过滤单元和活性炭吸附单元组成。其中，生物过滤单元底部有气体分布装置，内部填充轻质活性生物填料，侧壁上开有营养液喷淋液进口及安装有一连接喷淋器的管路。活性炭吸附单元装填复合活性炭吸附填料。利用负压收集装置将产生源的恶臭气体收集，经过气体进气管进入生物过滤单元，恶臭气体中的大部分污染物被填料上的细菌和真菌微生物降解，未被降解的低浓度污染物通过气体输送管道进入活性炭吸附单元，被其中填充的活性炭吸附剂吸附后而得到净化，净化后的气体从排气口排入大气。

Description

一种生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的装置与方法
技术领域
本发明属于气体处理领域，特别涉及一种生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的装置与方法。
背景技术
在城市生活垃圾处理厂、城市污水处理厂等市政设施及化工、皮革、石化、制药、皮革、造纸、食品加工等工业过程中会产生大量含硫化氢、氨、甲基胺、甲硫醇、甲硫醚和挥发性有机化合物等物质的恶臭气体，这类恶臭物质具有刺激性强、嗅阈值低、环境危害大等特点。为了保障人体健康和安全，减少对环境的危害，恶臭气体的净化已成为亟需解决的实际问题。
现有的恶臭气体处理技术包括生物处理、吸附、吸收、催化以及焚烧处理等。不同处理技术的原理不同，而且各有其适用范围和优缺点，比如生物处理技术具有处理效果好、无二次污染、投资和运行费用低、易于管理等优点，尤其在处理大流量、低浓度的恶臭气体时更显示其优越性。吸附是利用多孔固体物料与混合组分体系接触，有选择性地得使得体系中的一种或多种组分附着于固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。吸附技术的优点是去除效率高，但一般适用于较低浓度的恶臭气体的处理，具有去除效率高、回收方便等优点。吸收是依据气体中各组分在同一液体溶剂中的物理溶解度或化学反应活性的不同，而将气体混合物分离的过程。
恶臭气体影响范围广，处理难度大，虽然很多处理技术均能处理恶臭气体，但大部分技术尚未成熟和完善，存在着恶臭气体达标处理难度大，适应范围小，处理效果低，占地面积大等问题，或投资和运行费用高，管理操作复杂，易于产生二次污染等问题。特别是由于不同行业恶臭气体组成成分复杂、浓度各异，处理难度相对较大，采用这些单一处理技术和设备大都存在着处理效率低或投资和运行费用高或存在二次污染等弊端。
以往的恶臭气体处理往往采用单一处理技术，去除的物质类型和去除能力有限，因而不能有效地发挥各技术对气体各种恶臭物质的高效去除作用，出气很难达标排放。
发明内容
考虑到以往的恶臭气体处理装置的不足和生物过滤、活性炭吸附技术各自的优缺点，本发明提出一种新型的生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的装置，提高含复杂恶臭物质气体的处理效果，节省占地面积，节省投资和处理费用。
本发明的另一目的是提供一种生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的方法。
本发明的一种新型的生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的装置，由负压收集单元、气体收集管道、风机、生物过滤单元和活性炭吸附单元依次连接组成。恶臭气体依次经过这五个单元，最后净化后的气体从活性炭吸附单元底部的排气口流出。其中：
生物过滤单元底部有气体分布装置，内部填充轻质活性生物填料，侧壁上开有喷淋液进口及安装有一连接喷淋器的管路，喷淋器在生物过滤单元填料的上方，通过管路定期喷淋营养液，营养液循环使用，该底部支撑填料的是气体分布板，底部开有排水口。
生物过滤单元出气通过气体输送管道与活性炭吸附单元相连。
活性炭吸附单元装填复合活性炭吸附填料。在活性炭吸附单元的侧壁上设置将气体排入大气的排气口。
本发明的一种生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的方法，利用负压收集装置将产生源的恶臭气体收集，经过气体进气管进入生物过滤单元，恶臭气体中的大部分污染物被填料上的细菌和真菌微生物降解，未被降解的低浓度污染物被活性炭吸附单元中的复合活性炭吸附剂吸附后而得到净化，净化后的气体从排气口排入大气。风机置于装置后面，保证装置处于负压状态，避免恶臭气体的泄漏。
所述的生物过滤单元底部的气体分布板除了可以均匀分布进气气体和将多余液体溢流排出生物过滤单元外，兼有支撑填料的作用。
所述的活性炭吸附单元填充活性炭纤维和颗粒活性炭，活性炭纤维粒径为5～6mm。颗粒活性炭粒径为2～3mm。
本发明的特点是恶臭气体处理装置的主体由负压收集单元、气体收集管道、风机、生物过滤单元和活性炭吸附单元依次连接组成，它们协同完成气体污染物的降解。恶臭气体经负压收集后首先进入生物过滤单元，该单元内装填有轻质活性生物填料，在中性条件下运行，上面生长有硫细菌、氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌、异养细菌和真菌，恶臭气体中的大部分污染物与这些微生物接触而被吸收和降解，未被降解的少部分恶臭污染物和降解中间产物进入活性炭吸附单元被活性炭吸附，这样将生物反应单元和吸附反应单元分开使用，能有效发挥生物作用和吸附反应各自的优势和作用；微生物可以在常温、常压条件下较好的发挥降解作用，最终达到达标排放。本发明将高效微生物降解和吸附作用的优势结合起来，使废气中不同物化和生物特性的恶臭物质能够得到彻底的降解，结构紧凑、构造简洁，运行操作与维护简单，投资和运行费用低。本发明中的生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的装置主体结构为生物反应单元和吸附反应单元，营养液是定期供给，喷淋次数少，运行操作与维护简单。另外，此反应器还有占地面积较小，结构紧凑，构造简洁，投资和运行费用较低，无二次污染等特点。
本发明的设备具有如下优点：
1.将生物过滤与活性炭吸附的优势结合，研制成一种组合式恶臭气体处理装置，使恶臭气体中易降解组分和难降解组分能够得到彻底的降解。该装置结构紧凑，构造简洁，占地面积小，运行操作与维护简单。
2.恶臭气体先经过生物过滤单元，易生物降解组分在生物过滤单元内得到有效去除，减少了后续活性炭吸附单元的进气负荷。
3.装置无需循环水，营养液是定期供给，喷淋次数少，能耗低，运行操作与维护简单。
附图说明
图1.本发明装置的结构示意图。
附图标记
1.负压收集单元 2.气体收集管道
3.风机 4.气体分布装置
5.排水口 6.生物过滤单元
7.轻质活性生物填料 8.喷淋液进口
9.喷淋器 10.气体输送管道
11.活性炭吸附单元 12.活性炭纤维
13.颗粒活性炭 14.排气口
具体实施方式
实施例1.
请参见图1。有机玻璃制成的一种生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的装置，主要由负压收集单元1、气体收集管道2、风机3、生物过滤单元6和活性炭吸附单元11依次连接组成。
生物过滤单元6底部有气体分布装置4，内部填充轻质活性生物填料7，气体分布装置兼有支撑填料的作用，侧壁上开有营养液喷淋液进口8及安装有一连接喷头的喷淋器9，喷淋器在生物过滤单元填料的上方，通过管路定期喷淋营养液，营养液循环使用，底部开有排水口5。
生物过滤单元出气通过气体输送管道10与活性炭吸附单元11相连。
活性炭吸附单元11内装填活性炭纤维12和颗粒活性炭13两层吸附填料。在活性炭吸附单元的侧壁上设置将气体排入大气的排气口14。
利用负压收集单元1将产生源的恶臭气体收集，经过气体进气管进入生物过滤单元6，恶臭气体中的大部分污染物被轻质活性生物填料7上的细菌和真菌微生物降解，未被降解的低浓度污染物被活性炭吸附单元11中的活性炭纤维12和颗粒活性炭13吸附后而得到净化，净化后的气体从排气口14排入大气。风机置于装置后面，保证装置处于负压状态，避免恶臭气体的泄漏。
根据本方法建立了处理量为10000m3/h的城市生活垃圾综合处理厂的恶臭气体处理装置，进气硫化氢、氨和TVOCs浓度分别为8.5mg/m3，16.0mg/m3，27.0mg/m3的恶臭气体，停留时间为40s，室温条件下操作时，出气口的硫化氢、氨和TVOCs浓度分别为0mg/m3、0.01mg/m3和0.02mg/m3，去除率分别为100％、99.9％和99.9％。

Claims (4)

1.一种生物过滤-活性炭联合法处理恶臭气体的装置，由负压收集单元、气体收集管道、风机、生物过滤单元和活性炭吸附单元依次连接组成，其特征是：
生物过滤单元底部有气体分布装置，内部填充轻质活性生物填料，侧壁上开有营养液喷淋液进口及安装有一连接喷淋器的管路，喷淋器在生物过滤单元填料的上方，喷头通过管路定期喷淋营养液，营养液循环使用，该底部支撑填料的是气体分布板，底部开有排水口；
生物过滤单元出气通过气体输送管道与活性炭吸附单元相连；
活性炭吸附单元装填复合活性炭吸附剂，在活性炭吸附单元的侧壁上设置将气体排入大气的排气口；
所述的生物过滤单元底部的气体分布装置为多孔气体分布板，孔形状为圆孔，孔径为2mm，板上设置散泡器，可将气体分散为气泡，板上还装有倒U型的液体溢流管；
所述的活性炭吸附单元填充的复合活性炭吸附剂为活性炭纤维和颗粒活性炭，活性炭纤维粒径为5～6mm，比表面积为2000～2200m2/g，颗粒活性炭粒径为2～3mm，活性炭纤维和活性炭的填充体积比为1.5∶1。
2.一种利用权利要求1所述的装置处理恶臭气体的方法，其特征在于：利用负压收集装置将产生源的恶臭气体收集，经过气体进气管进入生物过滤单元，恶臭气体中的大部分污染物被填料上的细菌和真菌微生物降解，未被降解的低浓度污染物进入活性炭吸附单元被其中填充的活性炭吸附剂吸附后而得到净化，净化后的气体从排气口排入大气，风机置于装置后面，保证装置处于负压状态，避免恶臭气体的泄漏。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的生物过滤单元顶部安装喷淋器，通过管路定期喷淋营养液，过量的营养液由排水口排出，生物过滤单元内设置在线pH和湿含量监测探头，并与喷淋装置形成反馈控制，保证填料pH和湿含量分别为7～9和45％。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的活性炭吸附单元操作温度为0～50℃，操作压力为常压，总气体停留时间为10～20s，能有效去除生物过滤单元未去除的恶臭物质。
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