CN107469613A - 一种多滤料介质相结合的臭气处理***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了生物材料臭气处理领域的一种多滤料介质相结合的臭气处理***及方法。该***主要由土壤混合层、无机填料层、大颗粒沸石层、风机、布水管、布气管、格栅板和排水阀门组成；其中，格栅板位于无机填料层和大颗粒沸石层之间，布水管位于***顶部，排水阀门位于***底部。气体经过风机的输送通过布气管依次进入大颗粒沸石层、无机填料层、土壤混合层，经火山岩的吸收和微生物的代谢转化后，臭气得到有效处理。同单纯利用无机填料或有机填料的臭气处理***相比，该***的优点为能长期有效对臭气进行吸附处理，填料中的微生物能循环利用，***不易堵塞。

Description

一种多滤料介质相结合的臭气处理***及方法
技术领域
本发明属于生物材料臭气处理领域，具体介绍了一种多滤料介质相结合的臭气处理***及方法。
背景技术
目前在城市污水处理以及垃圾填埋等有机废物处理过程中,会产生大量含有多种恶臭污染物的臭气。这些污染物主要有硫化氢、氨等无机物和低分子脂肪酸、胺类、卤代烃等有机物。很多VOCs物质有恶臭气味，相当一部分VOCs有致癌性、遗传中毒性，长期处于VOCs气体的环境中，会造成人体视觉、听觉、记忆受损；VOCs中的伯醇类、醚类、醛类、酮类等溶剂损害人体的神经***；苯、甲苯对肾、肝、血液***和神经***有损害；羟基甲酯、甲酸酯类使肺中毒；乙二醇类损害人的肾脏：氯乙烯、苯已被国际癌症研究中心定为人的致癌物。卤代烃类VOCs会在平流层与臭氧发生链式反应，破坏大气臭氧层，进而影响全球环境。
目前国内主要的臭气处理方法有：活性炭吸附法、热氧化法，氧离子基团处理臭气法、化学洗涤法、生物过滤法等(专利号：CN201610671415.0)。生物法是当今的主流除臭技术，生物法除臭具有投资少，运行费用低的优势。相对于常规的技术，如吸收、吸附、焚烧等，生物技术更适宜处理浓度低、流量大的恶臭气体。而且，利用生物技术控制恶臭污染一般不会产生二次污染。单纯的利用无机填料例如：活性炭，进行吸附，由于缺少微生物的分解作用，经过长时间的吸附作用，对臭气的处理效果会下降。单纯的有机填料混合，虽然有机填料本身含有丰富的微生，并且有机物质可以为微生物的生长提供丰富的营养物质，但是伴随微生物的累积，填料的孔隙率下降，导致填料压实，容易引起***堵塞。
发明内容
本发明涉及一种多滤料介质相结合的臭气处理***及方法，具体技术内容如下：
一种多滤料介质相结合的臭气处理***，其特征在于：该***主要由以下几个部分组成：土壤混合层1，无机填料层2，大颗粒沸石层3，风机4，布水管5，布气管6，格栅板7，排水阀门8；
其中，***整体为尺寸大小1500mm(H)×1100mm(W)×200mm(D)的箱体，底部为大颗粒沸石层3，布气管6安装于大颗粒沸石层中间并与风机4相连，排水阀门8安装在布气管6的下方；
大颗粒沸石层3往上依次为：格栅板7、无机填料层2、土壤混合层1、布水管5，无机填料层2与土壤混合层3采用砖砌式堆叠结构。
所述土壤混合层1厚度为10cm，同层土壤块之间的间距为10cm，采用土壤、木屑、堆肥三种填料以干重比3：1：1的比例混合后装入麻布袋组成。
所述无机填料层2厚度为10cm，由粒径为1-3mm的火山岩组成。
所述大颗粒沸石层3厚度为15cm，由粒径为6-8mm的沸石组成。
所述布水管5长度为1.2m，布水孔间距为10cm，采用PVC材料设于***顶部，均匀滴滤。
所述布气管6长度为1.2m，布气孔间距为10cm，升流式均匀布气。
所述格栅板7由孔目大小小于火山岩粒径的不锈钢板组成。
一种多滤料介质相结合的臭气处理方法，主要包括以下步骤：
首先，臭气经风机的输送通过布气管进入大颗粒沸石层，沸石使气体流速减慢并使其均匀分布往上进入无机填料层；
随后，进入无机填料层的气体被火山岩表面的微孔吸附，进一步扩散到生物膜，被生物分解为二氧化碳、水、硫酸盐、硝酸盐；
最后，未被吸附完全的气体往上进入土壤混合层，在土壤中微生物的作用下被彻底吸附并降解，臭气得到有效处理。
该处理方法的臭气去除率在82.2％以上，平均去除率为85.8％。
本发明涉及的利用多种滤料介质相结合的臭气处理***及方法，相比于传统的臭气处理方式，具有以下优点和有益效果：
1.相比于处理相同臭气量的其他设备，***占地面积小，处理效率高，建造和运行费用低。
2.臭气优先进入大颗粒沸石层，大颗粒沸石缓冲臭气，使臭气均匀分布，同时减小了臭气直接进入无机填料层的冲击负荷。
3.火山岩无机填料可以吸附疏水性气体，火山岩和有机填料相结合可以大幅度提升对臭气处理效率。
4.进水一方面可以保持维持填料层保持湿润，另一方面可以将填料表面被微生物降解的臭气溶于水中经过***的填料层得到进一步吸附降解。
5.无机填料层与土壤混合层采用转砌式堆叠结构有效防止***的堵塞，提升臭气处理效率。
附图说明
图1为多滤料介质相结合的臭气处理***。
图中：1-土壤混合层，2-无机填料层，3-大颗粒沸石层，4-风机，5-布水管，6-布气管，7-格栅板，8-排水阀门。
具体实施方式
本发明提供了一种多滤料介质相结合的臭气处理***及方法，下面结合附图和实施例对本发明予以进一步的说明。
如图1所示，一种多滤料介质相结合的臭气处理***，其特征在于：该***主要由以下几个部分组成：土壤混合层1，无机填料层2，大颗粒沸石层3，风机4，布水管5，布气管6，格栅板7，排水阀门8；
其中，***整体为尺寸大小1500mm(H)×1100mm(W)×200mm(D)的箱体，底部为大颗粒沸石层3，布气管6安装于大颗粒沸石层中间并与风机4相连，排水阀门8安装在布气管6的下方；
大颗粒沸石层3往上依次为：格栅板7、无机填料层2、土壤混合层1、布水管5，无机填料层2与土壤混合层3采用砖砌式堆叠结构。
一种多滤料介质相结合的臭气处理方法，具体步骤为：
首先，臭气源产生的臭气经过风机4输送进入臭气处理***，***整体为尺寸大小1500mm(H)×1100mm(W)×200mm(D)的箱体，底部铺设有厚度为15cm，粒径大小为6-8mm的大颗粒沸石层3，长度为1.2米布气管6位于大颗粒沸石层的中间，布气孔间距为10cm。由于沸石的粒径较大，孔隙率较高，臭气在大颗粒沸石层会被充分的分散，臭气的流速变慢，使臭气在进入无机填料层时均匀分布，减小了臭气直接进入填料层造成的冲击负荷。在大颗粒沸石层与无机填料层之间安装有孔目小于火山岩粒径的格栅板7防止火山岩下漏到大颗粒沸石层底部，堵塞沸石之间的孔隙，影响布气的均匀性，引起***堵塞。
随后，臭气进入由火山岩组成的无机填料层2，火山岩的粒径为(1-3)mm，具有惰性、抗腐蚀性，其表面亲水性强，粗糙多孔，臭气被吸附在微孔表面。无机填料层中的火山岩比表面积大，孔隙率高，具有一定的持水和缓冲能力。适量的自来水从***顶部均匀滴滤，使填料层维持一定的湿度，臭气被吸附在湿润的土壤表面，进一步扩散到生物膜，污染物经过微生物的生理代谢过程转化为简单的无机物，如VOCs转化为二氧化碳和水，硫化氢转化为硫酸盐，氨气转化为硝酸盐等。
紧接着未被吸附的臭气进入相邻的土壤混合层1，土壤混合层采用三种填料土壤，木屑，堆肥以干重比3：1：1的比例混合后装入麻袋布组成。土壤混合层中本身含有丰富的微生物，因此无需添加外源培养的微生物。土壤可以为微生物生长提供寄居场所，土壤混合层中的堆肥，一方面可以为微生物生长提供营养物质，另一方面可以增加土壤保水、保温、透气能力。
土壤混合层与层之间的间距为10cm，由两种大小不同的土壤块组成，较大的土壤块长30cm，较小的土壤块长10cm。臭气从下往上依次经过交叉堆叠的无机填料层和土壤混合层，吸附在湿润的填料表面，经过微生物的生物化学作用得到降解。
土壤混合层与无机填料层采用砖砌式堆叠结构，可以显著提高对臭气的处理效率，有利于防止***的堵塞。
***顶端的安装的PVC布水管5通入适量的自来水，液态水从上往下均匀滴滤，一方面能保持填料的湿润，防止填料被风干；另一方面将填料表面得到的物质溶于水，防止填料表面物质的累积造成填料孔隙堵塞，处理效率降低。无机填料层本身没有微生物的富集，但是流动的液态水可以将土壤混合层中的微生物和营养物质输送到无机填料层，这样可以避免火山岩长期吸附后，吸附效率下降。溶解了填料表面污染物的废水依次经过交叉堆叠的土壤混合层和火山岩无机填料层再次通过微生物的吸附作用得到净化。
布气管位于底部大颗粒沸石层，升流式均匀布气，臭气采用升流式与进水形成两相逆流形式，一方面可以提升臭气的处理效率，另一方面流动的自来水可以实现填料的再生。
多介质臭气处理***既能大幅度提高臭气的处理效率，增加了通气性；同时对溶解了污染物的废水有净化作用。土壤混合层与火山岩无机填料层交叉堆叠，砖砌式结构有利于避免***堵塞。经过***物理吸附作用以及微生物的降解作用，产生的废水从***底部的排水阀门8排出，同时，出水口位于布气管的底部能防止臭气的泄露。处理后的低浓度无污染臭气从***顶部排放出去。
实施例：
污水处理厂产生的臭气经风机进入臭气处理***，进气风量为300m·h-1，布水管自来水滴滤量9×10-3m-3·h-1。通过对***除臭效果进行维持30天的监测，臭气中主要的恶臭污染物H2S浓度在(0.148～0.684)mg·m-3之间，经多介质***处理后，H2S的浓度在(0.013～0.064)mg·m-3之间，去除率达84.5％以上，平均去除率高达91.8％；NH3的进气浓度在(0.107～0.652)mg·m-3之间，平均为0.310mg·m-3，经***净化后，在(0～0.081)mg·m-3之间，平均为0.040mg·m-3。其去除率在75.2％以上，平均去除率高达87.8％；同时以臭气浓度为监测指标，进气臭气浓度在(977～4121)OU·m-3之间，净化处理后，出气臭气浓度在(174～447)OU·m-3之间。其去除率在82.2％以上，平均去除率为85.8％，出气基本满足《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)中的二级厂界排放标准。

Claims (9)

1.一种多滤料介质相结合的臭气处理***，其特征在于，该***主要由以下几个部分组成：土壤混合层(1)，无机填料层(2)，大颗粒沸石层(3)，风机(4)，布水管(5)，布气管(6)，格栅板(7)，排水阀门(8)；
其中，***整体为尺寸大小1500mm(H)×1100mm(W)×200mm(D)的箱体，底部为大颗粒沸石层(3)，布气管(6)安装于大颗粒沸石层中间并与风机(4)相连，排水阀门(8)安装在布气管(6)的下方；
大颗粒沸石层(3)往上依次为：格栅板(7)、无机填料层(2)、土壤混合层(1)、布水管(5)，无机填料层(2)与土壤混合层(1)采用砖砌式堆叠结构。
2.根据权利要求1所述的臭气处理***，其特征在于，土壤混合层(1)厚度为10cm，同层土壤块之间的间距为10cm，采用土壤、木屑、堆肥三种填料以干重比3︰1︰1的比例混合后装入麻布袋组成。
3.根据权利要求1所述的臭气处理***，其特征在于，无机填料层(2)厚度为10cm，由粒径为1-3mm的火山岩组成。
4.根据权利要求1所述的臭气处理***，其特征在于，大颗粒沸石层(3)厚度为15cm，由粒径为6-8mm的沸石组成。
5.根据权利要求1所述的臭气处理***，其特征在于，布水管(5)长度为1.2m，布水孔间距为10cm，采用PVC材料设于***顶部，均匀滴滤。
6.根据权利要求1所述的臭气处理***，其特征在于，布气管(6)长度为1.2m，布气孔间距为10cm，升流式均匀布气。
7.根据权利要求1所述的臭气处理***，其特征在于，格栅板(7)由孔目大小小于火山岩粒径的不锈钢板组成。
8.一种权利要求1所述多滤料介质相结合的臭气处理***的处理方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
首先，臭气经风机的输送通过布气管进入大颗粒沸石层，沸石使气体流速减慢并使其均匀分布往上进入无机填料层；
随后，进入无机填料层的气体被火山岩表面的微孔吸附，进一步扩散到生物膜，被生物分解为二氧化碳、水、硫酸盐、硝酸盐；
最后，未被吸附完全的气体往上进入土壤混合层，在土壤中微生物的作用下被彻底吸附并降解，臭气得到有效处理。
9.根据权利要求8所述的臭气处理方法，其特征在于，臭气的去除率在82.2％以上，平均去除率为85.8％。
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