CN110523247A - 一种污水池加盖尾气净化除臭装置及其除臭方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水池加盖尾气净化除臭装置及其除臭方法。由于污水池加盖所涉及的臭气呈现出成分较为复杂、浓度不高、废气来源较为广泛、各处理单元臭气源强成分类似等特征，增加了后续的除臭工艺难度。本发明一种污水池加盖尾气净化除臭装置，包括一体化电‑生物滤池模块。一体化电‑生物滤池模块包括滤塔体、生物电化学反应单元、生物填料循环单元和除雾器。滤塔体内设置有电解质溶液。生物电化学反应器包括阳电极板、阴电极板、两块引流板和两个隔板组。生物填料循环单元包括生物介质填料、喷淋管和循环泵。本发明所用的一体化电‑生物滤塔，通过外加电极，可用于筛选溶液中的优势菌种。
Description
技术领域
本发明属于污水池加盖尾气净化除臭技术领域，具体涉及一种污水池加盖尾气净化除臭装置及其除臭方法。
背景技术
污水池加盖尾气主要来源于企业污水处理站各处理单元(主要包括调节池、提升井、气浮池、初沉池、集水池、污泥贮池、污泥浓缩池、污泥脱水间等处理单元)，在废水的运行处理过程中，上述单元或多或少的分别产生了恶臭气体(主要成分包括硫化氢、氨及其它可能产生恶臭味道的复杂成分)，尤其进水部分(集水井)和污泥处理等部分(浓缩池)的恶臭较为严重。污水在输送过程中腐化，产生的硫化氢等恶臭气体将在格栅间大量释放出来；另外，栅渣中的有机分高达85％，很少的一点栅渣腐败后，也能在较大空间内产生强烈的恶臭。污泥处理部分也是恶臭相当严重的单元，由于污泥处理的水力停留时间长，污泥厌氧发酵会产生大量致臭物质。
生产过程中产生的废水中富含有机营养物质，在适宜的温度、湿度、含氧量等环境条件下，上述大量的有机营养物质在污水和污泥处理过程中，通过好氧、兼氧尤其是厌氧等条件下，主要产生具有鱼腥臭味的胺类物质(甲胺、三甲胺等)、氨臭味的氨气、腐肉臭味的二元胺类(NH2(CH2)4NH2)、腐蛋臭味的硫化氢、腐甘蓝臭味的有机硫化物((CH3)2S)、粪臭味的甲基吲哚(C8H5NHCH3)以及其它的特殊味道的臭气成分。上述反应中产生的恶臭物质会使人食欲不振、恶心、呕吐，而且可直接对呼吸道、内分泌***、循环***及神经***产生危害。它们具有大气污染和有害气体污染的两重性。
部分具有代表性的恶臭气体成分的主要性质如下所述：
H2S：分子式H2S，分子量34.07，相对密度(空气＝1)1.19，熔点-85.5℃，沸点-60.4℃，闪点＜-50℃，蒸气压2026.5kPa/25.5℃。无色，有臭鸡蛋气味的气体，溶于水、乙醇等。浓度大小受废水中硫酸盐影响，厌氧条件下有机物充足时，硫酸盐被还原为硫化物，遇酸性pH值环境转化为H2S。
氨：分子式NH3，分子量17.031，在标准状况下的密度为0.771g/L，氨极易溶于水，溶解度1：700，相对密度(空气)0.6，熔点-77.7℃，沸点-33.5℃，蒸气压506.62kPa(4.7℃)。氨是一种碱性物质，它对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用，可以吸收皮肤组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。氨的溶解度极高，所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，减弱人体对疾病的抵抗力。浓度过高时除腐蚀作用外，还可通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停止。
臭气：一种恶臭物质的臭气强度随着浓度的增高而加强，据资料表明，恶臭给人的感觉量(即恶臭强度)是与恶臭物质对人嗅觉的刺激量的对数成正比，两者之间关系即符合Weber-Fechner定律。
I＝K×logC+a
式中：I——人对嗅觉的感觉量，臭气强度；
K——常数，恶臭物质不同，K值不同；
C——恶臭物浓度；
a——常数，恶臭物质不同，a值不同。
上式说明，即使把恶臭物质如H2S去除90％，人的嗅觉所感觉臭气浓度却只减少了不到50％，这决定了防治恶臭比达到排放标准还要严格几十倍至上千倍。
由于污水池加盖所涉及的臭气呈现出成分较为复杂(同时含有有机、无机、水溶性、非水溶性等物质)、浓度不高、废气来源较为广泛、各处理单元臭气源强成分类似等特征，增加了后续的除臭工艺难度。
生物除臭是利用固相和固液相反应器中微生物的生命活动降解气流中所携带的恶臭成分，将其转化为臭气浓度比较低或无臭的简单无机物质(如二氧化碳、水和无机盐等)和生物质。生物除臭***与自然过程较为类似，通常在常温常压下进行，运行时仅需消耗使恶臭物质和微生物接触的动力费用和少量的调整营养环境的药剂费用，属于资源节约和环境友好型技术，总体能耗低、运行维护费用较少，较少出现二次污染和跨介质污染转移的问题。在现有的生物除臭技术中，菌剂的筛选速度较慢，大大影响了处理效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水池加盖尾气净化除臭装置及其除臭方法。
本发明一种污水池加盖尾气净化除臭装置，包括一体化电生物滤池模块。一体化电生物滤池模块包括滤塔体、生物电化学反应单元、生物填料循环单元和除雾器。滤塔体底部的两侧均设置有进气口。滤塔体内设置有由下至上依次排列的电化学区、生物填料区和除雾区。电化学区内设置有电解质溶液。
所述的生物电化学反应器包括阳电极板、阴电极板、两块引流板和两个隔板组。两块引流板的相背侧与滤塔体内电化学区两相对侧壁的顶部分别固定。两个隔板组分别设置在两块引流板对称面的下方。所述的隔板组由n块隔板组成。n块隔板均设置在电化学区内，形成S形流道。阴电极板及阳电极板均伸入电化学区内设置有电解质溶液内。
所述的生物填料循环单元包括生物介质填料、喷淋管和循环泵。生物介质填料设置在滤塔体的生物填料区内。生物介质填料内设置有降解菌剂。所述的喷淋管设置在生物介质填料的上方。喷淋管上设置有多个喷淋口。喷淋管的进液口与循环泵的输出口连接。循环泵的输入口与滤塔体的电化学区连接。所述的除雾器设置在滤塔体的除雾区。滤塔体顶部设置有净化排气口。
作为优选，本发明一种污水池加盖尾气净化除臭装置，还包括捕捉塔。所述的捕捉塔包括从下至上依次排列的储水层、气体进入层、一级除湿层、一级喷淋层、二级除湿层、二级喷淋层和除雾层；气体进入层设有气体进口；一级除湿层、二级除湿层的填料为不锈钢、PP、聚四氟乙烯中的一种或多种；一级喷淋层、二级喷淋层的顶部喷淋***内设置有无机酸的水溶液。除雾层的顶部设置有出风口。捕捉塔的出风口与两个单向阀的输入端连接。两个单向阀的输出端与两个第一通断阀的一端分别连接。两个第一通断阀的另一端与滤塔体的两个进气口分别连接。
作为优选，本发明一种污水池加盖尾气净化除臭装置，还包括风机和排气筒。所述风机的输入口与滤塔体的净化排气口连接，输出口与排气筒的底部入口连接。
作为优选，所述的阴电极板设置在电化学区内且位于滤塔体的进气口处；阳电极板设置在电化学区内且位于滤塔体的中心位置。阳电极板、阴电极板与电源的正负极分别连通。阳电极板与电源之间设置有开关。电源的输出电压为200mV～1800mV。
作为优选，所述的生物介质填料采用碳纤维与竹碳纤维的混合物。
作为优选，所述的生物介质填料采用火山岩生物填料。
作为优选，所述的降解菌剂为多氯代烃降解菌或烯烃类降解菌。
作为优选，所述的电解质溶液内含有硅氧烷介质。硅氧烷介质包括硅氧烷、二氧化硅、共聚PP载体。硅氧烷、二氧化硅、共聚PP载体的重量百分比分别为26％、24％、50％。
作为优选，所述引流板的顶面倾斜设置。所述滤塔体的两个进气口与两个隔板组分别对应。滤塔体的进气口位于对应隔板组的外侧。所述的除雾器采用丝网除雾器。
该污水池加盖尾气净化除臭装置的除臭方法，具体步骤如下：
步骤一、将污水池加盖尾气通入捕捉塔的气体进口，捕捉塔对污水池加盖尾气进行湿式捕捉，吸收污水池加盖尾气中溶于水的组分。
步骤二、捕捉塔输出的污水池加盖尾气进入滤塔体的电化学区中；向阳电极板、阴电极板通入电压。
同时，循环泵启动，使得降解菌剂在电化学区与生物填料区往复循环，降解菌剂对污水池加盖尾气进行降解；电化学区中的电子传递促进降解菌剂的筛选。
步骤三、经过生物降解的污水池加盖尾气，上升穿过除雾器后排放。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明所用的一体化电-生物滤塔，通过外加电极，可用于筛选溶液中的优势菌种。具体为：生物电化学反应单元内增设电极，电极产生的电场本身会对溶液中的杂质菌群进行破坏；此外电场会溶解水中的氧气，产生羟基自由基等活性基团，也可抑制杂质菌群的生长。同时，电极加快了溶液中电子的转移，使得废气的降解反应速度加快。这使得能够快速接受电子的优势菌群被筛选出来。筛选后的优势菌群，经循环喷淋***喷淋至所述的生物滴滤层中，又强化了生物填料层的降解能力。
2、本发明采用碳纤维与竹碳纤维的混合物作为生物介质填料，由于碳纤维和竹碳纤维以多层次多面空心球结构为主，具有较大的比表面积，易挂膜，不易脱落，亲水性好，生物活性高，处理效果好等优点。利用BET测试结果显示，针对各种恶臭味，吸附效率可达90％以上。同时，碳纤维和竹碳纤维不会造成二次污染。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中一体化电-生物滤塔的示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种污水池加盖尾气净化除臭装置，包括捕捉塔1、一体化电-生物滤塔2、风机3和排气筒4。捕捉塔1包括从下至上依次排列的储水层、气体进入层、一级除湿层、一级喷淋层、二级除湿层、二级喷淋层和除雾层；气体进入层设有气体进口；一级除湿层、二级除湿层的填料为不锈钢、PP、聚四氟乙烯中的一种或多种；一级喷淋层、二级喷淋层的顶部喷淋***内设置有无机酸的水溶液。除雾层用于去除处理后带出的水汽；除雾层的顶部设置有出风口。
如图1和2所示，一体化电-生物滤塔2包括滤塔体2-1、生物电化学反应单元、生物填料循环单元和除雾器2-8。滤塔体2-1底部的两侧均设置有进气口。滤塔体2-1内设置有由下至上依次排列的电化学区、生物填料区和除雾区。电化学区内设置有电解质溶液。电解质溶液内含有硅氧烷介质。硅氧烷介质包括硅氧烷、二氧化硅、共聚PP载体。硅氧烷、二氧化硅、共聚PP载体的重量百分比分别为26％、24％、50％。
生物电化学反应器包括阳电极板、阴电极板、两块引流板2-2和两个隔板组。两块引流板2-2的相背侧与滤塔体2-1内电化学区两相对侧壁的顶部分别固定。引流板2-2的顶面倾斜设置。两个隔板组对中设置在两块引流板2-2对称面的两侧。两块引流板2-2的相对侧间隔设置，形成电化学区的输出口。
隔板组由n块隔板组成，n＝2。n块隔板2-3均设置在电化学区内，形成流向上下变化的S形流道。靠近滤塔体2-1的那块隔板2-3与引流板2-2接触。远离滤塔体2-1的那块隔板2-3与电化学区的底面接触。滤塔体2-1的两个进气口与两个隔板组分别对应。滤塔体2-1的进气口位于对应隔板组的外侧。
阴电极板设置在电化学区内且位于滤塔体2-1的进气口处；阳电极板设置在电化学区内且位于滤塔体2-1的中心位置。阳电极板、阴电极板与电源的正负极分别连通。阳电极板与电源之间设置有开关。电源的输出电压为200mV～1800mV。
滤塔体2-1的两个进气口与两个第一通断阀5的一端分别连接。两个第一通断阀5的另一端与两个单向阀6的输出端分别连接。两个单向阀6的输入端均与捕捉塔1的出风口连接。
生物填料循环单元包括生物介质填料2-4、喷淋管2-5和循环泵2-6。生物介质填料2-4设置在滤塔体2-1的生物填料区内。生物介质填料2-4采用碳纤维与竹碳纤维的混合物。由于碳纤维和竹碳纤维以多层次多面空心球结构为主，故具有较大的比表面积，易挂膜，不易脱落，亲水性好，生物活性高，处理效果好等优点。利用BET测试结果显示，针对各种恶臭味，吸附效率可达90％以上。同时，碳纤维和竹碳纤维不会造成二次污染。生物介质填料2-4内设置有降解菌剂。降解菌剂为多氯代烃降解菌或烯烃类降解菌，其中包括甲烷氧化菌、甲基胞囊菌、甲基杆菌、微杆菌和贪铜菌。
喷淋管2-5设置在生物介质填料2-4的上方。喷淋管2-5上设置有多个喷淋口。喷淋管2-5的进液口与循环泵2-6的输出口通过第二通断阀2-7连接。循环泵2-6的输入口与滤塔体2-1的电化学区连接。循环泵2-6能够持续将电化学区内的电解质溶液喷淋到生物介质填料2-4上。喷淋在生物介质填料2-4的电解质溶液携带部分降解菌剂重新流入电化学区。由于电化学区内设有通电的正负电极，故电极电场本身会对溶液中的杂质菌群进行破坏；此外电场会提高水中的溶氧量，产生羟基自由基等活性基团，进一步抑制杂质菌群(厌氧菌或不适应电化学环境的菌体)的生长。同时，由于外加电极的存在，加快了电解质溶液中电子的转移，使得废气的降解反应速度加快，这使得能够快速接受电子的优势菌群被筛选出来(电子转移快的菌群的降解速度更快)。筛选后的优势菌群，又经循环泵2-6和喷淋管2-5进入生物介质填料2-4中，提升生物介质填料2-4中降解菌剂的降解能力。
除雾器2-8设置在滤塔体2-1的除雾区。除雾器2-8采用丝网除雾器2-8。滤塔体2-1顶部设置有净化排气口。风机3的输入口与滤塔体2-1的净化排气口连接，输出口与排气筒4的底部入口连接。
该污水池加盖尾气净化除臭装置的除臭方法，具体步骤如下：
步骤一、将污水池加盖尾气通过进气***通入捕捉塔1的气体进口，捕捉塔11对污水池加盖尾气进行湿式捕捉，吸收污水池加盖尾气中溶于水的组分。
步骤二、两个第一通断阀5导通，捕捉塔11输出的污水池加盖尾气进入滤塔体2-1的电化学区中；开关导通，阳电极板、阴电极板通入200mV～1800mV的电压，促进电解质溶液中的电子运动，通过电解反应去除污水池加盖尾气中的污染物，并为降解菌剂持续提供所需的氧气。
同时，第二通断阀2-7导通，循环泵2-6启动，使得降解菌剂在电化学区与生物填料区往复循环，降解菌剂对污水池加盖尾气进行降解反应；电化学区中的电子传递促进降解菌剂的筛选，进而快速且持续地提高生物降解的效率。
步骤三、经过生物降解的污水池加盖尾气，上升穿过除雾器2-8后，在风机3的作用下被抽入排气筒4中排放。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：生物介质填料2-4采用火山岩生物填料。火山岩属于惰性材料，具有稳定的化学性质，耐腐蚀，且亲水性强。火山岩的表面比较粗糙，具备较大的比表面积，适合微生物生长挂膜。确保了生物反应装置的有效进行。
Claims (10)
1.一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：包括一体化电生物滤池模块；一体化电生物滤池模块包括滤塔体、生物电化学反应单元、生物填料循环单元和除雾器；滤塔体底部的两侧均设置有进气口；滤塔体内设置有由下至上依次排列的电化学区、生物填料区和除雾区；电化学区内设置有电解质溶液；
所述的生物电化学反应器包括阳电极板、阴电极板、两块引流板和两个隔板组；两块引流板的相背侧与滤塔体内电化学区两相对侧壁的顶部分别固定；两个隔板组分别设置在两块引流板对称面的下方；所述的隔板组由n块隔板组成；n块隔板均设置在电化学区内，形成S形流道；阴电极板及阳电极板均伸入电化学区内设置有电解质溶液内；
所述的生物填料循环单元包括生物介质填料、喷淋管和循环泵；生物介质填料设置在滤塔体的生物填料区内；生物介质填料内设置有降解菌剂；所述的喷淋管设置在生物介质填料的上方；喷淋管上设置有多个喷淋口；喷淋管的进液口与循环泵的输出口连接；循环泵的输入口与滤塔体的电化学区连接；所述的除雾器设置在滤塔体的除雾区；滤塔体顶部设置有净化排气口。
2.根据权利要求1所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：还包括捕捉塔；所述的捕捉塔包括从下至上依次排列的储水层、气体进入层、一级除湿层、一级喷淋层、二级除湿层、二级喷淋层和除雾层；气体进入层设有气体进口；一级除湿层、二级除湿层的填料为不锈钢、PP、聚四氟乙烯中的一种或多种；一级喷淋层、二级喷淋层的顶部喷淋***内设置有无机酸的水溶液；除雾层的顶部设置有出风口；捕捉塔的出风口与两个单向阀的输入端连接；两个单向阀的输出端与两个第一通断阀的一端分别连接；两个第一通断阀的另一端与滤塔体的两个进气口分别连接。
3.根据权利要求1所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：还包括风机和排气筒；所述风机的输入口与滤塔体的净化排气口连接，输出口与排气筒的底部入口连接。
4.根据权利要求1所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：所述的阴电极板设置在电化学区内且位于滤塔体的进气口处；阳电极板设置在电化学区内且位于滤塔体的中心位置；阳电极板、阴电极板与电源的正负极分别连通；阳电极板与电源之间设置有开关；电源的输出电压为200mV～1800mV。
5.根据权利要求1所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：所述的生物介质填料采用碳纤维与竹碳纤维的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：所述的生物介质填料采用火山岩生物填料。
7.根据权利要求1所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：所述的降解菌剂为多氯代烃降解菌或烯烃类降解菌。
8.根据权利要求1所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：所述的电解质溶液内含有硅氧烷介质；硅氧烷介质包括硅氧烷、二氧化硅、共聚PP载体；硅氧烷、二氧化硅、共聚PP载体的重量百分比分别为26％、24％、50％。
9.根据权利要求1所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置，其特征在于：所述引流板的顶面倾斜设置；所述滤塔体的两个进气口与两个隔板组分别对应；滤塔体的进气口位于对应隔板组的外侧；所述的除雾器采用丝网除雾器。
10.如权利要求2所述的一种污水池加盖尾气净化除臭装置的除臭方法，其特征在于：
步骤一、将污水池加盖尾气通入捕捉塔的气体进口，捕捉塔对污水池加盖尾气进行湿式捕捉，吸收污水池加盖尾气中溶于水的组分；
步骤二、捕捉塔输出的污水池加盖尾气进入滤塔体的电化学区中；向阳电极板、阴电极板通入电压；
同时，循环泵启动，使得降解菌剂在电化学区与生物填料区往复循环，降解菌剂对污水池加盖尾气进行降解；电化学区中的电子传递促进降解菌剂的筛选；
步骤三、经过生物降解的污水池加盖尾气，上升穿过除雾器后排放。
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