專利名稱：一種強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體凈化工藝領(lǐng)域，更具體地，涉及一種對(duì)較高濃度的混合污染氣體(有機(jī)物和惡臭氣體)進(jìn)行凈化的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)生了大量污染性氣體，比如含有機(jī)物的氣體、各種惡臭氣體等，這些有害氣體排放到環(huán)境中，給公眾帶來很多不良影響。
目前，此類污染性氣體的凈化愈來愈受到重視。國(guó)內(nèi)外對(duì)含有機(jī)物的氣體及惡臭氣體的凈化工藝主要包括物理、化學(xué)和生物工藝。一般認(rèn)為物化工藝能耗高、投資高，易產(chǎn)生二次污染等，因此生物凈化工藝的開發(fā)和應(yīng)用越來越多。
氣體生物凈化主要包括生物過濾工藝、生物滴濾工藝、生物洗滌工藝和曝氣式生物處理工藝。目前應(yīng)用較多的是生物過濾工藝，現(xiàn)有的生物過濾工藝主要由加濕噴淋預(yù)處理裝置和生物濾池兩部分構(gòu)成，生物過濾的噴淋預(yù)處理段主要起增濕除塵的作用，由于現(xiàn)有的工藝基本采用噴淋的方式，氣液接觸的效果有時(shí)不夠理想，也不具備污染物負(fù)荷緩沖的能力，而生物濾池采用天然材料為主，包括土壤、堆肥、泥炭等，對(duì)于較低負(fù)荷的污染氣體，在保證一定停留時(shí)間的前提下(通常為60秒以上)，通常的凈化效果可達(dá)90％以上。但由于生物質(zhì)過度增長(zhǎng)或天然濾料自身的降解破碎等原因，隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)，生物濾池的阻力呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其濾料在使用一段時(shí)間后即需更換。另在較高的污染物負(fù)荷條件下，易在生物濾池中出現(xiàn)生物質(zhì)增長(zhǎng)速度過大而造成設(shè)備堵塞和系統(tǒng)阻力損失加大的情況，大大縮短濾料的有效使用期，同時(shí)當(dāng)污染負(fù)荷較高或污染物負(fù)荷波動(dòng)較大的時(shí)，系統(tǒng)的性能不太穩(wěn)定。所以，生物過濾裝置往往用于污染物負(fù)荷不是很高的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是提供一種強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，該強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法穩(wěn)定、高效、成本低。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的采用的技術(shù)方案如下
一種強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其主要特點(diǎn)是，該方法包括以下步驟(1)霧化冷卻預(yù)吸收；(2)噴射鼓泡洗滌；(3)生物過濾。
所述霧化冷卻預(yù)吸收采用超聲霧化或兩相流加壓霧化。
所述氣體溫度從50℃降低到30～35℃，所述的霧化液氣比范圍為0.01L/m3～0.1L/m3。
所述噴射鼓泡洗滌是用噴射鼓泡的氣液接觸方式對(duì)排氣進(jìn)行洗滌。
所述噴射鼓泡洗滌是將氣體經(jīng)由若干埋入液體生物吸收介質(zhì)的布?xì)夤芡ㄟ^噴射形成微小氣泡層而充分與液體接觸進(jìn)行洗滌。
所述氣體流速為0.8m/s～1.5m/s的空塔氣速，所述的微小氣泡層的厚度為20cm～30cm。
所述生物過濾包括以下步驟(1)將氣體送至生物過濾池中；(2)氣體在所述的生物過濾池中通過30～50秒的停留時(shí)間，氣力負(fù)荷在80m3/m3·h以上；(3)氣體中的殘留非水溶性為主的物質(zhì)被吸收降解，凈化的氣體由生物過濾池中排出。
所述生物過濾池中具有由不同大小級(jí)配的惰性材料所組成的布?xì)庀到y(tǒng)，且該生物過濾池的池底設(shè)置有坡度，并設(shè)置有生活垃圾堆肥的濾料。
所述生物過濾池的池底具有3‰傾斜坡度，所述的生活垃圾堆肥中含有10％～80％的碎木。
所述噴射鼓泡洗滌還包括生物再生處理過程，所述生物再生處理過程凈化再生所述噴射鼓泡洗滌過程中的液體生物吸收介質(zhì)。
本發(fā)明的有益效果是1、高效本發(fā)明強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法的三個(gè)步驟分工明確，又環(huán)環(huán)相扣，極大地凈化高濃度惡臭氣體中的各種污染物，再加上生物再生工藝使得液態(tài)生物吸附物質(zhì)可以循環(huán)利用，并使得噴射鼓泡洗滌對(duì)后續(xù)工藝起到負(fù)荷緩沖的作用，本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)臭氣濃度為2000OU～8000OU的惡臭氣體的臭氣濃度的平均去除效率在85％以上。
2、穩(wěn)定本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中采用該工藝運(yùn)行4個(gè)月，生物過濾池的阻力維持在180Pa，未呈現(xiàn)明顯上升的趨勢(shì)。
3、成本低所用設(shè)備簡(jiǎn)單，材料易得，耐用。
通過下面關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)描述，結(jié)合附圖，將使本發(fā)明的其他的和進(jìn)一步的目的變得明顯。


圖1是本發(fā)明的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合本發(fā)明較佳實(shí)施例進(jìn)一步說明如下以凈化一種7200m3/h風(fēng)量的垃圾發(fā)酵后分選過程散發(fā)的惡臭氣體為例來具體說明本發(fā)明的一種強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法的工藝流程。
請(qǐng)參閱圖1所示，來自垃圾發(fā)酵后分選過程的排氣，采用本發(fā)明所提供的該強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法進(jìn)行凈化處理的過程如下(1)排氣首先進(jìn)入霧化冷卻預(yù)吸收段I通過管道1霧化冷卻實(shí)現(xiàn)霧化預(yù)吸收，氣體溫度從50℃降低到30～35℃，霧化液氣比0.01L/m3，通過該霧化冷卻段后形成的冷凝水中COD含量可高達(dá)4000mg/L以上。
其中，上述的霧化冷卻過程可以通過超聲霧化或兩相流加壓霧化方式實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)所適宜的霧化液氣比范圍為0.01L/m3～0.1L/m3。霧化預(yù)吸收可從以下兩個(gè)方面強(qiáng)化吸收過程①氣體與霧化液體接觸時(shí)，接觸面積會(huì)增大很多，有利于增加傳質(zhì)效果；②霧滴表面的吸附和微小顆粒的內(nèi)壓可提高吸收容量。
通過該工藝段可預(yù)先強(qiáng)化氣體中污染物向液相的傳遞，并將一部分氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)移到相對(duì)較易在后續(xù)工藝中去除的液態(tài)顆粒物中。
(2)經(jīng)過霧化冷卻段I后的氣體接著進(jìn)入噴射鼓泡洗滌段II該氣體首先進(jìn)入噴射鼓泡洗滌裝置2，噴射鼓泡吸收裝置2包括一個(gè)生物噴射鼓泡洗滌箱體，其中裝有若干根噴射鼓泡管，其下端沒入含循環(huán)凈化后的活性污泥的生物吸收介質(zhì)中，氣體被分為若干氣流進(jìn)入噴射鼓泡管內(nèi)，各路氣流以15m/s的氣速噴射進(jìn)入活性污泥中，在0.8m/s～1.5m/s的空塔氣速下形成約為20cm～30cm厚的細(xì)微泡沫層，氣體與馴化后的活性污泥在此泡沫層接觸，完成氣體生物洗滌過程，經(jīng)洗滌吸收后的排氣通過人字擋板組成的脫水裝置3除去飛沫。
當(dāng)預(yù)吸收后的排氣噴射進(jìn)入到液體生物吸收介質(zhì)中時(shí)，排氣分散為大量的微細(xì)泡沫并形成一定厚度的泡沫層。已經(jīng)預(yù)吸收的霧滴通過動(dòng)力捕集機(jī)理從氣相轉(zhuǎn)移至液相，殘留在氣體中的污染組分則通過與液體生物介質(zhì)形成的泡沫層接觸而從氣相轉(zhuǎn)移到液相。
在該工藝段，通過充分的氣液接觸可確保排氣的飽和濕度并有效削減了部分污染負(fù)荷。此外，通過對(duì)再生池容量大小和對(duì)液體生物吸收介質(zhì)循環(huán)流量的調(diào)節(jié)，該工藝段還對(duì)后續(xù)工藝起負(fù)荷緩沖的作用。
與傳統(tǒng)的噴淋工藝相比，在相同的空塔氣速下，噴射鼓泡工藝可在較小的幾何高度條件下完成充分的氣液接觸，同時(shí)提供很大的液氣比。對(duì)于具有吸收能力自我更新的生物洗滌而言，液氣比大意味能吸收凈化的污染物負(fù)荷高。該段還能有效地減少進(jìn)入后續(xù)生物濾池的污染物負(fù)荷，從而減少濾池中微生物過量增長(zhǎng)堵塞氣體通道增加氣流阻力的可能性，從而延長(zhǎng)濾料的使用時(shí)間。
(3)除去飛沫后的氣體最后進(jìn)入生物過濾段III經(jīng)過上述步驟處理后的氣體由主風(fēng)機(jī)7抽至一座由生活垃圾堆肥和碎木混合物為過濾材料的生物過濾池8中，在垃圾堆肥中含有大量的對(duì)氣體中剩余物質(zhì)起降解作用的微生物，在此生物過濾池8中保持30～50秒的停留時(shí)間(氣力負(fù)荷80m3/m3·h以上)，氣體中的殘留非水溶性為主的物質(zhì)(如部分烯烴和苯系物等)被其中微生物吸收降解，由生物過濾池8排出的氣體即為凈化的氣體。
其中，生物過濾段III可凈化排氣中的非可溶性污染物，此段工藝的布?xì)庀到y(tǒng)由不同大小級(jí)配的惰性顆粒材料組成，可形成一定的阻力和均勻的通道以實(shí)現(xiàn)均勻布?xì)?；濾料采用含10％～80％碎木的生活垃圾堆肥，經(jīng)濟(jì)易得，且能有效控制生物濾床的氣流阻力，通過在濾池底部設(shè)計(jì)3‰傾斜坡度來保證濾池的滴濾排水，設(shè)計(jì)一定間隔的噴頭作為濾料噴淋系統(tǒng)，保證濾料濕度適宜。
(4)生物再生工藝段IV在噴射鼓泡洗滌裝置2內(nèi)吸收了污染物的活性污泥經(jīng)溢流擋板流入溢流槽中，并在重力作用下，流入位于噴射鼓泡洗滌裝置2下方的一座具有曝氣及澄清功能的洗滌介質(zhì)生物再生池4中，利用再生池曝氣風(fēng)機(jī)6，通過曝氣氧化作用得到降解凈化，恢復(fù)吸收能力后通過低壓頭回流水泵5輸送回噴射鼓泡洗滌裝置2，進(jìn)行新一輪的吸收，循環(huán)量約為10m3/h～15m3/h。
在生活垃圾堆肥過程中，不同階段惡臭物質(zhì)的散發(fā)強(qiáng)度是變化的。目前，國(guó)外針對(duì)垃圾堆肥的生物過濾器設(shè)計(jì)負(fù)荷在40m3/m3·h～100m3/m3·h范圍，停留時(shí)間50秒～90秒。在堆肥惡臭物質(zhì)高發(fā)階段，生物濾池對(duì)惡臭氣體濃度的凈化效率在60％～90％，堆肥惡臭低發(fā)階段，凈化效率可達(dá)80％～95％以上。而本實(shí)施例處理的對(duì)象為發(fā)酵一定時(shí)間后的垃圾通過分選篩分選過程中散發(fā)的惡臭氣體，其平均強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于堆肥過程連續(xù)排氣。
本實(shí)例中的入口惡臭氣體臭氣濃度為2000OU～8000OU，經(jīng)過本發(fā)明的該種強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法進(jìn)行處理后，對(duì)臭氣濃度的平均去除效率在85％以上。系統(tǒng)運(yùn)行4個(gè)月，過濾器的阻力維持在180Pa，未呈現(xiàn)明顯上升的趨勢(shì)。
同時(shí)，本發(fā)明的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法的三個(gè)步驟分工明確，首先對(duì)排氣進(jìn)行霧化冷卻預(yù)吸收處理，然后利用噴射鼓泡洗滌工藝對(duì)排氣中的可溶性物質(zhì)和吸附、吸收于微小霧滴中的氣體污染物進(jìn)行洗滌凈化，最后再經(jīng)過生物過濾工藝處理排氣中的剩余的主要為非水溶性的污染物。而且這三個(gè)步驟又環(huán)環(huán)相扣，霧化冷卻預(yù)吸收有助于噴射鼓泡洗滌工藝效率的提高；而噴射鼓泡洗滌工藝效率的提高有利于最大程度地減少進(jìn)入生物過濾工藝的氣體污染負(fù)荷，從而減少濾池中微生物過量增長(zhǎng)堵塞氣體通道增加氣流阻力的可能性，從而延長(zhǎng)濾料的使用時(shí)間；再加上生物再生工藝使得液態(tài)生物吸附物質(zhì)可以循環(huán)利用，并使得噴射鼓泡洗滌對(duì)后續(xù)工藝起到負(fù)荷緩沖的作用。該工藝所用設(shè)備簡(jiǎn)單，材料易得、耐用。
綜上所述，本發(fā)明的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法穩(wěn)定、高效、成本低，而且國(guó)內(nèi)外還未見針對(duì)這類排氣的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)規(guī)模的生物凈化工藝的報(bào)道。
需要說明的是，在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，以上所述的是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改而不背離本發(fā)明的精神與范圍，這些等價(jià)形式同樣落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)霧化冷卻預(yù)吸收；(2)噴射鼓泡洗滌；(3)生物過濾。
2.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述霧化冷卻預(yù)吸收采用超聲霧化或兩相流加壓霧化。
3.如權(quán)利要求2所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述的氣體溫度從50℃降低到30～35℃，所述的霧化液氣比范圍為0.01L/m3～0.1L/m3。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述噴射鼓泡洗滌是用噴射鼓泡的氣液接觸方式對(duì)排氣進(jìn)行洗滌。
5.如權(quán)利要求4所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述噴射鼓泡洗滌是將氣體經(jīng)由若干埋入液體生物吸收介質(zhì)的布?xì)夤芡ㄟ^噴射形成微小氣泡層而充分與液體接觸進(jìn)行洗滌。
6.如權(quán)利要求5所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述的氣體流速為0.8m/s～1.5m/s的空塔氣速，所述的微小氣泡層的厚度為20cm～30cm。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述的生物過濾包括以下步驟(1)將氣體送至生物過濾池中；(2)氣體在所述的生物過濾池中通過30～50秒的停留時(shí)間，氣力負(fù)荷在80m3/m3·h以上；(3)氣體中的殘留非水溶性為主的物質(zhì)被吸收降解，凈化的氣體由生物過濾池中排出。
8.如權(quán)利要求7所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述的生物過濾池中具有由不同大小級(jí)配的惰性材料所組成的布?xì)庀到y(tǒng)，且該生物過濾池的池底設(shè)置有坡度，并設(shè)置有生活垃圾堆肥的濾料。
9.如權(quán)利要求8所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述的生物過濾池的池底具有3‰傾斜坡度，所述的生活垃圾堆肥中含有10％～80％的碎木。
10.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，其特征在于，所述噴射鼓泡洗滌還包括生物再生處理過程，所述生物再生處理過程凈化再生所述噴射鼓泡洗滌過程中的液體生物吸收介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對(duì)較高濃度的混合污染氣體，特別是有機(jī)物和惡臭氣體進(jìn)行凈化的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法，該方法首先對(duì)排氣進(jìn)行霧化冷卻預(yù)吸收處理，然后利用噴射鼓泡洗滌工藝對(duì)排氣中的可溶性物質(zhì)和吸附、吸收于微小霧滴中的氣體污染物進(jìn)行洗滌凈化，最后再經(jīng)過生物過濾工藝處理排氣中的剩余的主要為非水溶性的污染物，還包括一個(gè)生物再生工藝以凈化再生噴射鼓泡洗滌過程中的液體生物吸收介質(zhì)。本發(fā)明的強(qiáng)化吸收組合式氣體生物凈化方法穩(wěn)定、高效、成本低。
文檔編號(hào)B01D53/84GK101024146SQ200710036288
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者郭榮宗, 羌寧 申請(qǐng)人:郭榮宗, 羌寧