專利名稱：一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境治理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種解決處理惡臭與揮發(fā)性有 機(jī)氣體的生物過濾裝置中填料層堵塞的技術(shù)。
背景技術(shù)：
惡臭與揮發(fā)性有機(jī)物污染是造成人們生活環(huán)境和空氣質(zhì)量惡化的主要原因之一。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，人類活動(dòng)所產(chǎn)生的廢氣排放量不斷增加。 因此，加強(qiáng)對工業(yè)廢氣的治理已成為必然趨勢。生物過濾技術(shù)由于處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用 低、無二次污染等特點(diǎn)而成為重要的惡臭與揮發(fā)性有機(jī)物污染控制技術(shù)。生物過濾技術(shù)主要利用附著在填料表面的微生物對惡臭與揮發(fā)性有機(jī)物的代謝 作用來達(dá)到去除污染物的目的。被去除的污染物相當(dāng)部分被轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞，宏觀上表 現(xiàn)為生物過濾裝置中填料層中的生物量和填料層壓降在不斷增加。在生物過濾裝置長期的 運(yùn)行過程當(dāng)中，由于微生物的不斷生長，使得生物過濾裝置中填料層生物量過大，從而導(dǎo)致 填料層發(fā)生堵塞現(xiàn)象，此時(shí)生物過濾裝置填料層的壓降迅速增加，填料層中出現(xiàn)溝流，進(jìn)而 影響生物過濾裝置的正常運(yùn)行，致使處理效果顯著下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)生物過濾裝置中，因生物量過量積累而導(dǎo)致填料層堵 塞的問題，提供一種可控制生物過濾裝置填料層堵塞的方法。本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述方法予以實(shí)現(xiàn)一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的方法，按照下述步驟進(jìn)行(1)對空氣進(jìn)行加熱和增濕，然后通過進(jìn)氣口進(jìn)入到過濾裝置內(nèi)，進(jìn)口氣體溫度不 低于60°C，相對濕度不低于50%(2)通過設(shè)置在進(jìn)氣口和出氣口周圍的兩對溫度和濕度傳感器，采集空氣在過濾 裝置內(nèi)的溫度和濕度信號(hào)，傳遞給控制器，再由控制器控制加熱裝置對過濾裝置進(jìn)行加熱， 以確保進(jìn)口氣體溫度不低于60°C，相對濕度不低于50% ；出口氣體溫度不低于55°C(3)調(diào)整空氣在生物過濾裝置內(nèi)部的空塔流速為0. 5-1. 5m/min，通入高溫氣體的 時(shí)間30-60min，利用空氣的相對高溫將微生物殺死，以使填料層中的生物量下降。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，優(yōu)選在停止通入熱空氣后，通過自上而下的淋洗，將廢棄 殘?jiān)懦?。本發(fā)明的另一目的在于提供一種可以用于控制生物過濾裝置填料層堵塞的裝置， 通過下述方案予以實(shí)現(xiàn)一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的裝置，包括過濾裝置本體11、進(jìn)氣口 4、出氣 口 9、填料層8，所述填料層8對應(yīng)的過濾裝置本體上設(shè)置有加熱裝置6，所述進(jìn)氣口 4周圍 設(shè)置有溫度傳感器和濕度傳感器，所述出氣口 9周圍設(shè)置有溫度傳感器和濕度傳感器，所 述溫度傳感器和濕度傳感器與控制器7相連，并向其傳輸過濾裝置內(nèi)空氣的溫度和濕度信號(hào)，所述控制器7通過比較上述信號(hào)，控制加熱裝置6對過濾裝置進(jìn)行加熱，以確保進(jìn)口氣 體溫度不低于60°C，相對濕度不低于50% ；出口氣體溫度不低于55°C。所述過濾裝置本體11外殼上設(shè)置有導(dǎo)熱材料涂層5。所述過濾裝置本體11的頂部通過法蘭3與噴淋液的進(jìn)口 10相連。
所述過濾裝置本體11的底部通過法蘭3與凹形槽2和放空閥1相連。所述加熱裝置6可優(yōu)選為纏繞在過濾裝置本體11上的電加熱線。本發(fā)明的技術(shù)方案，在平常使用時(shí)，與現(xiàn)有的生物過濾裝置一樣。當(dāng)使用一段時(shí)間 之后，被去除的污染物相當(dāng)部分被轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞，宏觀上表現(xiàn)為生物過濾裝置中填料 層中的生物量和填料層壓降在不斷增加，從而導(dǎo)致填料層發(fā)生堵塞現(xiàn)象。此時(shí)，可通過如下 方法來清除填料層的堵塞。通過加熱裝置和導(dǎo)熱材料涂層對過濾裝置進(jìn)行加熱，然后向過 濾裝置中通入高溫氣體(溫度不低于60°C、相對濕度不低于50，尤其是裝置內(nèi)自進(jìn)氣口 4至出氣口 9的一段進(jìn)行加熱，通過控制器7 (例如計(jì)算機(jī))的反饋控制以保持進(jìn)氣口處的 氣體溫度不低于60°C和出氣口氣體溫度不低于55°C?？梢暥氯F(xiàn)象的嚴(yán)重，調(diào)節(jié)氣體在生 物過濾裝置內(nèi)部的空塔流速為0. 5-1. 5m/min，通入高溫氣體的時(shí)間30-60min。當(dāng)然也可以 在過濾裝置使用一段時(shí)間之后，即對填料層進(jìn)行一次熱空氣清洗。再清洗之后，可以選用過 濾裝置中自上而下的淋洗功能，將廢棄殘?jiān)ㄟ^放空閥1排除。本發(fā)明采用通入高溫氣體的生物過濾裝置，利用了高溫氣體對微生物細(xì)胞的破壞 作用，從而降低生物過濾裝置中的生物量，有效控制填料層的壓降和堵塞問題的發(fā)生，可以 應(yīng)用于處理各類廢氣的生物過濾裝置(如用于化工、制藥、橡膠、污水處理等相關(guān)行業(yè)的廢 氣生物處理裝置)，經(jīng)推廣后可以延長生物過濾裝置的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間，減少因填料層堵塞而 帶來的維修費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1是放空閥、2是凹形槽、3是法蘭、4是進(jìn)氣口、 5是導(dǎo)熱材料涂層、6是加熱裝置、7是控制器、8是填料層、9是出氣口、10是噴淋液進(jìn)口、11 是過濾裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。 如圖1所示的生物過濾裝置，在填料層8的下端設(shè)置有進(jìn)氣口 4，在填料層8的上 端設(shè)置有出氣口 9，所述填料層8對應(yīng)的過濾裝置殼體上設(shè)置有加熱裝置6，所述加熱裝置 6為纏繞在過濾裝置殼體上的電加熱線。所述過濾裝置11外殼上設(shè)置有導(dǎo)熱材料涂層5。 所述過濾裝置的頂部通過法蘭3與噴淋液的進(jìn)口 10相連。所述過濾裝置的底部通過法蘭 3與凹形槽2相連。 所述進(jìn)氣口 4周圍設(shè)置有溫度傳感器和濕度傳感器，所述出氣口 9周圍設(shè)置有溫 度傳感器和濕度傳感器，所述溫度傳感器和濕度傳感器與控制器7相連，并向其傳輸過濾 裝置內(nèi)空氣的溫度和濕度信號(hào)，所述控制器7通過比較上述信號(hào)，控制加熱裝置6對過濾裝 置進(jìn)行加熱，尤其是裝置內(nèi)自進(jìn)氣口 4至出氣口 9的一段進(jìn)行加熱。通過控制器7 (例如計(jì) 算機(jī))的反饋控制以保持進(jìn)氣口處的氣體溫度不低于60°C和出氣口氣體溫度不低于55°C?？梢暥氯F(xiàn)象的嚴(yán)重，調(diào)節(jié)氣體在生物過濾裝置內(nèi)部的空塔流速為0. 5-1. 5m/min，通入高 溫氣體的時(shí)間30-60min。 下述實(shí)施例中，選用的生物過濾裝置外圍材料為有機(jī)玻璃，導(dǎo)熱系數(shù)0. 18ff/m · K， 過濾裝置外壁纏繞電加熱帶，單根電加熱帶的寬度5cm，相鄰電加熱帶的邊緣距離10cm，電 加熱帶功率密度28kW/m2。實(shí)施例1以電加熱棒加熱空氣至60°C (相對濕度為65% )，以氣體流量0. lm3/h通入有效 容積3. IL的生物過濾裝置(已經(jīng)連續(xù)70天處理300-500mg/nT3的甲苯氣體)，氣體在該生 物過濾裝置中的空塔流速為0. 6m/min，利用生物過濾裝置外壁纏繞的電加熱帶，保證出口 氣體溫度不低于55°C，通入高溫氣體30min后，生物過濾裝置填料層的壓降為5mm水柱。在 同一條件下，通入常溫(35°C )氣體的生物過濾裝置，其填料層壓降為20mm水柱。實(shí)施例2以電加熱棒加熱空氣至60°C (相對濕度為65% )，以氣體流量0. 2m3/h通入有效 容積3. IL的生物過濾裝置(已經(jīng)連續(xù)70天處理300-500mg/m_3的甲苯氣體)，氣體在該 生物過濾裝置中的空塔流速為1. 2m/min，利用生物過濾裝置外壁纏繞的電加熱帶，保證出 口氣體溫度不低于58°C，通入高溫氣體30min后，生物過濾裝置填料層的壓降為5mm水柱。 在同一條件下，通入常溫(35°C )氣體的生物過濾裝置，其填料層壓降為20mm水柱。實(shí)施例3以電加熱棒加熱空氣至65°C (相對濕度為65% )，以氣體流量0. lm3/h通入有效 容積3. IL的生物過濾裝置(已經(jīng)連續(xù)70天處理300-500mg/nT3的甲苯氣體)，氣體在該生 物過濾裝置中的空塔流速為0. 6m/min，利用生物過濾裝置外壁纏繞的電加熱帶，保證出口 氣體溫度不低于55°C，通入高溫氣體30min后，生物過濾裝置填料層的壓降為6mm水柱。在 同一條件下，通入常溫(35°C )氣體的生物過濾裝置，其填料層壓降為20mm水柱。實(shí)施例4以電加熱棒加熱空氣至60°C (相對濕度為65% )，以氣體流量0. lm3/h通入有效 容積3. IL的生物過濾裝置(已經(jīng)連續(xù)120天處理300-500mg/m_3的甲苯氣體)，氣體在該 生物過濾裝置中的空塔流速為0. 6m/min，利用生物過濾裝置外壁纏繞的電加熱帶，保證出 口氣體溫度不低于55°C，通入高溫氣體50min后，生物過濾裝置填料層的壓降為8mm水柱。 在同一條件下，通入常溫(35°C )氣體的生物過濾裝置，其填料層壓降為30mm水柱。實(shí)施例5以電加熱棒加熱空氣至60°C (相對濕度為65% )，以氣體流量0. lm3/h通入有效 容積3. IL的生物過濾裝置(已經(jīng)連續(xù)150天處理300-500mg/m_3的甲苯氣體)，氣體在該 生物過濾裝置中的空塔流速為0. 6m/min，利用生物過濾裝置外壁纏繞的電加熱帶，保證出 口氣體溫度不低于55°C，通入高溫氣體50min后，生物過濾裝置填料層的壓降為6mm水柱。 在同一條件下，通入常溫(35°C )氣體的生物過濾裝置，其填料層壓降為50mm水柱。以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況 下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均 落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的方法，其特征在于，按照下述步驟進(jìn)行(1)對空氣進(jìn)行加熱和增濕，然后通過進(jìn)氣口進(jìn)入到過濾裝置內(nèi)，進(jìn)口氣體溫度不低于 60°C，相對濕度不低于50%(2)通過設(shè)置在進(jìn)氣口和出氣口周圍的兩對溫度和濕度傳感器，采集空氣在過濾裝置 內(nèi)的溫度和濕度信號(hào)，傳遞給控制器，再由控制器控制加熱裝置對過濾裝置進(jìn)行加熱，以確 保進(jìn)口氣體溫度不低于60°C，相對濕度不低于50% ；出口氣體溫度不低于55°C(3)調(diào)整空氣在生物過濾裝置內(nèi)部的空塔流速為0.5-1. 5m/min，通入高溫氣體的時(shí)間 30-60min，利用空氣的相對高溫將微生物殺死，以使填料層中的生物量下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的方法，其特征在于，殺 死微生物后，在停止通入熱空氣，通過自上而下的淋洗，將廢物排除。
3.—種控制生物過濾裝置填料層堵塞的裝置，包括過濾裝置本體(11)、進(jìn)氣口 、出 氣口(9)、填料層(8)，其特征在于，所述填料層(8)對應(yīng)的過濾裝置本體上設(shè)置有加熱裝置 (6)，所述進(jìn)氣口(4)周圍設(shè)置有溫度傳感器和濕度傳感器，所述出氣口(9)周圍設(shè)置有溫 度傳感器和濕度傳感器，所述溫度傳感器和濕度傳感器與控制器(7)相連，并向其傳輸過 濾裝置內(nèi)空氣的溫度和濕度信號(hào)，所述控制器(7)通過比較上述信號(hào)，并控制加熱裝置(6) 對過濾裝置進(jìn)行加熱，以確保進(jìn)口氣體溫度不低于60°C，相對濕度不低于50% ；出口氣體溫 度不低于陽！。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的裝置，其特征在于，所 述加熱裝置(6)為纏繞在過濾裝置本體(11)上的電加熱線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的裝置，其特征在于，所 述過濾裝置本體(11)外殼上設(shè)置有導(dǎo)熱材料涂層(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5之一所述的一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的裝置，其特征在 于，所述過濾裝置本體(11)的頂部通過法蘭⑶與噴淋液的進(jìn)口(10)相連，所述過濾裝置 本體(11)的底部通過法蘭⑶與凹形槽⑵和放空閥⑴相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制生物過濾裝置填料層堵塞的方法及裝置，通過加熱裝置和導(dǎo)熱材料涂層對過濾裝置進(jìn)行加熱，然后向過濾裝置中通入高溫氣體(溫度不低于60℃、相對濕度不低于50％)，尤其是裝置內(nèi)自進(jìn)氣口至出氣口的一段進(jìn)行加熱，通過控制器的反饋控制以保持進(jìn)氣口處的氣體溫度和出氣口氣體溫度不低于55℃。采用通入高溫氣體的生物過濾裝置，利用了高溫氣體對微生物細(xì)胞的破壞作用，從而降低生物過濾裝置中的生物量，有效控制填料層的壓降和堵塞問題的發(fā)生，可以應(yīng)用于處理各類廢氣的生物過濾裝置，減少因填料層堵塞而帶來的維修費(fèi)用。
文檔編號(hào)B01D53/84GK102091529SQ201010609559
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者季民, 張馨月, 王燦 申請人:天津大學(xué)