CN100450589C - 一种强化吸收组合式气体生物净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对较高浓度的混合污染气体，特别是有机物和恶臭气体进行净化的强化吸收组合式气体生物净化方法，该方法首先对排气进行雾化冷却预吸收处理，然后利用喷射鼓泡洗涤工艺对排气中的可溶性物质和吸附、吸收于微小雾滴中的气体污染物进行洗涤净化，最后再经过生物过滤工艺处理排气中的剩余的主要为非水溶性的污染物，还包括一个生物再生工艺以净化再生喷射鼓泡洗涤过程中的液体生物吸收介质。本发明的强化吸收组合式气体生物净化方法稳定、高效、成本低。

Description

一种强化吸收组合式气体生物净化方法

技术领域

本发明涉及气体净化工艺领域，更具体地，涉及一种对较高浓度的混合污染气体(有机物和恶臭气体)进行净化的强化吸收组合式气体生物净化方法。

背景技术

现代社会经济、工业发展迅速，产生了大量污染性气体，比如含有机物的气体、各种恶臭气体等，这些有害气体排放到环境中，给公众带来很多不良影响。

目前，此类污染性气体的净化愈来愈受到重视。国内外对含有机物的气体及恶臭气体的净化工艺主要包括物理、化学和生物工艺。一般认为物化工艺能耗高、投资高，易产生二次污染等，因此生物净化工艺的开发和应用越来越多。

气体生物净化主要包括生物过滤工艺、生物滴滤工艺、生物洗涤工艺和曝气式生物处理工艺。目前应用较多的是生物过滤工艺，现有的生物过滤工艺主要由加湿喷淋预处理装置和生物滤池两部分构成，生物过滤的喷淋预处理段主要起增湿除尘的作用，由于现有的工艺基本采用喷淋的方式，气液接触的效果有时不够理想，也不具备污染物负荷缓冲的能力，而生物滤池采用天然材料为主，包括土壤、堆肥、泥炭等，对于较低负荷的污染气体，在保证一定停留时间的前提下(通常为60秒以上)，通常的净化效果可达90％以上。但由于生物质过度增长或天然滤料自身的降解破碎等原因，随使用时间的延长，生物滤池的阻力呈增长趋势，其滤料在使用一段时间后即需更换。另在较高的污染物负荷条件下，易在生物滤池中出现生物质增长速度过大而造成设备堵塞和系统阻力损失加大的情况，大大缩短滤料的有效使用期，同时当污染负荷较高或污染物负荷波动较大的时，系统的性能不太稳定。所以，生物过滤装置往往用于污染物负荷不是很高的场合。

发明内容

本发明的主要目的就是提供一种强化吸收组合式气体生物净化方法，该强化吸收组合式气体生物净化方法稳定、高效、成本低。

为了实现上述目的，本发明的采用的技术方案如下：

一种强化吸收组合式气体生物净化方法，其主要特点是，该方法包括以下步骤：

(1)雾化冷却预吸收；

(2)喷射鼓泡洗涤；

(3)生物过滤。

所述雾化冷却预吸收采用超声雾化或两相流加压雾化。

所述气体温度从50℃降低到30～35℃，所述的雾化液气比范围为0.01L/m³～0.1L/m³。

所述喷射鼓泡洗涤是用喷射鼓泡的气液接触方式对气体进行洗涤。

所述喷射鼓泡洗涤是将气体经由若干埋入液体生物吸收介质的布气管通过喷射形成微小气泡层而充分与液体接触进行洗涤。

所述气体流速为0.8m/s～1.5m/s的空塔气速，所述的微小气泡层的厚度为20cm～30cm。

所述生物过滤包括以下步骤：

(1)将气体送至生物过滤池中；

(2)气体在所述的生物过滤池中通过30～50秒的停留时间，气力负荷在80m³/m³·h以上；

(3)气体中的残留非水溶性为主的物质被吸收降解，净化的气体由生物过滤池中排出。

所述生物过滤池中具有由不同大小级配的惰性材料所组成的布气系统，且该生物过滤池的池底设置有坡度，并设置有生活垃圾堆肥的滤料。

所述生物过滤池的池底具有3‰倾斜坡度，所述的生活垃圾堆肥中含有10％～80％的碎木。

所述喷射鼓泡洗涤还包括生物再生处理过程，所述生物再生处理过程净化再生所述喷射鼓泡洗涤过程中的液体生物吸收介质。

本发明的有益效果是：

1、高效：本发明强化吸收组合式气体生物净化方法的三个步骤分工明确，又环环相扣，极大地净化高浓度恶臭气体中的各种污染物，再加上生物再生工艺使得液态生物吸附物质可以循环利用，并使得喷射鼓泡洗涤对后续工艺起到负荷缓冲的作用，本发明的一个具体实施例对臭气浓度为2000OU～8000OU的恶臭气体的臭气浓度的平均去除效率在85％以上。

2、稳定：本发明的一个具体实施例中采用该工艺运行4个月，生物过滤池的阻力维持在180Pa，未呈现明显上升的趋势。

3、成本低：所用设备简单，材料易得，耐用。

通过下面关于本发明的详细描述，结合附图，将使本发明的其他的和进一步的目的变得明显。

附图说明

图1是本发明的强化吸收组合式气体生物净化方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，现结合本发明较佳实施例进一步说明如下：

以净化一种7200m³/h风量的垃圾发酵后分选过程散发的恶臭气体为例来具体说明本发明的一种强化吸收组合式气体生物净化方法的工艺流程。

请参阅图1所示，来自垃圾发酵后分选过程的排气，采用本发明所提供的该强化吸收组合式气体生物净化方法进行净化处理的过程如下：

(1)排气首先进入雾化冷却预吸收段I：通过管道1雾化冷却实现雾化预吸收，气体温度从50℃降低到30～35℃，雾化液气比0.01L/m³，通过该雾化冷却段后形成的冷凝水中COD含量可高达4000mg/L以上。

其中，上述的雾化冷却过程可以通过超声雾化或两相流加压雾化方式实现，系统所适宜的雾化液气比范围为0.01L/m³～0.1L/m³。雾化预吸收可从以下两个方面强化吸收过程：

①气体与雾化液体接触时，接触面积会增大很多，有利于增加传质效果；

②雾滴表面的吸附和微小颗粒的内压可提高吸收容量。

通过该工艺段可预先强化气体中污染物向液相的传递，并将一部分气态污染物转移到相对较易在后续工艺中去除的液态颗粒物中。

(2)经过雾化冷却段I后的气体接着进入喷射鼓泡洗涤段II：该气体首先进入喷射鼓泡洗涤装置2，喷射鼓泡洗涤装置2包括一个生物喷射鼓泡洗涤箱体，其中装有若干根喷射鼓泡管，其下端没入含循环净化后的活性污泥的生物吸收介质中，气体被分为若干气流进入喷射鼓泡管内，各路气流以15m/s的气速喷射进入活性污泥中，在0.8m/s～1.5m/s的空塔气速下形成约为20cm～30cm厚的细微泡沫层，气体与驯化后的活性污泥在此泡沫层接触，完成气体生物洗涤过程，经洗涤吸收后的排气通过人字挡板组成的脱水装置3除去飞沫。

当预吸收后的排气喷射进入到液体生物吸收介质中时，排气分散为大量的微细泡沫并形成一定厚度的泡沫层。已经预吸收的雾滴通过动力捕集机理从气相转移至液相，残留在气体中的污染组分则通过与液体生物介质形成的泡沫层接触而从气相转移到液相。

在该工艺段，通过充分的气液接触可确保排气的饱和湿度并有效削减了部分污染负荷。此外，通过对再生池容量大小和对液体生物吸收介质循环流量的调节，该工艺段还对后续工艺起负荷缓冲的作用。

与传统的喷淋工艺相比，在相同的空塔气速下，喷射鼓泡工艺可在较小的几何高度条件下完成充分的气液接触，同时提供很大的液气比。对于具有吸收能力自我更新的生物洗涤而言，液气比大意味能吸收净化的污染物负荷高。该段还能有效地减少进入后续生物滤池的污染物负荷，从而减少滤池中微生物过量增长堵塞气体通道增加气流阻力的可能性，从而延长滤料的使用时间。

(3)除去飞沫后的气体最后进入生物过滤段III：经过上述步骤处理后的气体由主风机7抽至一座由生活垃圾堆肥和碎木混合物为过滤材料的生物过滤池8中，在垃圾堆肥中含有大量的对气体中剩余物质起降解作用的微生物，在此生物过滤池8中保持30～50秒的停留时间(气力负荷80m³/m³·h以上)，气体中的残留非水溶性为主的物质(如部分烯烃和苯系物等)被其中微生物吸收降解，由生物过滤池8排出的气体即为净化的气体。

其中，生物过滤段III可净化排气中的非可溶性污染物，此段工艺的布气系统由不同大小级配的惰性颗粒材料组成，可形成一定的阻力和均匀的通道以实现均匀布气；滤料采用含10％～80％碎木的生活垃圾堆肥，经济易得，且能有效控制生物滤床的气流阻力，通过在滤池底部设计3‰倾斜坡度来保证滤池的高滤排水，设计一定间隔的喷头作为滤料喷淋系统，保证滤料湿度适宜。

(4)生物再生工艺段IV：在喷射鼓泡洗涤装置2内吸收了污染物的活性污泥经溢流挡板流入溢流槽中，并在重力作用下，流入位于喷射鼓泡洗涤装置2下方的一座具有曝气及澄清功能的洗涤介质生物再生池4中，利用再生池曝气风机6，通过曝气氧化作用得到降解净化，恢复吸收能力后通过低压头回流水泵5输送回喷射鼓泡洗涤装置2，进行新一轮的吸收，循环量约为10m³/h～15m³/h。

在生活垃圾堆肥过程中，不同阶段恶臭物质的散发强度是变化的。目前，国外针对垃圾堆肥的生物过滤器设计负荷在40m³/m³·h～100m³/m³·h范围，停留时间50秒～90秒。在堆肥恶臭物质高发阶段，生物滤池对恶臭气体浓度的净化效率在60％～90％，堆肥恶臭低发阶段，净化效率可达80％～95％以上。而本实施例处理的对象为发酵一定时间后的垃圾通过分选筛分选过程中散发的恶臭气体，其平均强度要远大于堆肥过程连续排气。

本实例中的入口恶臭气体臭气浓度为2000OU～8000OU，经过本发明的该种强化吸收组合式气体生物净化方法进行处理后，对臭气浓度的平均去除效率在85％以上。系统运行4个月，过滤器的阻力维持在180Pa，未呈现明显上升的趋势。

同时，本发明的强化吸收组合式气体生物净化方法的三个步骤分工明确，首先对排气进行雾化冷却预吸收处理，然后利用喷射鼓泡洗涤工艺对排气中的可溶性物质和吸附、吸收于微小雾滴中的气体污染物进行洗涤净化，最后再经过生物过滤工艺处理排气中的剩余的主要为非水溶性的污染物。而且这三个步骤又环环相扣，雾化冷却预吸收有助于喷射鼓泡洗涤工艺效率的提高；而喷射鼓泡洗涤工艺效率的提高有利于最大程度地减少进入生物过滤工艺的气体污染负荷，从而减少滤池中微生物过量增长堵塞气体通道增加气流阻力的可能性，从而延长滤料的使用时间；再加上生物再生工艺使得液态生物吸附物质可以循环利用，并使得喷射鼓泡洗涤对后续工艺起到负荷缓冲的作用。该工艺所用设备简单，材料易得、耐用。

综上所述，本发明的强化吸收组合式气体生物净化方法稳定、高效、成本低，而且国内外还未见针对这类排气的现场工业规模的生物净化工艺的报道。

需要说明的是，在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，以上所述的是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改而不背离本发明的精神与范围，这些等价形式同样落在本发明的范围内。

Claims (10)

1、一种强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)雾化冷却预吸收；

(2)喷射鼓泡洗涤；

(3)生物过滤。

2、如权利要求1所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述雾化冷却预吸收采用超声雾化或两相流加压雾化。

3、如权利要求2所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述的气体温度从50℃降低到30～35℃，所述的雾化液气比范围为0.01L/m³～0.1L/m³。

4、如权利要求1至3中任一项所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述喷射鼓泡洗涤是用喷射鼓泡的气液接触方式对气体进行洗涤。

5、如权利要求4所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述喷射鼓泡洗涤是将气体经由若干埋入液体生物吸收介质的布气管通过喷射形成微小气泡层而充分与液体接触进行洗涤。

6、如权利要求5所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述的气体流速为0.8m/s～1.5m/s的空塔气速，所述的微小气泡层的厚度为20cm～30cm。

7、如权利要求1至3中任一项所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述的生物过滤包括以下步骤：

(1)将气体送至生物过滤池中；

(2)气体在所述的生物过滤池中通过30～50秒的停留时间，气力负荷在80m³/m³·h以上；

(3)气体中的残留非水溶性为主的物质被吸收降解，净化的气体由生物过滤池中排出。

8、如权利要求7所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述的生物过滤池中具有由不同大小级配的惰性材料所组成的布气系统，且该生物过滤池的池底设置有坡度，并设置有生活垃圾堆肥的滤料。

9、如权利要求8所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述的生物过滤池的池底具有3‰倾斜坡度，所述的生活垃圾堆肥中含有10％～80％的碎木。

10、如权利要求1至3中任一项所述的强化吸收组合式气体生物净化方法，其特征在于，所述喷射鼓泡洗涤还包括生物再生处理过程，所述生物再生处理过程净化再生所述喷射鼓泡洗涤过程中的液体生物吸收介质。