CN102941013B - 生物滤池的复合填料及其生物除臭的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物滤池的复合填料及其生物除臭的方法和装置，复合填料包括第一填料层和位于第一填料层上方的第二填料层，其中第一填料层为多孔材料，第二填料层以体积百分比计由60-80%的完熟堆肥，10-30%的木屑或秸秆和5-10%的沸石或多孔陶粒均匀混合而成，该复合填料能充分分解封闭式堆肥产生的恶臭气体，将该复合填料设置在生物滤池中进行除臭，步骤为由鼓风机向封闭式堆肥反应器曝气，在封闭式堆肥反应器进行发酵后，将发酵产生的气体通过管道由进气口通入生物滤池中，经复合填料进行生物除臭，最后气体由生物滤池顶部排出；除臭效果好，不需要额外通入空气，也不需要添加增湿装置，运行费用低，有助于堆肥技术的推广。
Description
技术领域
本发明属于堆肥除臭领域，特别涉及生物滤池的复合填料，还涉及利用该复合填料进行生物除臭的方法和使用的装置。
背景技术
随着我国社会经济的发展和城市化水平的提高，城市污水排放量不断增长，污水的处理率逐年提高，而污泥是城市污水处理过程中的主要固体废弃物，污泥处理与处置问题已经成为污水处理过程中面临的重要问题。堆肥作为最经济、最环保、副产物利用价值最高的处理处置技术之一，成为研究和关注的热点。此外，我国每年产生的大量畜禽粪便也多采用堆肥的技术处理。然而，堆肥工艺必然伴随臭气的产生，臭气也是制约堆肥技术推广的重要因素。
目前我国的堆肥工程均采用的是敞开式堆肥，存在臭气收集难度大，臭气处理量大，操作人员工作环境差等问题。因此，现在越来越多的堆肥技术倾向于全封闭式堆肥，能够从根本上解决臭气外逸的问题。对于全封闭式堆肥技术而言，臭气的浓度、气体湿度以及其波动幅度均完全不同于敞开式堆肥，用于敞开式堆肥的增湿生物滤池的工艺已不再适用。
因此，急需一种用于封闭堆肥反应器的生物滤池，能够将堆肥中产生的恶臭气体进行除臭，除臭效果好，易于堆肥技术的推广和使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供生物滤池的复合填料，本发明的目的之二在于提供将复合填料用于封闭式堆肥反应中进行生物除臭的方法，本发明的目的之三在于提供该生物除臭的方法使用的装置。
为实现上述发明目的，技术方案为：
1.生物滤池的复合填料，包括第一填料层和位于第一填料层上方的第二填料层，所述第一填料层为多孔材料，所述第二填料层以体积百分比计由60-80%的完熟堆肥，10-30%的木屑或秸秆和5-10%的沸石或多孔陶粒组成。
优选的，所述多孔填料为活性炭、多孔陶粒、粉煤灰或沸石。
优选的，所述第二填料层以体积百分比计由60%的完熟堆肥、30%的木屑或秸秆和5-10%的沸石或多孔陶粒组成。
更优选的，所述第一填料层的高度为0.2m，所述第二填料层的高度为0.8m。
2.利用所述复合填料在封闭式堆肥反应中进行生物除臭的方法，包括如下步骤：由鼓风机向封闭式堆肥反应器曝气，在封闭式堆肥反应器进行发酵后，将发酵产生的气体通过管道由进气口通入生物滤池中，经复合填料进行生物除臭，最后气体由生物滤池顶部排出；
所述生物除臭是先进入所述第一填料层进行吸附和解吸，再进入所述第二填料层进行分解；所述第一填料层为多孔材料，所述第二填料层以体积百分比计由60-80%完熟堆肥，10-30%的木屑或秸秆份和5-10%的沸石或多孔陶粒组成。分解主要利用完熟堆肥中的微生物分解恶臭气体，第二填料层中的木屑或秸秆为微生物的生长提供碳源和氮源。
优选的，所述气体在通入所述生物滤池之前，先通过管道通入缓冲罐中进行气体收集和压缩，再经引风机由生物滤池的进气口通入所述生物滤池。
优选的，所述气体通入生物滤池后，进入第一填料层之前，先经过布气装置将气体均匀分布。
3.用于所述方法的装置，包括鼓风机、封闭式堆肥反应器和生物滤池，所述鼓风机与所述封闭式堆肥反应器的一端通过管道连接，所述封闭式堆肥反应器的另一端通过管道连接所述生物滤池的进气口；
所述生物滤池的进气口上方设置有所述第一填料层和位于所述第一填料层上方的第二填料层。
优选的，所述封闭式堆肥反应器与所述生物滤池之间通过管道依次连接有缓冲罐和引风机，所述缓冲罐连接于所述封闭式堆肥反应器与引风机之间。
更优选的，所述生物滤池的底部设置有排污口，所述生物滤池的外表面设置有保温层Ⅱ；述缓冲罐底部设置有排污口Ⅰ，所述缓冲罐的外表面设置保温层Ⅰ。设置保温层的作用是防止气体停留因温度降低而结露。
本发明中完熟堆肥是指腐熟完全的堆肥，堆肥材料已经粉碎并转为黑褐色，手感膨松、不结快，闻起来有泥土的香气，没有酸败恶臭或氨的味道，pH值呈中性。
本发明中封闭式堆肥反应器产生的气体主要为硫化氢、氨气、甲硫醇、甲硫醚、二甲硫醚、三甲胺等。
本发明有益效果在于：本发明提供生物滤池的复合填料，其配方合理，原料易得，利用第一填料层中的多孔材料对气体具有吸附和解吸作用，将气体进行均匀分布，在一定程度上还具有缓冲作用，然后经第二填料层中的完熟堆肥中微生物将堆肥反应产生的恶臭气体进行分解，对封闭式堆肥发酵产生的恶臭气体除臭能力强；将复合填料设置在生物滤池中，与封闭式堆肥反应器配合使用，将堆肥反应产生的恶臭气体处理后再排放至大气中，从恶臭气体产生至除臭过程为全封闭式，没有引入额外空气，即生物滤池处理气量等于堆肥反应器的鼓风气量，也不需要设置增湿装置，节约了增湿装置的建设和运行成本，有利于堆肥技术的推广，具有广阔的运用前景。
附图说明
图1为封闭式堆肥反应装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。优选实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。
封闭式堆肥反应装置如图1所示，包括鼓风机6、封闭式堆肥反应器1和生物滤池5，鼓风机6与封闭式堆肥反应器1连接，为封闭式堆肥反应器1曝气，为堆肥反应提供氧气，同时还能降低堆肥温度并带走堆肥中的水蒸气；然后封闭式堆肥反应器1与生物滤池5连接，将封闭式堆肥反应器1将堆肥中的厌氧微生物产生的恶臭气体通入生物滤池5中，为了防止气体停留因温度降低而结露，在生物滤池5的外表设置保温层Ⅱ12。生物滤池5的具体结构为：在生物滤池5的进气口8的上方设置复合填料层，分别为第一填料层10和第二填料层11，第二填料层11位于第一填料层10的上方，生物滤池5顶部设置有排气口14用于排气；第一填料层10的填料为多孔性材料，优选为活性炭、多孔陶粒、粉煤灰、沸石等，第二填料层11的填料由完熟堆肥、木屑和沸石按配比组成，完熟堆肥、木屑和沸石的体积百分比分别为60-80%，10-30%和5-10%；完熟堆肥、木屑和沸石的最佳体积比为60%、30%和10%；为了便于冷凝水排出，在生物滤池5底部设置有排污口Ⅱ13。为了使气体能够均匀分布在生物滤池5的第一填料层10和第二填料层11中，在进气口8与第一填料层10之间设置布气装置7。
为了缓解间歇性曝气对填料层造成的冲击负荷，最好在封闭式堆肥反应器1和生物滤池5之间通过管道依次连接缓冲罐2和引风机4，并将缓冲罐2设置在封闭式堆肥反应器1和引风机4之间，通过引风机4连接生物滤池5，缓冲罐2外设置设保温层Ⅰ3，以防止气体停留因温度降低而结露，同时在缓冲罐2底部设置排污口Ⅰ9，用于排除冷凝水。
利用上述封闭式堆肥反应装置进行生物除臭的方法，具体步骤为：由鼓风机6向封闭式堆肥反应器1曝气，为堆肥反应提供氧气，同时还能降低堆肥温度并带走堆肥中的水蒸气；然后在封闭式堆肥反应器1进行发酵后，将发酵产生的气体通入所述生物滤池5中，先由第一填料层10中的活性碳进行吸附和解吸，将气体进行均匀分布，同时将对进入的气体具有缓冲作用；然后气体由第一填料层10进入第二填料层11，在第二填料层11中经完熟堆肥中的微生物将发酵产生的气体分解，从而达到除臭的目的，最后处理后的气体从生物滤池5的顶部排气口14排出。由于填料层温度低于气体温度，特别是在冬季低温较低的情况下，在气体通入填料层后会有冷凝水，不会出现填料干燥的情况。相反，气体在填料层下方可能产生冷凝水，多余的冷凝水汇集后从排污口Ⅱ13排出。
为了缓解间歇性曝气对填料层造成的冲击负荷，在将气体通入生物滤池5之前，先通入缓冲罐2，再将气体由缓冲罐2经引风机4通入生物滤池5中。为了使气体能在生物滤池5的第一填料层10和第二填料层11均匀分布在气体进入生物滤池5的进气口8后先经过布气装置7，将气体均匀分布后然后通入第一填料层10和第二填料层11中。气体在缓冲罐2中被压缩可能导致少量冷凝水产生，多余的冷凝水可以经过排污口Ⅰ9排出。
运行时，鼓风机6间歇工作，其额定流量应大于引风机4，引风机4连续运行，当鼓风机6工作时，缓冲罐2的进气量大于出气量，气体在缓冲罐2被压缩，当鼓风机6停运时，缓冲罐2的进气量小于出气量，气体在罐内被减压，而引风机4连续运行确保生物滤池5负荷稳定。
本发明提出的一种利用封闭式堆肥反应装置进行生物除臭，工艺流程简单、运行费用低、投资成本低、抗冲击负荷能力强、废气余热可被利用，出口废气达标排放。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明。
Claims (8)
1.生物滤池的复合填料，其特征在于，包括第一填料层和位于第一填料层上方的第二填料层，所述第一填料层为多孔材料，所述第二填料层以体积百分比计由60-80％完熟堆肥，10-30％的木屑或秸秆份和5-10％的沸石或多孔陶粒组成。
2.根据权利要求1所述生物滤池的复合填料，其特征在于：所述多孔材料为活性炭、多孔陶粒、粉煤灰或沸石。
3.根据权利要求1所述生物滤池的复合填料，其特征在于：所述第二填料层以体积百分比计由60％的完熟堆肥、30％的木屑或秸秆和10％的沸石或多孔陶粒组成。
4.根据权利要求1-3任一项所述生物滤池的复合填料，其特征在于：所述第一填料层的高度为0.2m，所述第二填料层的高度为0.8m。
5.利用权利要求1-4任一项所述复合填料在封闭式堆肥反应中进行生物除臭的方法，其特征在于，包括如下步骤：由鼓风机向封闭式堆肥反应器曝气，在封闭式堆肥反应器进行发酵后，将发酵产生的气体通过管道由进气口通入生物滤池中，经复合填料进行生物除臭，最后气体由生物滤池顶部排出；
所述生物除臭是先进入所述第一填料层进行吸附和解吸，再进入所述第二填料层进行分解；所述第一填料层为多孔材料，所述第二填料层以体积百分比计由60-80％完熟堆肥，10-30％的木屑或秸秆份和5-10％的沸石或多孔陶粒组成；
所述气体在通入所述生物滤池之前，先通过管道通入缓冲罐中进行气体收集和压缩，再经引风机由生物滤池的进气口通入所述生物滤池。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述气体通入生物滤池后，进入第一填料层之前，先经过布气装置将气体均匀分布。
7.用于权利要求4-6任一项所述方法的装置，其特征在于：包括鼓风机、封闭式堆肥反应器和生物滤池，所述鼓风机与所述封闭式堆肥反应器的一端通过管道连接，所述封闭式堆肥反应器的另一端通过管道连接所述生物滤池的进气口；
所述生物滤池的进气口上方设置有所述第一填料层和位于所述第一填料层上方的第二填料层；所述封闭式堆肥反应器与所述生物滤池之间通过管道依次连接有缓冲罐和引风机，所述缓冲罐连接于所述封闭式堆肥反应器与引风机之间。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述生物滤池的底部设置有排污口，所述生物滤池的外表面设置有保温层Ⅱ；所述缓冲罐底部设置有排污口Ⅰ，所述缓冲罐的外表面设置保温层Ⅰ。
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