CN106110877A - 一种集装箱式生物滤床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集装箱式生物滤床，属于有机废气处理领域，能够便于运输，并能够针对应急状况高效处理有机废气。该集装箱式生物滤床，包括箱体和过滤单元，所述箱体上分别开设有废气入口和净化气出口，所述过滤单元包括对废气进行预过滤的过滤模块和对由过滤模块过滤后的废气进行生物过滤的生物滤床模块，其中，在所述生物滤床模块的上方设有循环喷淋单元；所述箱体的内壁上设有保温层，并且在所述箱体的外部顶面或侧面还设有太阳能集热单元。本发明可用于有机废气排放的应急处理中。

Description

一种集装箱式生物滤床
技术领域
本发明涉及有机废气处理领域，尤其涉及一种集装箱式生物滤床。
背景技术
在化工、造漆、涂布、市政工程、污水污泥处理等行业中，在生产过程中会产生大量的VOCs气体，这样不但对周围环境造成污染，还会对人体健康和生态环境造成严重危害。治理VOCs气体的技术有很多，如催化燃烧、冷凝法、吸附法及生物法。相比而言，生物滤床在处理VOCs中的恶臭气体具有安全可靠、设备简单、投资少、运行费用低、无二次污染等优点。
目前，已有多篇专利申请对生物滤床进行了报道，例如，专利申请CN 102764585A公开了一种处理有机废气的悬浮生物滤床，可用于净化有机废气，但该悬浮生物滤床通常会固定在工地上或者放置于机房，不便于移动，因此不能针对恶臭有机废气进行应急处理，并且在冬天温度较低时，由于未能给生物滤床提供充足的能量，因此还会直接影响生物处理效果。此外，专利申请CN 204529438U还公开了一种具有模块化填料层的生物滤床，该生物滤床虽有利于对填料进行更换，但却不便于整套设备的运输，无法适用于应急状况的处理。因此，提供一种便于运输的、能够针对应急状况高效处理有机废气的生物滤床将是本领域研究的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集装箱式生物滤床，能够便于运输，并能够针对应急状况高效处理有机废气。
本发明的一方面提供了一种集装箱式生物滤床，包括箱体和过滤单元，所述箱体上分别开设有废气入口和净化气出口，所述过滤单元包括对废气进行预过滤的过滤模块和对由过滤模块过滤后的废气进行生物过滤的生物滤床模块，其中，在所述生物滤床模块的上方设有循环喷淋单元；所述箱体的内壁上设有保温层，并且在所述箱体的外部顶面或侧面还设有太阳能集热单元。
可选的，所述过滤模块为一级或多级过滤器，所述过滤器选自管道过滤器、板式过滤器、袋式过滤器、滤芯过滤器或者填料过滤器中的一种或者其组合；其中，所述填料过滤器中的滤料选自活性炭材料、分子筛、硅胶或蜂窝状规整填料中的一种或其组合。
作为优选方案，所述生物滤床模块由下至上依次包括有：
过渡缓冲单元，所述过渡缓冲单元中包括加热管，所述过渡缓冲单元用于调节经过滤模块过滤后的废气的温湿度、储存待使用的营养液、调节营养液的温度以及分离废水；
网格板，所述网格板用于支撑生物填料单元；
生物填料单元，所述生物填料单元利用其内提供的生物填料对废气进行生物过滤；
排气孔，所述排气孔用于将所述生物填料单元过滤后的废气从所述生物滤床模块中排出。
作为优选方案，所述生物填料单元以一套或多套串联或并联的方式相连。
作为优选方案，所述生物填料为无机填料、有机填料或其组合，且在所述生物填料的表面还附着有微生物菌群；其中，所述无机填料选自鲍尔环、陶瓷球、散堆火山石、活性炭材料或蜂窝状规整填料中的一种或其组合，所述有机填料选自腐殖树皮、植物根须、枝杈、锯末中的一种或其组合。
可选的，所述生物填料单元包括模块化抽屉，用于存放无机填料、有机填料或其组合。
可选的，还包括有提供营养液的储液瓶，所述储液瓶位于所述箱体内或箱体外。
作为优选方案，在所述箱体内还包括控制单元和泵单元，所述控制单元用于调节废气入口处的风量或风压以及控制所述生物填料单元内生物填料的温湿度，并依据生物填料的温湿度情况，控制所述泵单元将营养液经由所述循环喷淋单元提供至所述生物填料单元。
作为优选方案，所述集装箱式生物滤床包括以一组或多组串联或并联在一起的处理设备，每组处理设备包括一套箱体以及过滤单元、循环喷淋单元和太阳能集热单元。
作为可选方案，所述过滤模块设置在箱体内和/或箱体外。
本发明的上述技术方案提供了一种集装箱式生物滤床，相比于现有的生物滤床而言，该生物滤床解决了目前生物滤床难以移动的问题，可以根据不同需求选择安放位置，并且，可适用于不同的环境和条件，尤其适用于有机废气排放的应急处理中；此外，在该生物滤床的箱体内外还分别设置了保温层和太阳能集热单元，不仅可有效提供能量，还可解决冬天因温度低而导致的微生物净化效率低的问题。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的集装箱式生物滤床的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一方面的实施例提供了一种集装箱式生物滤床，包括箱体和过滤单元，所述箱体上分别开设有废气入口和净化气出口，所述过滤单元包括对废气进行预过滤的过滤模块和对由过滤模块过滤后的废气进行生物过滤的生物滤床模块，其中，在所述生物滤床模块的上方设有循环喷淋单元；所述箱体的内壁上设有保温层，并且在所述箱体的外部顶面或侧面还设有太阳能集热单元。
在本实施例中，该生物滤床为集装箱式生物滤床，具有与标准集装箱外形尺寸一致的箱体，可以根据不同需求选择安放位置，不仅有利于解决移动问题，还能够高效处理有机废气，因此可有效用于有机废气排放的应急处理中。该箱体内部设有保温层，外部设有太阳能集热单元，例如太阳热水器等，通过集热单元与保温层的相互配合，可为整个生物滤床在不同环境下，尤其是温度较低的情况下提供能量，不仅可节约能耗，还可有效避免微生物因温度较低而导致的净化效率低的问题。此外，该箱体设有废气入口和净化气出口，废气在由废气入口通入箱体后，可先后经由过滤模块和生物滤床模块进行预过滤和生物过滤处理，从而可排放符合要求的净化气。
可以理解的是，本实施例中并不具体限定箱体上的废气入口和净化气出口的位置，二者可以位于箱体同侧，也可以位于箱体异侧或者其他相对位置。并且，在一优选实施例中，在净化气出口处还可设置防雨罩，以避免净化气出口在相对于箱体竖直向上开设时遇到雨水灌注等问题。
在上述实施例中，所述过滤模块为一级或多级过滤器，所述过滤模块为一级或多级过滤器，所述过滤器选自管道过滤器、板式过滤器、袋式过滤器、滤芯过滤器或者填料过滤器中的一种或者其组合；其中，所述填料过滤器中的滤料选自活性炭材料、分子筛、硅胶或蜂窝状规整填料中的一种或其组合。
为了使废气能够有效地进行生物过滤，在生物过滤前需进行预过滤，以除去废气中含有的大颗粒杂质。在预过滤过程中，使用的是初级过滤器。可以理解的是，本实施例中并不具体限定过滤器的样式，可以为所列举的过滤器，还可以为本领域技术人员所熟知的其它过滤器，如过滤芯，只要能够满足过滤需求即可。在另一优选实施例中，在废气入口之前也可以设置过滤模块，其中过滤模块可以为一级或多级过滤器，过滤器可以为管道、板式、袋式、滤芯或者填料过滤器中的一种或者其组合。
为了能够有效过滤除去大颗粒杂质，在上述实施例的过滤模块中，所选用的填料过滤器可选自活性炭块体、分子筛、硅胶或蜂窝状规整填料中的至少一种。可以理解的是，本实施例并不局限于上述所列举的填料，还可以为本领域技术人员所熟知的其它填料，例如，生物陶粒、焦炭、蜂窝块体等。
在一优选实施例中，所述生物滤床模块由下至上依次包括有：
过渡缓冲单元，所述过渡缓冲单元中包括加热管，所述过渡缓冲单元用于调节经过滤模块过滤后的废气的温湿度、储存待使用的营养液、调节营养液的温度以及分离废水；网格板，所述网格板用于支撑生物填料单元；生物填料单元，所述生物填料单元利用其内提供的生物填料对废气进行生物过滤；排气孔，所述排气孔用于将所述生物填料单元过滤后的废气从所述生物滤床模块中排出。
在上述实施例中，生物滤床模块由下至上依次包括多个单元，这样经过滤模块预过滤后的气体会先在过渡缓冲单元中进行调整适应，待达到符合要求的温湿度后进入生物填料单元进行生物过滤处理，并在生物过滤处理之后经由排气孔排入箱体中，并从净化气出口排出箱体。
为了能够使生物滤床模块的生物处理效率保持在较高水平，在一优选实施例中，生物填料单元以一套或多套串联或并联的方式相连。生物填料单元以串联或并联的方式相连，有利于根据处理需要对其进行拆卸、整合，例如，在某一时间段内，当需处理大量有机废气时，可串联或并联多个生物填料单元。可以理解的是，在本实施例中，由于生物填料单元的串联或并联方式是本领域技术人员已知的，因此本实施例中不再赘述。
在利用生物填料单元具体过滤处理有机废气时，在一可选实施中，生物填料为无机填料、有机填料或其组合，且在所述生物填料的表面还附着有微生物菌群。在本实施例中，所述的微生物菌群可为高效处理有机废气的优势菌群。其中，菌群可例如包括真菌、细菌、藻类、原生动物、后生动物以及肉眼可见的生物等。由于不同的微生物菌群可净化处理不同种类的有机废气，因此，本领域技术人员在应用时可依据实际情况进行相应选择。至于何种微生物菌群可高效处理何种有机废气这是本领域技术人员所已知的，因此本实施例中不做具体限定。
在上述实施例中，所述无机填料选自鲍尔环、陶瓷球、散堆火山石、活性炭材料或蜂窝状规整填料中的一种或其组合，所述有机填料选自腐殖树皮、植物根须、枝杈、锯末中的一种或其组合。可以理解的是，在生物过滤过程中，所使用的生物填料可为无机填料、有机填料、无机混合填料或有机混合填料。本实施例中并不局限于上述所列举的，还可以本领域技术人员已知的其它合理填料。
为了能够利于更换生物填料，在一优选实施例中，可将生物填料单元设置为模块化抽屉，以在这些模块化抽屉中存放无机填料、有机填料或其组合。
在上述实施例所列举的集装箱式生物滤床中，还包括有提供营养液的储液瓶，所述储液瓶位于所述箱体内或箱体外。本实施例中并不具体限定储液瓶的位置，只要能够及时提供营养液即可。在一优选实施例中，储液瓶可位于箱体内，这样在应急状况下可高效移动整个集装箱式生物滤床，从而能够快速反应于应急状况。
在上述实施例中，在箱体内还可包括控制单元和泵单元，其中，所述控制单元用于控制所述生物填料单元内生物填料的温湿度，并依据生物填料的温湿度情况，控制泵单元将营养液经由循环喷淋单元提供至所述生物填料单元。其中，循环喷淋单元为一循环装置，在泵驱动下，其从储液瓶中汲取营养液，并通过该装置内的喷淋单元喷洒至生物填料单元，经生物填料单元中填料孔隙流出的营养液再经由其下方的循环管道提供至储液瓶中。在该过程中，控制单元会合理调控生物填料的温湿度，待其处于合理的温湿度后，控制单元会停止对营养液的提供。
在一优选实施例中，为了能够使不同环境、场景下的有机废气均能够合理、高效地处理，集装箱式生物滤床包括以一组或多组串联或并联在一起的处理设备，每组处理设备包括一套箱体以及过滤单元、循环喷淋单元和太阳能集热单元，从而可应对大规模的有机废气处理的需要。
在一可选实施例中，所述过滤模块设置在箱体内和/或箱体外。具体的，过滤模块可设置在不同的位置处，例如箱体的内部或外部，或者在箱体的内部和外部均可设置，这样可根据不同的应用场景或条件与其它单元/模块搭配进行使用。在一优选实施例中，过滤模块设置在箱体外，这样可利于气体在进入箱体内直接进入生物滤床模块进行有效过滤净化。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的集装箱式生物滤床，下面将结合具体实施例进行阐述。
实施例1
在使用该集装箱式生物滤床时，如图1所示，待处理的有机废气可从废气入口1通入，通入后首先经由过滤模块5进行预过滤，待除去有机废气中所含的大颗粒杂质后通入生物滤床模块，生物滤床模块由下至上主要包括过渡缓冲单元6和各级生物填料单元4，过渡缓冲单元6内储存有营养液，经过滤模块5过滤的气体待进入生物滤床模块4后，首先会经由过渡缓冲单元6对过滤后的废气的温湿度进行调节，然后经由各级生物填料进行生物过滤，最后经过生物填料滤后的净化气经由净化气出口2排出箱体外。在该过程中，由控制单元对生物过滤模块4中的压力、湿度和温度进行调节，在监测到附着在生物填料表面的微生物菌群需要营养液时，控制单元控制泵单元将营养液经由循环喷淋单元3提供至生物填料，若无需再提供营养液，则由控制单元控制泵单元停止供给即可；当监测到箱体内的温度不满足需要时，即可控制太阳能集热单元7由其提供所需热量即可。
实施例2
与实施例2的实施方式基本相同，不同之处在于：待处理的有机废气先经由箱体外的过滤模块进行预过滤后，再经由废气入口1通入箱体内由生物滤床模块进行过滤。
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集装箱式生物滤床，其特征在于，包括箱体和过滤单元，所述箱体上分别开设有废气入口和净化气出口，所述过滤单元包括对废气进行预过滤的过滤模块和对由过滤模块过滤后的废气进行生物过滤的生物滤床模块，其中，在所述生物滤床模块的上方设有循环喷淋单元；所述箱体的内壁上设有保温层，并且在所述箱体的外部顶面或侧面还设有太阳能集热单元。
2.根据权利要求1所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，所述过滤模块为一级或多级过滤器，所述过滤器选自管道过滤器、板式过滤器、袋式过滤器、滤芯过滤器或者填料过滤器中的一种或者其组合；其中，所述填料过滤器中的滤料选自活性炭材料、分子筛、硅胶或蜂窝状规整填料中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，所述生物滤床模块由下至上依次包括有：
过渡缓冲单元，所述过渡缓冲单元中包括加热管，所述过渡缓冲单元用于调节经过滤模块过滤后的废气的温湿度、储存待使用的营养液、调节营养液的温度以及分离废水；
网格板，所述网格板用于支撑生物填料单元；
生物填料单元，所述生物填料单元利用其内提供的生物填料对废气进行生物过滤；
排气孔，所述排气孔用于将所述生物填料单元过滤后的废气从所述生物滤床模块中排出。
4.根据权利要求3所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，所述生物填料单元以一套或多套串联或并联的方式相连。
5.根据权利要求3所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，所述生物填料为无机填料、有机填料或其组合，且在所述生物填料的表面还附着有微生物菌群；其中，所述无机填料选自鲍尔环、陶瓷球、散堆火山石、活性炭材料或蜂窝状规整填料中的一种或其组合，所述有机填料选自腐殖树皮、植物根须、枝杈、锯末中的一种或其组合。
6.根据权利要求3或4所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，所述生物填料单元包括模块化抽屉，用于存放无机填料、有机填料或其组合。
7.根据权利要求1所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，还包括有提供营养液的储液瓶，所述储液瓶位于所述箱体内或箱体外。
8.根据权利要求3所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，还包括控制单元和泵单元，所述控制单元用于调节废气入口处的风量或风压以及控制所述生物填料单元内生物填料的温湿度，并依据生物填料的温湿度情况，控制所述泵单元将营养液经由所述循环喷淋单元提供至所述生物填料单元。
9.根据权利要求1所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，所述集装箱式生物滤床包括以一组或多组串联或并联在一起的处理设备，每组处理设备包括一套箱体以及过滤单元、循环喷淋单元和太阳能集热单元。
10.根据权利要求1所述的集装箱式生物滤床，其特征在于，所述过滤模块设置在箱体内和/或箱体外。
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