CN106693633A - 一种处理恶臭气体的一体化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理恶臭气体的一体化设备。恶臭气体首先进入低温等离子体，经过与高电压放电所产生强氧化性物质的反应，大部分恶臭物质被氧化，被氧化后的生成物和未被氧化的恶臭物质继而进入多效生物滴滤塔，与培养液接触，恶臭物质被转移到液相中，并被填料上固定化针对恶臭物质的混合细菌降解，处理后的气体被达标排放。该工艺和一体化设备处理效率高，抗冲击负荷强，设备结构紧凑，占地减少，移动方便，工程建造成本和运行成本相对较低，实用性强。对H₂S、二硫化碳、甲硫醇、羰基硫（COS）、二甲基硫醚和二甲基二硫醚的混合恶臭气体，去除率达到99%以上。

Description

一种处理恶臭气体的一体化设备

技术领域

本发明涉及一种处理恶臭气体的一体化设备，属于环保技术领域。

背景技术

恶臭气体，是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质。它的分布十分广泛，对人们的影响也是多方面的，它不仅使大量传播疾病的细菌滋生繁衍，而且直接通过嗅觉系统对呼吸系统、神经系统、循环系统、内分泌系统产生强烈的刺激作用，危害人体健康。随着人们对生活环境质量要求的逐步提高，人们对各种各样的臭味越来越不能容忍，恶臭已经成为一个严重的社会问题和环境问题，并被列为世界七大公害之一。

恶臭物质根据其组成可分为5类：含硫化合物、含氮化合物、卤素及衍生物、烃类和含氧的有机物。来源主要有：农牧业恶臭、工业恶臭和城市公共设施恶臭，如垃圾处理厂、污水处理厂、垃圾中转站、垃圾填埋场等。能够产生恶臭气体的场所分布广泛，对周围居民和环境的影响较为敏感。

目前，处理恶臭气体的方法主要有物理法、化学法和生物法三类。物理法是指不改变恶臭物质的化学性质，常见的有稀释法、掩蔽法、吸附法和冷凝法等；化学法是利用另一种物质与恶臭物质作用，反应后产生新的无臭、无害物质，从而达到净化的目的，常见的有氧化法和燃烧法等；生物法是利用微生物的代谢降解作用，把恶臭物质分解转化成CO₂、H₂O、N₂、硝酸盐、硫酸盐等无害或少害物质，常见的有生物过滤法、生物滴滤法和生物洗涤法等。

随着国家环境标准的提高，现有处理方式很难有效地解决恶臭气体的达标排放问题，特别在处理成分复杂、高浓度和含量波动较大的恶臭气体时，仍会遇到较多问题，如适应性差、运行成本高、处理效率低和不能达标排放等。低温等离子技术是多学科交叉的全新技术，是被认为少数可实现符合污染物同时控制的实用工艺之一。该技术是利用离子发射装置发射的高能电子来撞击气体分子，产生氧原子等自由基，高能电子、氧原子等自由基共同作用将恶臭气体成分分解成CO₂、H₂O和其他易溶于水的产物。低温等离子具有自动化程度高，工艺简单，对污染物种类和浓度变化适应性强，并且易于与传统工艺结合。硫化氢、氨气、甲硫醇类、甲硫醚类和羰基硫等是常见的主要致臭气体组分，生物法对于硫化氢和氨气等相对性质简单的小分子，去除率可以达到90%以上，但对于其他复杂的大分子组分去除效果不佳，尤其当其浓度较高或变化起伏较为剧烈时，生物法难以胜任。

发明内容

本发明的目的是提供用于处理恶臭气体的低温等离子体耦合多效生物滴滤的一体化设备。

为了使上述变为可能，本发明采用以下技术方案。

构建处理恶臭气体的一体化设备。

首先，利用在低温等离子体电极间施加高压高频交变电流，诱导其引发高电场，此高电场促使放电空间中的自由电子加速，此时电子在该电场中将被加速而获足够的能量，进而生成许多电子、离子、介稳态粒子及自由基等高活性物质，如羟基、基态氧原子、亚稳态氧原子等，这些高能、强氧化性物质最终可将恶臭气体氧化为SO₂、NO_x、CO₂和H₂O等。利用低温等离子体设备处理恶臭气体，效率较高，工艺简单，运行成本低，能够氧化去除大部分恶臭物质，但是生成的气体中仍会含有少量恶臭物质和其它生成物，除了不能达标排放，也易于产生二次污染。

其次，恶臭气体经过低温等离子体处理后，再进入多效生物滴滤塔。多效生物滴滤塔主要分为塔体和填料部分，含有营养物质的培养液由塔顶部布液装置喷淋而下，与沿塔而上的恶臭气体逆流接触，使气相中的恶臭污染物和氧气转入液相，进而被填料上的微生物分解吸收，培养液被收集循环使用。该多效生物滴滤塔采用在塔体不同高度分别喷淋营养液，不仅可以更高效地吸收去除恶臭气体，而且可以使得塔体中不同高度的微生物均匀地利用喷淋液中的营养物质，更易于微生物的生长。这也在一定程度上提高了恶臭气体的处理效率和滴滤塔运行的稳定性。同时，滴滤塔的填料上固定降解恶臭气体的特效细菌菌群，该细菌菌群是采用恶臭物质严格筛选活性污泥中的细菌，而得到的对恶臭物质具有高降解效率的混合菌群。经过固定化后，混合菌群被固定到填料上。该多效生物滴滤塔对恶臭物质的降解效率大大高于普通滴滤塔。

恶臭气体经过低温等离子体被氧化后，大部分恶臭气体被氧化，大分子物质同时被氧化为小分子物质。少量未被氧化的物质和被氧化后的生成物随着气流进入多效滴滤塔，在微生物的作用下，气体中的物质被吸收降解，净化后的气体达标排放。

该套工艺和装置的优势是：（1）低温等离子体确保了恶臭气体的快速氧化，多效生物滴滤塔确保气体达标排放，二者耦合后，可以提高抗冲击负荷，增强适应性，确保恶臭气体达标排放；（2）多效生物滴滤塔处理效率提高，体积相应减小；（3）一体化设备结构紧凑，占地减少，运行简单，移动方便，更适用于处理突发性恶臭气体污染源、不定期排放污染源等；（4）由于多效生物滴滤塔处理效率提高，可以平衡设计低温等离子设备和滴滤塔的规模，可以使工程建造成本和运行成本大量降低；可见，与类似处理恶臭气体的工艺和装置相比，该装置具有独特的技术优势，可显著提高处理效率，降低成本，增强实用性。

附图说明

图1处理恶臭气体的一体化设备示意图。

图中，1一体化设备外框架，2进气口，3低温等离子体设备，4高压电源，5控制柜，6培养液循环槽，7填料，8生物滴滤塔，9排气口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明中的工艺和设备进行进一步说明。

一体化设备由低温等离子体系统和生物滴滤系统组成，具体包括：1一体化设备外框架、2进气口、3低温等离子体设备、4高压电源、5控制柜、6培养液循环槽、7填料、8生物滴滤塔和9排气口。系统处理过程有以下步骤：一、恶臭气体首先通过进气口2进入低温等离子箱体3，并停留1-10s。然后，在其高压电场及产生的众多氧化性强的活性粒子作用下，大部分恶臭物质被氧化，剩余未被完全氧化的物质也被转化为较易生化性的小分子物质；二、经过低温等离子体处理后的气体进入多效生物滴滤塔8。气体经过布气系统由塔底向上运动，经过分层生物填料，由排气口9排出。喷淋液经过喷淋系统，在不同填料层自上而下流动。向上运动的气体在接触向下流动的喷淋液后，气体内的恶臭物质溶解在喷淋液中，并进一步被填料7上的生物膜吸附，最后被填料上的特定微生物菌群快速降解。恶臭气体经过填料后，恶臭物质被吸附降解，清洁气体经过排气口9被排出系统外。三、培养液经过生物填料后，被循环槽收集，并可以被循环使用。

所述一体化设备外框架1可根据移动的频繁程度选择不同材质。低温等离子体反应器由电晕箱体3和高压电源4组成。所述多效生物滴滤塔，内含有多层生物填料7，每层上方均设置喷淋系统。

实施例一：低温等离子体耦合多效生物滴滤塔处理恶臭气体。

结合常见恶臭气体成分，该装置处理含有H₂S、二硫化碳、甲硫醇、羰基硫（COS）、二甲基硫醚和二甲基二硫醚的混合恶臭气体，去除率达到99%以上，处理效率高，运行稳定，成本相对较低。

Claims (6)

1.一种处理恶臭气体的一体化设备，其特征在于：包括一体化箱体、低温等离子体设备、多效生物滴滤系统和监测系统；恶臭物质首先进入低温等离子体，经过与高电压放电所产生强氧化性物质的反应，大部分恶臭物质被氧化，被氧化后的生成物和未被氧化的恶臭物质继而进入多效生物滴滤塔，与培养液接触，恶臭物质被转移到液相中，并被填料上固定化针对恶臭物质的混合细菌降解，处理后的气体被达标排放；培养液经过生物填料后，被收集循环使用；监测系统用于调控培养液参数。

2.根据权利要求1所述的一体化设备，其特征在于：一体化箱体根据需要可选择不同材质；低温等离子设备、多效生物滴滤系统和监控系统分布在箱体内，并使用管道依次连接，箱体外设置进气口和排气口；一体化设备结构紧凑，占地减少，运行简单，移动方便，更适用于处理突发性恶臭气体污染源、不定期排放污染源等。

3.根据权利要求1所述的多效生物滴滤塔，其特征在于塔内填料分为多层，每层填料上部均设置喷淋装置，且填料之间有适当空间，便于气体混合。

4.根据权利要求1所述的多效生物滴滤塔，其特征在于每层填料上的喷淋装置，分别设置流量计和流量调节阀，可分别调整培养喷淋量。

5.根据权利要求1所述的多效生物滴滤塔，其特征在于塔内填料上固定能够高效降解恶臭物质的特定细菌菌群，该菌群为混合菌群，对恶臭物质如H₂S、二硫化碳、甲硫醇、羰基硫和二甲基硫醚等降解速率快，效率高；填料材质为聚乙烯醇、海藻酸钠、聚乳酸或聚氨基酸。

6.根据权利要求1所述的多效生物滴滤塔，其特征在于塔的底部是培养液循环槽，与滴滤塔体可以是一体化设置，也可以分开设置；循环槽内设置液面监控、pH计、溶解氧仪、温度探头、和加药加热系统，可自动调控培养液参数，并具有自动报警功能。