CN107684821A - 用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料的制备方法,步骤如下:(1)将新鲜松树皮破碎至粒径2~6cm;(2)将破碎后松树皮加入容器内,加水浸泡,然后加入水质量浓度为3%~5%氢氧化钠,恒温100℃,持续2~3小时,待出脂完全后,换水清洗,投入乙酸调节pH至7,沥干;(3)向步骤(2)处理后的松树皮添加白腐真菌及营养盐,堆料发酵,控制堆内最高温度不高于65℃,水分含量控制在55%~60%之间,发酵45~70天,即得本发明的生物过滤填料。本发明制备改性松树皮填料的方法简单,容易操作,使得原有松树皮发酵2~3年的时间缩短至2个月左右,符合了工业用量的需求。
Description
技术领域
本发明属于环境工程领域,具体涉及一种用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料及制备方法。
背景技术
近年来,VOCs的大量排放引起了城市雾霾、光化学烟雾等区域大气环境问题,严重威胁人类健康与生态安全。生物法以其反应条件温和、工艺简单、投资及运行费用低、可同时处理VOCs与恶臭气体而得到广泛应用。
生物法处理VOCs及恶臭气体工艺中,多采用生物过滤方法,在生物过滤过程中,VOCs及恶臭气体进入过滤塔与滤料层表面的生物膜接触,污染物从气相转移到生物膜中被膜内的微生物迅速降解和利用,转化为自身生物质、水、二氧化碳和其他小分子物质。
生物过滤法的关键在于生物填料,目前现有技术的有机活性填料有土壤、堆肥、泥炭、树皮等,其中松树皮应用最为广泛,具有廉价、富含营养和易于生物附着等优点。
现有技术所使用的松树皮填料均未进行改性以提高填料的综合性能,未改性松树皮填料内含大量蜡树脂,使得比表面积低,持水性弱,同时含有单宁、酚类、有机酸等生物毒性物质抑制微生物生长繁殖,C/N比过高,导致微生物优先利用填料中有机物,而不降解废气中的VOCs及恶臭气体,填料腐烂速度过快,以上因素使得天然松树皮填料不能长期高效运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为:如何提高松树皮填料的综合性能,使得生物过滤塔能够长时间发挥最大作用。
本发明的技术方案为:用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料的制备方法,步骤如下:
(1)将新鲜松树皮破碎至粒径2~6cm;
(2)将破碎后松树皮加入容器内,加水浸泡,然后加入水质量浓度为3%~5%氢氧化钠,恒温100℃,持续2~3小时,待出脂完全后,换水清洗,投入乙酸调节pH至7,沥干;
(3)向步骤(2)处理后的松树皮添加白腐真菌及营养盐,堆料发酵,控制堆内最高温度不高于65℃,水分含量控制在55%~60%之间,发酵45~70天,即得本发明的生物过滤填料。
进一步地,营养盐配比为:每立方米堆料添加0.03~0.05m3木醋液、0.4kg氯化铵、0.1~0.12g氯化铜、0.18~2.3g氯化钴、0.45~0.7g硫酸锌、0.5~0.7g硫酸锰、0.08~0.12g氯化镍、0.7~1.0g硫化亚铁。
进一步地,堆料发酵的堆体直径在7~12m,堆高在3~5.5m之间。
进一步地,白腐真菌采用浓度为1.5×108CFU/g白腐真菌粉末菌剂,每立方米堆料投加0.2千克。
进一步地,堆内最高温度高于65℃时,采用翻堆的方法调节温度。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明巧妙地利用新鲜松树皮廉价、富含营养和易于生物附着等优点,并通过快速脱脂与快速发酵方法对新鲜松树皮进行改性处理,去除松树皮中的松油脂及生物毒性物质,调节C/N比,改性后填料比表面积提高了40%,单宁与酚类物质减少了90%,填料持水率提高30%左右,C/N比由140降至25左右,理化稳定性很大程度提高。
本发明制备改性松树皮填料的方法简单,容易操作,脱脂与发酵均采用快速方法,通过合适的脱脂工艺参数选择,和准确的发酵工艺控制,使得原有松树皮发酵2~3年的时间缩短至2个月左右,符合了工业用量的需求。
具体实施方式
实施例1
(1)将新鲜松树皮破碎至粒径2cm;
(2)将破碎后松树皮加入容器内,加水浸泡12小时,然后加入水质量浓度为3%氢氧化钠,恒温100℃,持续2小时,待出脂完全后,换水清洗,投入乙酸调节pH至7,沥干;
(3)向步骤(2)处理后的松树皮添加白腐真菌及营养盐,堆料发酵,控制堆内最高温度不高于65℃,水分含量控制在55%~60%之间,发酵45天,即得本发明的生物过滤填料。
其中,营养盐配比为:每立方米堆料添加0.03m3木醋液、0.4kg氯化铵、0.1g氯化铜、0.18g氯化钴、0.45g硫酸锌、0.5g硫酸锰、0.08g氯化镍、0.7g硫化亚铁。白腐真菌采用浓度为1.5×108CFU/g白腐真菌粉末菌剂,每立方米堆料投加0.2千克。
实施例2
(1)将新鲜松树皮破碎至粒径6cm;
(2)将破碎后松树皮加入容器内,加水浸泡24小时,然后加入水质量浓度为5%氢氧化钠,恒温100℃,持续2.5小时,待出脂完全后,换水清洗,投入乙酸调节pH至7,沥干;
(3)向步骤(2)处理后的松树皮添加白腐真菌及营养盐,堆料发酵,控制堆内最高温度不高于65℃,水分含量控制在55%~60%之间,发酵70天,即得本发明的生物过滤填料。营养盐配比为:每立方米堆料添加0.05m3木醋液、0.4kg氯化铵、0.12g氯化铜、2.3g氯化钴、0.7g硫酸锌、0.7g硫酸锰、0.12g氯化镍、1.0g硫化亚铁。堆料发酵的堆体直径在7m,堆高在5.5m之间。堆内最高温度高于65℃时,采用翻堆的方法调节温度。
实施例3
(1)将新鲜松树皮用破碎机破碎至5cm左右粒径。
(2)将破碎后松树皮加入20m3水槽中,加入生产水浸泡24h,投加生产水质量的4%氢氧化钠,将水恒温100℃,持续3小时,待出脂完全后,换水清洗,投入乙酸调节PH至7左右,沥干进入快速发酵工艺。
(3)向步骤(2)处理后的松树皮添加白腐真菌及营养盐,堆料发酵,控制堆内最高温度不高于65℃,水分含量控制在55%~60%之间,发酵70天,即得本发明的生物过滤填料。营养盐配比为:每m3堆料添加0.05m3木醋液,每m3堆料添加0.4Kg氯化铵,微量元素配方为:每m3堆料添加0.12g氯化铜,2.3g氯化钴,0.7g硫酸锌,0.7g硫酸锰,0.12g氯化镍,1.0g硫化亚铁。堆置发酵堆体在直径在12m,堆高在3m。白腐真菌采用浓度为1.5×108CFU/g白腐真菌粉末菌剂,每立方米堆料投加0.2千克。
堆料车间温度30℃,发酵堆内最高温度控制在65℃以下,温度初始为35℃,4d后逐渐升至60℃,其后采用翻堆的方法调节温度,平均每天每m3堆料喷淋0.1m3的水,,水分含量控制在55%~60%之间,持续发酵了65d。
表1完成改性后与改性前检测数据对比如下:
(4)将脱脂发酵后的松树皮,去除发酵产生的松树皮残渣,筛选出2~6cm粒径的脱脂发酵松树皮,即可得到用于VOCs及恶臭气体治理的改性松树皮填料。
实验例
将实施例3所制得的改性松树皮填料2m3用于中试实验,采用生物过滤工艺,气体来源于中石油某石化厂芳烃工艺车间,进气流量:300m3/h,停留时间17s,进气非甲烷总烃浓度:900mg/m3,进气H2S浓度:11ppm,氨气浓度为5mg/m3。
连续运行280d,非甲烷总烃平均处理率97%,H2S及氨气平均处理率90%。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术方案构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。
Claims (5)
1.用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料的制备方法,其特征在于,步骤如下:
(1)将新鲜松树皮破碎至粒径2~6cm;
(2)将破碎后松树皮加入容器内,加水浸泡,然后加入水质量浓度为3%~5%氢氧化钠,恒温100℃,持续2~3小时,待出脂完全后,换水清洗,投入乙酸调节pH至7,沥干;
(3)向步骤(2)处理后的松树皮添加白腐真菌及营养盐,堆料发酵,控制堆内最高温度不高于65℃,水分含量控制在55%~60%之间,发酵45~70天,即得本发明的生物过滤填料。
2.根据权利要求1所述的用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料的制备方法,其特征在于,营养盐配比为:每立方米堆料添加0.03~0.05m3木醋液、0.4kg氯化铵、0.1~0.12g氯化铜、0.18~2.3g氯化钴、0.45~0.7g硫酸锌、0.5~0.7g硫酸锰、0.08~0.12g氯化镍、0.7~1.0g硫化亚铁。
3.根据权利要求1所述的用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料的制备方法,其特征在于,堆料发酵的堆体直径在7~12m,堆高在3~5.5m之间。
4.根据权利要求1所述的用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料的制备方法,其特征在于,白腐真菌采用浓度为1.5×108CFU/g白腐真菌粉末菌剂,每立方米堆料投加0.2千克。
5.根据权利要求1所述的用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料的制备方法,其特征在于,堆内最高温度高于65℃时,采用翻堆的方法调节温度。
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