CN107684821B - 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

用于VOCs及恶臭气体治理的生物过滤填料及制备方法
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：
Figure BDA0001471722590000031
(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 (3)

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；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；
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。
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，堆料发酵的堆体直径在7～12m，堆高在3～5.5m之间。
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，堆内最高温度高于65℃时，采用翻堆的方法调节温度。
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