CN1147347C - 含有氮化物的废气的处理方法和设备 - Google Patents

含有氮化物的废气的处理方法和设备

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Abstract

提供了生物处理含有氮化物的废气的方法和设备，通过在处理系统内处理含氨的循环水，它不需要消耗大量的水，通过这种处理，可以阻止填充层的堵塞。

Description

含有氮化物的废气的处理方法和设备
本发明涉及废气的处理，更具体地说，本发明涉及将含挥发性有机化合物(VOC’s)或有恶臭气味物质例如氨的废气通过一微生物载体填充层、对含挥发性有机化合物或有恶臭气味物质例如氨的废气的处理方法和设备。
至今，在化学装置等中产生的含VOC’s的废气和在处理污水的设备、堆积淤泥装置等中产生的含氨废气的微生物处理是一已知的方法。在这种处理方法中，在设备操作控制中极可能产生的严重困难是填充层堵塞。这种堵塞在VOC’s浓度很高的废气流入口的周围部分易于发生。而且，当处理含有一些分子中含氮的氮化物例如丙烯腈、二甲基甲醛和氨的废气时，氨会在设备中积累，特别是在处理过程中氨会积累在喷淋所用的循环水中。氨不仅升高pH值，降低处理能力，而且本身也有恶臭气味。另外，氨也随条件主要氧化成硝酸，这种硝酸降低pH值，因而降低处理能力。所以，这种氮成分必须从系统中除去。通过置换循环水可以除去氮成分，但是，将产生使用大量的水和要处理大量废水的后果。
鉴于上述描述的现有技术，本发明的目的是，提供一种方法和设备，以便在处理系统内生物处理含氨循环水产生的含氮化合物的废气。
为了达到上述目的，本发明的一个方案涉及一种处理含氮化物的废气的方法，其中将含有氮化物的废气通过一微生物载体填充层，同时向其上循环喷淋循环水，该方法包括硝化含氨的循环水，还原硝化处理了的水以实现脱氮，和循环利用得到的水作循环水。
图1是表示实施按本发明第一方案的废气处理方法一个实例流程图。
图2是表示实施按本发明第二方案的废气处理方法一个实例流程图
图3是表示实施按本发明第二方案的废气处理方法一个pH值和循环水量关系的示例说明图。
在这些附图中，标号的意义如下。
在图1中，1表示废气；2表示填充层；3表示处理过的气体；4表示废气第一处理塔；5表示废气第二处理塔；6表示脱氮罐；7表示pH调节罐；8表示淤泥沉降池；9表示循环水池；10表示补加水池；11表示废水；12表示pH值传感器；13表示氢氧化钠水溶液或盐酸水溶液；14表示甲醇水溶液；15表示管线；16表示管线；17表示管线；18表示管线；20表示管线；21表示管线。
在图2中，101表示流入气体；102表示处理过的气体；103表示前段填充层；104表示前段循环水；105表示前段流出的循环水；106表示后段填充层；107表示后段循环水；108表示在前段中补加的水；109表示脱氮罐；110表示氢给体；111表示返回的淤渣液；112表示脱氮水；113表示后段流出的循环水；114表示曝气池；115表示曝气过的水；116表示沉降池；117表示沉降池的上清液；118表示沉降池上清液贮罐。
在图3中，Q表示循环水量的一个单位。
在本发明第一方案的废气处理方法中，循环水的硝化可以通过把积累了氨的循环水导入pH值调节罐，例如，在有机碳的负荷为0.8kg-C/m3.天的条件下，调节循环水的pH值，并对上述微生物载体填充层喷淋循环水。通过这个步骤，氨可以被氧化成硝酸(硝化作用)。而且，在对微生物载体填充层喷淋上述循环水产生的流出物流中，来自最上游填充层的流出物流导入脱氮罐，有效地实现脱氮。由于来自最上游填充层的流出物流含大量的来自废气的有机化合物，所以，从为脱氮步骤供给需要的、作为氢给体的有机化合物的观点看，这是有效的。
另外，本发明也提供了含有氮化物的废气的处理设备，该设备包括一个废气处理塔，它具有一个微生物载体填充层，含有氮化物废气通过它；一个循环机构，它用于使循环喷淋水通过；一个用于储存循环水的循环水罐；一个硝化循环水的硝化机构和一个还原硝化处理了的水以实现脱氮的脱氮罐，每个罐用管线连接。
在处理废气的上述设备中，许多带一个喷淋循环水的循环机构的微生物载体填充层串连设置。循环水的上述循环线路可以与在最上游处填充层喷淋循环水的循环机构连接，由此构成得到硝化处理了的水的上述硝化机构。
下文更详细地说明本发明的第一方案。
在通过利用本发明的生物处理方法除去废气中氮或氨的VOC’s的方法中，提供了一种填料塔作为处理塔，该塔配备有用能固定微生物的填料填充的填充层填料能够固定微生物，废气通过填充层，同时向填料喷淋循环水，使其保持湿润状态。喷淋循环水是通过从循环水罐反复地吸入循环水，并将其从填充层的顶部喷淋在填料上。流出的喷淋循环水返回到循环水罐。
在废气处理过程中，氨积累在循环水中。氨被氧化成硝酸(硝化作用)，然后还原硝化处理了的水，进行脱氮。此时，其中溶解了氨的循环水显示出高的pH值，因此，用盐酸之类的酸调节pH值不高于7.5。另一方面，在硝化步骤进行过程中生成的硝酸降低循环水的pH值，因此，在脱氮步骤中，用氢氧化钠之类的碱调节循环水的pH值，使之不低于6.5。
氨的硝化反应是通过利用一单独的生物反应器罐(硝化作用罐)进行。但是，按照本发明，硝化反应可以在一将循环水喷淋在填充层上的生化处理废气的设备中进行。
然后，生成的硝酸通过脱氮反应( )排出系统。脱氮反应是在阻止氧气渗入的脱氮罐中、在脱氮细菌的存在下厌氧地进行。通过脱氮反应的脱氮了的水减少了硝酸的量。所以，水的pH值升高了。结果是，经脱氮反应后的循环水可以与硝化步骤后的、通过硝化作用降低了pH值的循环水混合，或与盐酸之类的酸混合，把水的pH值调到不高于7.5。
脱氮反应要求每摩尔硝酸盐中的氮有约1-3Kg氢给体。有机碳与硝酸盐中的氮的比可以通过测量在脱氮罐中硝酸盐氮的浓度和流动水中TOC的浓度确定。
在氮化物被处理的情况下、或在有机氮和无机氮两者一起被处理的情况下，为了有效地利用有机化合物作为氢给体以用于脱氮，填充层可以分为两层或两层以上，在废气入口最近一侧处(即在最上游一侧处的填充层)流出的喷淋循环水可以让其流入脱氮罐，以便使有机化合物尽可能多地流入脱氮罐。而且，与在下游一侧处喷淋的循环水量相比，在废气入口一侧处(上游一侧处)喷淋的循环水量可以下降，借此可以提高流入脱氮罐中有机化合物的浓度，以便提高在脱氮过程中作为氢给体的有机化合物的利用率。
当氢给体还不够或被处理的废气不含氢给体时，脱氮反应可以通过把甲醇之类的氢给体加入脱氮罐来进行。
按照上述本发明的第一个方案，抑制了通过微生物载体填充层处理废气的方法中所用的循环水中氨的积累。根据这种方法，当填充层中的微生物浓度保持在一较低值时，有机化合物在填充层中不分解。因此，来自废气的有机化合物输送到脱氮罐，其结果是，有机化合物在脱氮反应中有效地被利用。
但是，当在填充层中微生物的浓度一旦升高时，有机化合物在填充层中被氧化分解，其结果是减少了输送到脱氮罐的有机化合物的量。这样，不仅降低了脱氮能力，而且在填充层中的微生物也会过量增长，这会使压力降增加，最后使填充层堵塞。虽然向脱氮罐输送附加量的氢给体(例如甲醇)可以恢复脱氮的能力，但是，填充层的堵塞不能够被抑制，还增加了产生进一步堵塞的可能性。
另外，在废气中氮化物的浓度一般不稳定，特别是当废气中的氮化物的浓度迅速升高时，在循环水中的氨浓度也升高，这又使得生成游离的氨。游离的氨量超过某一值时，就会破坏在填充层中的硝化细菌，降低设备的硝化能力。结果，在设备中的氨浓度进一步增加，使得处理性能变坏，造成氨等的漏泄。硝化细菌有一窄的最佳pH值范围，对游离氨非常敏感，增长速率低，因此，一旦被破坏，要用很长的时间才能恢复。
再者，通过氨氧化(硝化)生成的硝酸降低了循环水的pH值，而当脱氮反应时，循环水的pH值将升高。因此，如果进入系统的全部氨脱氮，那么循环水中的pH值稳定。换言之，当脱氮作用不充分时，保留下了硝酸，因此循环水的pH值降低。脱氮作用要求相对于氮量有一稳定量的氢给体，但是，随加入的废气组成而变化，不必加入足够量的氢给体。而且，一部分有机化合物甚至在填充层中进行氧化分解，分解的有机化合物没有输送到脱氮罐，因此没有在脱氮中作为氢给体而利用。这样需要补充有机化合物。但是，补充的有机化合物量必须是适当的。如果补充的氢给体过量，不仅增加了费用，而且多余的氢给体输送到填充层，在填充层繁殖微生物，这增加了填充层中的压力降，产生堵塞。
因此，本发明的第二个方案是提供一种生物处理废气的方法，该方法能够抑制填充层中有机化合物的分解，防止填充层堵塞，与此同时，在脱氮反应过程中有效地利用有机化合物作为氢给体，此外，当废气中的氮化物浓度迅速升高时，几乎不破坏硝化细菌，而且，使补充加入用于脱氮的氢给体在处理氮化物时既不会太多也不会太少。
为了达到上述目的，本发明第二方案涉及的废气处理方法是将含氮化物的废气通过微生物载体填充层，同时向填料上喷淋循环水，这个方法包括，硝化含氨的循环水，还原硝化处理了的水以实现脱氮，和循环地利用得到的水作为循环水，其中，微生物载体填充层分成前段和后段，前段的循环水调节在弱碱性处，即pH值为8-9，而后段循环水调节在弱酸性至中性处，即pH值为5.0-7.2，为实现水的喷淋，从前段抽出的循环水与从后段流出的循环水混合，使循环水的pH值为中性，即6.0-8.0，并使得到的中性循环水进行脱氮反应。
在处理废气的上述方法中，微生物载体填充层可以是滴液型或鼓泡型的气体洗涤塔。抽出的循环水的混合是这样实现的，即从后段抽出的循环水与脱氮水汇合，汇合后的循环水进行曝气处理，得到的处理水通过沉淀处理、分离淤泥后，与从前段抽出的循环水混合。
在测量待处理的水的pH值并根据测量值调节加入的氢给体的量的同时，可进行脱氮处理。更具体地说，当被处理的溶液被酸化时(pH值为5.5-6.6)，加入作为氢给体的有机化合物，当被处理的溶液被中和或碱化(pH值为7.0-8.0)时，停止加入有机化合物。
在本发明的第二方案中，含氮化物的废气通过两段填充层，在这两段填充层中，前段的循环水为弱碱性，即pH值为8-9，后段的循环水为弱酸性至中性，即pH值为5.0-7.2。从前段流出的循环水与从后段流出的循环水混合，使混合循环水为中性，其pH值为6.0-8.0，然后输送到脱氮反应罐。为了保持前段循环水的pH值为弱碱性，向前段补加的水量要根据流入的废气的氮负荷和二氧化碳浓度及循环水的碱度来调节。
不同的氮化物在水中的溶解比硝化反应快得多，这样，前段填充层的体积可以减至最小。因此，前段填充层可以是滴液型的气体洗涤塔例如喷淋塔、文氏洗涤器和旋风分离洗涤器，或鼓泡型气体洗涤器，例如鼓泡塔。
当循环水被酸化(pH值为5.5-6.8)时，加入甲醇作为氢给体，当循环水被中和或碱化(pH值为7.0-8.0)时，停止加入甲醇。通过改变设定的pH值，可以控制残留硝酸的浓度。当pH值设定在高pH值时，加入大量的甲醇，以降低硝酸的浓度。在某些情况下，可能分解全部残留的硝酸。反之，当pH值设定在低pH值时，减少加入的甲醇量，升高残留硝酸的浓度。
下文更详细地解释本发明的第二方案。
在本发明的第二方案中，提供两个有一个前段和一个后段的填料塔，每个段用具有能固定微生物的填料填充的填充层。填充层固定微生物，废气通过这两个串联的塔，同时向填料喷淋水，以保持填料湿润状态。在这个实例中，前段是在碱性条件下，即pH值为8-9。
通过反复地抽出喷淋水收集容器中的循环水，并从填充层之上将水喷淋到填充层上，从而在前段进行水的喷淋。挥发性氮化物在循环水中溶解，并被分解成在循环水中的氨。因此，增加了循环水中的氨浓度。向喷淋水收集容器中加入一定量的水。通过控制加入的水量，调节循环水中的氨浓度，使循环水的pH值落入8-9的范围。循环水量优选根据流入废气中氮的负载量和二氧化碳的负载量及循环水的碱度改变，因此，补加水的最佳量每次要求取。从前段排出的循环水加入脱氮罐。
通过从沉降池(下文解释)的上清液贮罐抽出循环水，并从填充层之上将水喷淋在其上，实现后段中的水喷淋。通过喷淋水收集容器来收集喷淋水，然后，加入曝气池。含氨的废气在前段处理后，在后段的填充层中氧化成硝酸。这样，后段循环水的pH值降低。在曝气池中，来自后段的循环水与来自脱氮罐的脱氮水混合。在脱氮水中，存在的氨和硝酸盐离子被脱氮反应分解。所以，在脱氮水中的氨被后段的循环水中和。但是，当脱氮进行不完全时，硝酸盐离子保留在脱氮水中，使中和反应进行得不充分，降低了pH值。然后，曝过气的水在随后的沉降池中进行固液分离。
从前段流出的循环水全部加入脱氮罐，在沉降池中分离出与淤泥混合的流体也加入脱氮罐。当被处理的废气含有机化合物时，它们溶于从前段流出的循环水中。来自沉降罐的与淤泥混合的流体含硝酸盐离子，因此，在脱氮罐中硝酸盐离子被还原，释放出氮气。
在待处理的废气中不存在有机化合物时，或有机化合物没有达到作为氢给体用于脱氮作用所需的足够量时，可以向脱氮罐补加氢给体。作为氢给体源，可以使用甲醇、乙醇等。脱氮了的水送往曝气池，在曝气池与后段流出的循环水混合。
脱氮罐的pH值主要通过循环水的碱度和在脱氮反应中漏失的残留硝酸盐离子的浓度来测定。因此，当加入脱氮罐的氢给体的量足够时，硝酸完全消失，脱氮罐的pH值为中性。另一方面，当加入脱氮罐的氢给体量不够时，剩余的硝酸盐离子降低了pH值。这样，当pH值降低时，可以添加一些有机化合物，当达到一定量时(这根据每次的负荷情况和处理目标确定)，可以停止加入有机化合物，由此，补加的有机化合物既不会加得太多，也不会加得太少。
现在，通过实施例更详细地描述本发明。
实施例1
这个实施例说明本发明的第一方案。在这个试验中，使用图1所示设备。模拟废气含有丙烯腈-它是一种挥发性的有机氮化物-连续地处理一段长的时间。在这个实施例中，在生物处理过程中生成氨，溶于循环水的氨通过生物硝化/脱氮除去，因此，能够建立防止氨在循环水中积累和用少量水进行废气处理的方法。
图1所示的设备是由废气处理塔4和5、pH值调节罐7、淤泥沉降池8、循环水池9和脱氮罐6组成，其中塔4和5中的每一个都设置了生物体载体填充层2。
在生物体载体填充层2中，由聚丙烯制成的载体的填充高度为1米。两个这样装填的处理塔相互串连连接，从废气的入口侧(上游侧)开始第一塔标为塔4，而第二塔标为塔5。在填充层2中，添加来自工厂的废水处理设备的活性淤渣液作为分解VOC的生物接种源。水的喷淋连续地进行。作为含丙烯腈的模拟废气可以是由商购的丙烯腈经氮气充气后得到的含丙烯腈气体，通过压缩机输送，与含几乎饱和了水蒸气的空气混合，调节气体中丙烯腈的浓度为大约200ppm。
这样制备的气体1以空速为50小时-1(6升/分)输送到第一塔4的填充层2的上面。
收集流入的气体1和处理过的气体3，丙烯腈的浓度用气相色谱仪分析，计算出除去率。
通过管20从循环水池9以60毫升/分的流率抽取循环水，进行第一塔4中的水喷淋。在第一塔4中流出的全部喷淋水量通过管15加入到脱氮罐6(体积15升)。来自工厂废水处理设备的活性淤渣液作为脱氮细菌接种源加入脱氮罐6中。pH值调节罐7设置在脱氮罐6的下游，而淤泥沉降池8设置在pH值调节罐7的下游。在淤泥沉降池8中收集的淤渣液以5毫升/分的流率返回脱氮罐6。循环水池9设置在淤泥沉降池8的下游。通过管21，以150毫升/分的流率从循环水池9抽取循环水，进行第二塔5的水喷淋。从第二塔5流出的循环水通过管16加入pH值调节罐7。
在pH值调节罐7中，为了保持循环水的pH值为6.5-7.5，水的pH值通过pH值传感器12监测，根据监测结果，通过管13加入氢氧化钠水溶液或盐酸水溶液。而且通过管17将补加水10加到第一塔4和第二塔5的底部。补加水10是通过把15毫克/升的磷酸氢二钾、5.4毫克/升硫酸亚铁和2毫克/升酵母提取液加入自来水而制备的。
把收集的来自循环水池9的溢流水11作为废水，测量硝酸盐氮和氨氮的浓度。
试验进行的条件示于表1。
                     表1
    脱氮     调节pH     补加水的量(升/天)
    条件1     是     是     0.7
    条件2     是     是     3.7
    条件3     不     不     0.7
    条件4     不     不     3.7
即，在条件3和4下，pH值的调节不在罐7中进行。
在表1的四种条件下，废气3中丙烯腈除去性能的试验结果和废水11中氨氮和硝酸盐氮的浓度示于表2。
                         表2
 丙烯腈的除去率(％)   硝酸盐氮浓度(毫克/升)   氨氮浓度(毫克/升)
  条件1      ＞99        123       7
  条件2      ＞99        22       8
  条件3      81        0       1228
  条件4      ＞99        0       292
从上表的结果可以看出，不进行脱氮，象条件3和4那样，氨氮在循环水中积累。而且，减少补加水的量时，丙烯腈的除去性能降低。另一方面，当硝化和脱氮进行的同时，对脱氮罐进行pH值的调节和补加水，得到氨氮降低和丙烯腈高除去率的结果。另外，在减少补加水量的情况下，硝酸盐氮浓度升高达到123毫克/升。
通过管14将浓度为10克/升的甲醇溶液以20ml/天的流率加到脱氮罐。结果，硝酸盐氮的浓度降低到9毫克/升。因此，当用于脱氮反应的氢给体不足时，通过加入附加量的氢给体，可以有效地进行脱氮反应。
实施例2
本实施例说明本发明的第二个方案。在这个实施例中采用如图2所示的设备。在图2中，标号103表示前段的填充层，标号106表示后段的填充层，标号109表示脱氮罐，标号114表示曝气池，标号116表示沉降池，标号118表示沉降池的上清液贮罐(流出液罐)。
利用图2所示的设备，连续地处理模拟废气101，该废气含有一种有机氮化物的丙烯腈(丙烯腈浓度为200ppm)。在这个实施例中，使用前段的填充层103和后段的填充层106两个填充层作为微生物体载体填充层。使用一种聚丙烯(商标名“POLERING”，Dotwell的产品)填充料填充前段填充层103，用一种发泡的聚丙烯(商标名“BIOSTAGE”，Tsutsunaka Sheet Proofing Co.，Ltd.的产品)填充料填充后段填充层106，作为微生物载体。在填充层103和106中，加入来自工厂废水处理设备的活性淤渣液作为分解VOC的生物体接种源。处理废气相对于填充层的体积空塔速度在第一段(前段)设为500小时-1，在第二段(后段)设置为100小时-1。换言之，前段与后段填充层的体积比设置为1∶5。
通过将向前段循环水104的补加水108设定为一低量(0.28L-水/m3-气)，增加了氨浓度，以保持前段循环水104的pH值为约8.4。前段流出的循环水105加入脱氮罐109。在脱氮罐109中，加入来自工厂废水处理设备的活性淤渣液作为脱氮细菌接种源。来自上清液罐118的后段循环水107输送给并通过后段填充层106后，经曝气池114、沉降池116、和上清液118而循环。在沉降池116的上清液117中，氨几乎完全氧化成硝酸，将循环水的pH值降低到约5.5。
在脱氮罐109中进行脱氮，脱氮了的水112送往曝气池114。后段流出的循环水也流入曝气池114作曝气混合，然后，送往沉降池116分离淤泥，让这样分离的返回淤渣液111流入脱氮罐109。在脱氮罐109中，在返回淤渣液111中的硝酸盐离子利用前段流出的循环水中的氢给体脱氮，并释放出系统。
如上文所述，上述的操作条件是表3中的条件1。在这种情况下，丙烯腈的除去率大于99％，在除去的丙烯腈中，脱除了45％的氮。结果，脱氮罐109的pH值被前段流出的循环水105(pH值：8.4；氨浓度：220毫克-N/L)和后段流出的循环水113(pH值：5.5)中和，并进行脱氮，因此，显示的pH值为6.5，在流出液中硝酸盐离子浓度为120毫克-N/L。
如表3的条件2所示，当脱氮罐109的pH值降低到小于7.0时，加入甲醇作为氢给体110。结果，后段流出循环水的pH值升高到6.5，保持脱氮罐109的pH值为约7，而硝酸盐离子的浓度平均为8毫克/升。在相同的条件下，丙烯腈可以连续稳定地处理至少一个月，通过脱氮反应，可以释放出氮负荷量的95％。此时，当测量脱氮水112的TOC浓度时，与不加甲醇、但加入的甲醇在脱氮罐109中大部分消耗掉的情况相比，发现TOC浓度稍微增加。
为比较起见，废气按表3所示的条件3进行处理，即增加前段补加水108的流量(4.2L-补加水/m3-气)。前段104循环水的pH值为7.5。当按条件4加入甲醇110时，在起始操作时，可以得到高的除去性能(除去率：不低于99％)，同时，在流出液中硝酸盐离子的浓度降到6毫克/升。但是，当在相同的条件下连续地操作时，在5天内前段填料103堵塞，后来就不能继续操作。换言之，在前段填充层103中的细菌过量繁殖将堵塞填充层。
表4列出了这些试验条件。在表4中，“培养基”的意思是已经加入营养增补剂的补加水，营养增补剂的组成示于表3中，且“处理过的水”意指后段的循环水113的流出物。
表3：营养增补剂的组成
KH2PO4  0.1g
K2HPO4  0.3g
MgSiO4·7H2O  5mg
CaCl2·2H2O  1mg
FeSO4·7H2O  1mg
ZnSO4·7H2O  0.1mg
MCl2·4H2O  0.1mg
酵母提取物  2mg
自来水  1升
                          表4
 前段中补加水源   在前段中补加水源流量(L-补加水/m3-气)     甲醇
    条件1     培养基         0.28    不添加
    条件2     培养基         0.28    添加
    条件3     处理过的水         4.2    不添加
    条件4     处理过的水         4.2    添加
表5列出了试验结果
                            表5
 丙烯腈除去率(％)  硝酸盐氮浓度(毫克/升)  前段循环水的pH值    堵塞
    条件1     ＞99       120      8.4     不
    条件2     ＞99       8      8.4     不
    条件3     ＞99       101      7.5     未知
    条件4     ＞99       6      7.5     是
图3是实施本发明处理方法一个实例的pH值和循环水量关系的说明图。在图3中，Q是单位循环水量。
从上述的结果可清楚地得知下述几点。
通过在碱性条件下操作前段填充层103，可能防止前段填充层的堵塞。
通过保持前段循环水的碱性和后段循环水的酸性和使两者汇合，前段循环水和后段循环水可以相互中和。
在前段填充层与后段填充层的体积比为1∶5时，丙烯腈可以完全除去。
根据pH值测量，向脱氮罐加入甲醇并控制其加入量，加入的甲醇就可以不会太多，也不会太少。
按照本发明的方法处理含有氮化物的废气时，可以阻止氨在循环水中的积累。因此，所使用的水量可以很大程度地减少，并可以阻止由于氨的存在使处理能力降低，也可以阻止在处理气体等中产生的氨气再次产生有恶臭的气味。
在本发明的生物处理废气的设备中，填充层可以用作硝化罐，因此，在废水处理中，过去必须的硝化罐就成为不必要了。
而且，按照本发明的第二方案，可以防止填充层堵塞。在含有氮化物的废气的情况下，不仅防止了填充层的堵塞，而且也防止了氨在循环水中的积累，因此补充加入的氢给体就不会太多，也不会太少。

Claims (9)

1.一种处理含有氮化物的废气的方法，它通过将含有氮化物的废气通入微生物载体填充层，同时向其上循环地喷淋循环水而实现，该方法包括，使在循环水中生成了氨的循环水硝化，还原硝化处理了的水以脱氮，且循环利用得到的水作为循环水。
2.按权利要求1的处理含有氮化物的废气的方法，其中，循环水的硝化是通过向微生物载体填充层上喷淋其pH值已调节到不大于7.5的、积累了氨的循环水来进行的。
3.按权利要求1的处理含有氮化物的废气的方法，其中在将循环水的pH值调节到了6.5-7.5后，对循环水进行硝化和脱氮化处理。
4.一种处理含有氮化物的废气的设备，包括，一种带有微生物载体填充层的废气处理塔，它带有一个向填充层上循环地喷淋循环水的机构，废气通过该微生物载体填充层，一个贮存循环水的循环水池，一个硝化循环水的硝化机构和一个使硝化处理了的水还原以实现脱氮的脱氮罐，且每个罐通过管线连接。
5.按权利要求4的处理含有氮化物的废气的设备，其中，有多个带有一个喷淋循环水的机构的微生物载体填充层串联设置，一个循环水的循环管与在最上游处的填充层喷淋循环水的机构连接，以构成得到一种硝化处理了的水的硝化机构。
6.一种处理含有氮化物的废气的方法，它通过将含有氮化合物的废气通入微生物载体填充层，同时向其上喷淋循环水和排出循环水，以实现脱氮处理，该方法包括，把微生物载体填充层分成一个前段和一个后段，前段用弱碱性的、即pH值为8-9的循环水进行喷淋处理，从前段抽出的循环水与从后段抽出的循环水混合，生成pH值为6.0-8.0的循环水，并用得到的循环水进行脱氮处理。
7.按权利要求6的处理废气的方法，其中，微生物填充层是一种滴液型或鼓泡型的气体洗涤塔。
8.按权利要求6的处理废气的方法，其中，从前段和后段抽出的循环水的混合是这样实现的，即使后段抽出的循环水与脱氮处理了的水混合，混合了的水静置并借此沉淀淤泥，并将通过沉淀处理分离出的淤泥与从前段流出的循环水混合。
9.按权利要求6的处理废气的方法，其中，当处理了的溶液被酸化时，则测量脱氮处理了的溶液的pH值，并加入氢给体，进行脱氮处理，当处理了的溶液被中和或碱化时，则停止加入氢给体，进行脱氮处理。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011520610A (ja) * 2008-05-20 2011-07-21 玉川大学 農学部 生物の生産に関連する構造物内を起源として発生する悪臭や臭気ガス物質の浄化および脱臭方法
CN101513590B (zh) * 2009-02-19 2011-02-16 北京科技大学 一种含氨臭气与喷淋液的处理装置及其操作方法
CN101898084B (zh) * 2009-05-25 2013-10-09 中国石油化工股份有限公司 多组分恶臭废气生物净化方法
CN102161534B (zh) * 2011-01-26 2012-06-27 上海凯展环保科技有限公司 二甲胺废气及废水处理装置
DE202011000946U1 (de) * 2011-04-20 2011-08-08 Big Dutchman International Gmbh Abluftreinigungsanlage
CN104117282A (zh) * 2013-04-23 2014-10-29 上海清呼吸环保科技有限公司 用于减少环境污染的方法和装置
CN103991653B (zh) * 2014-06-09 2018-03-20 英尼奥斯欧洲股份公司 粗制丙烯腈罐
CN106984163A (zh) * 2017-04-13 2017-07-28 广州市广环环保科技有限公司 一种氨气处理装置及氨气脱氮方法
CN107233781B (zh) * 2017-06-08 2019-12-06 浙江寰龙环境科技有限公司 一种废气热回收冷凝系统及其废气处理方法
FR3073747B1 (fr) * 2017-11-20 2023-11-10 Sources Biolaveur bi-etage a regulation externe
CN110193271B (zh) * 2019-06-13 2021-07-16 石泰山 一种回收废气中挥发性有机物用作反硝化碳源的方法
CN111569610A (zh) * 2020-04-26 2020-08-25 浙江中科玖源新材料有限公司 一种不外排废水废液的聚酰亚胺薄膜生产废气处理工艺

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3824185A (en) * 1972-09-05 1974-07-16 Administrator Environmental Pr Ammonia elimination system
DE2264264A1 (de) * 1972-12-30 1974-07-04 Otto & Co Gmbh Dr C Verfahren zur entfernung von ammoniak, schwefelwasserstoff und blausaeure aus diese stoffe enthaltenden gasen
JPS5520759B2 (zh) * 1973-12-10 1980-06-04
JPS57180421A (en) * 1981-04-28 1982-11-06 Ebara Infilco Co Ltd Treatment of malodorous gas
JPS5827619A (ja) 1981-08-07 1983-02-18 Ebara Infilco Co Ltd 脱臭方法
CH674715A5 (zh) * 1988-04-07 1990-07-13 Ciba Geigy Ag
JPH0677670B2 (ja) * 1990-04-17 1994-10-05 荏原インフイルコ株式会社 悪臭ガスの脱臭方法
NL9300838A (nl) 1993-05-14 1994-12-01 Clair Tech Bv Werkwijze voor het biologisch reinigen van een verontreinigde gasstroom.
US6013512A (en) * 1996-11-06 2000-01-11 Turschmid; Krzysztof H. Method for scrubbing gaseous emissions using bacteria
JPH11169649A (ja) * 1997-12-08 1999-06-29 Japan Steel Works Ltd:The 微生物脱臭装置
US6291233B1 (en) * 1998-09-04 2001-09-18 Anuj K. Saha AGB process for integrated multimedia treatment using bio-sorption
KR100276156B1 (ko) * 1999-04-19 2000-12-15 이태용 휘발성 유기화합물 및 악취를 제거하기 위한 쌍방향 흐름형 생물학적 제거장치

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