CN1772352A - 一种处理空气中恶臭污染物的生物滴滤床 - Google Patents

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Abstract

一种用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,生物滴滤床是一填料塔,顶部设有喷淋头,塔底为气体入口,塔顶为气体出口,生物滴滤床的高径比为:4~10。生物滴滤床采用多种不同粒径的新型填料,从底部至顶部装填的颗粒填料从大到小分布。采用两种规格填料,底部装填大颗粒填料,顶部装填小颗粒填料。本发明处理负荷高、负荷分布均匀压降低。

Description

一种处理空气中恶臭污染物的生物滴滤床
一、技术领域
本发明涉及一种用于去除空气中恶臭物的生物处理装置,具体的说属于采用一种新的填料及填料装填方式构建新型的生物滴滤床,亦称生物反应器。
二、背景技术
恶臭污染物根据我国《恶臭污染物排放标准》定义,是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质。
恶臭物在工业生产和环境修复过程中广泛存在(McNevin D,Barford J.Biofiltration as anodour abatement strategy[J].Biochem.Eng.J.,2000,5:231~242.)上个世纪50年代以来人们开展了去除恶臭物的广泛研究,大致发展了物理化学方法和生物法两大类技术,生物法处理空气中气态微量或痕量污染物具有成本低、无二次污染等特点一直备受关注。生物滴滤床通过采用人工接种特定种群的微生物、强化的喷淋有效控制填料床内微生物的微生态环境以及采用人工或天然的惰性填料避免填料的自降解,这些改进使其相对于其它生物处理技术具有基质谱广、负荷高、可操控性强等优点,逐渐成为主流技术。典型的生物滴滤床工艺流程如附图1所示。
填料是生物滴滤床中微生物的载体,填料种类及其装填方式是反应器设计的重要参数。到目前为止,多种填料得到研究(Chung Y C,Huang C,Tseng C P.Removal of hydrogen sulphideby immobilized Thiobacillus sp.strain CH11in a biofilter(硫杆菌固定生物过滤器去除硫化氢)[J].J.Chem.Technol.Biotechnol.,1997,69:58-62;Song J H,Kinney K A.Effect ofvapor-phase bioreactor operation on biomass accumulation,distribution,and activity:linkingbiofilm properties to bioreactor performance(生物反应器生物聚集和活性对气相生物反应的效应)[J].Biotechnol.Bioeng,2000,68:508-516;Chung Y C,Huang C,Tseng C P.Biologicalelimination of H2S and NH3 from wastegases by biofilter packed with immobilized heterotrophicbacteria(由集聚的生物膜和固定的异质菌消除废气中的硫化氢和氨臭)[J].Chemosphere,2001,43:1043-1050;Kazuhiro Shinabe,Satosi Oketani,Takashi Ochi,el al.Characteristicsof hydrogen sulfide removal in a carrier-packed biological deodorization system(由集聚的生物去异味系统去除硫化氢)[J].Biochemical Engineering Journal.2000,5:209-217;MalhautierL,Gracian C,Roux J C.Biological treatment process of air loaded with an ammonia and hydrogensulfide mixture[J].Chemosphere,2003,50:145-153)但是,目前研究的填料普遍存在着压降大,喷淋量大等问题,这些缺点将直接导致投资及运行费用的增加。同时,目前研究采用的填料装填方式一般从底部到顶部是均匀的(填料种类为单一或者多种填料混合),这样在运行中大量的负荷集中在反应器底部,长期运行易积累过多的生物量和代谢产物(Lu C,LinM R,Wey I.Removal of pentane and styrene mixtures from waste gases by a trickle-bed airbiofilter[J].J.Chem.Technol.Biotechnol,2001,76:820-826),从而引起压降增加和去除率下降,需要频繁反冲从而导致运行费用的增加,不利于工业运行。
三、发明内容
1、目的
本发明目的旨在提供一种新的可用于处理空气中恶臭物的生物滴滤床,该装置采用新型填料及独特的填料装填方式,其压降低、喷淋量小、负荷沿反应器轴向分布均匀,长期运行反应器底部不发生生物量和代谢产物积累。
2、技术方案
本发明通过以下技术方案实现:
一种用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,生物滴滤床的高径比为:4~10。高径比选值视待处理的气体中恶臭物浓度而定,硫化氢或其它恶臭物浓度低于100mg/m3采用下限范围,硫化氢或其它恶臭物浓度高于300mg/m3小于600mg/m3采用上限范围。生物滴滤床采用多种不同粒径的填料,塑料或陶瓷均可。从底部至顶部装填的颗粒填料从大到小分布。
本发明的改进包括:采用两种规格填料,底部装填大颗粒填料,顶部装填小颗粒填料。所述的填料为一般为塑料材质制成,尤其是高密度聚乙稀改良型拉西环填料。尤其是采用两种不同规格的高密度聚乙稀改良型拉西环填料。采用分层装填的方式。分两层装填两种填料体积比(大颗粒/小颗粒)为20~80%。
本发明装置具有如下有益效果:
1、处理负荷高  反应器稳定运行时在气体空床停留时间(GRT)为19s时,入口浓度小于350mg/m3(对应的负荷值为120gH2S/m3填料.h),GRT为12s时,入口浓度大于270mg/m3(对应的负荷值为120gH2S/m3填料.h)时去除率大于90%。
2、负荷分布均匀  本反应器底层去除比率稳定在37%-55%之间,两填料层去除负荷基本均匀。底层去除比率按下式定义:
Figure A20051009510400041
3、反冲时间长  稳定运行时反冲周期大于两个月,而较长的反冲周期能降低操作费用。
4、压降低  从整个运行期间看来,反应器压降长期稳定在180Pa/m(GRT为19s)和280Pa/m(GRT为12s),本试验所采用的填料在保持相同负荷的条件下压降明显低于其他填料。较低的压降可以选用较小功率的风机,能有效降低投资和运行费用。
四、附图说明
图1是本发明结构示意图
图2生物滴滤床工艺实验室中试
图1中:1、气体收集系统 2、风机 3、加湿缓冲器 4、生物滴滤床 5、喷淋头 6、喷淋泵 7、喷淋液储槽 8、取样口,图1是双层床结构
五、具体实施方式
生物滴滤床是一填料塔,顶部设有喷淋头,塔底为气体入口,塔顶为气体出口。填料塔(反应器)的土建结构材质为钢筋混凝土。
喷淋装置:采用无堵塞喷头,整个反应器截面均布。
填料:采用两种不同规格的高密度聚乙稀改良型拉西环填料。填料参数见下表:
                 表1填料参数
  特征参数   大颗粒填料   小颗粒填料
  高度(mm)直径(mm)表面棱高(mm)比重(kg/m3)   352040.88   252020.97
因为粒径的规格可以在较大范围内变化,填料尺寸的范围可以更宽:一般而言,高度在10-60(mm)、直径在10-30(mm)和表面棱高在2-6(mm)均可行,也可以采用陶瓷或金属材料填料。
填料的装填:生物滴滤床底部装填大颗粒填料,顶部装填小颗粒填料,装填方式均为乱堆。装填完成形成从反应器底部到顶部的规整分层的非均匀填料床。装填体积视处理气量和恶臭物浓度而定,当硫化氢峰值浓度低于100mg/m3时,填料负荷采用120gH2S/m3填料.h,当硫化氢峰值浓度大于200mg/m3,填料负荷采用81gH2S/m3填料.h,当硫化氢峰值浓度大于600mg/m3时,应加前处理。
填料装填体积比:两种不同填料装填体积比(大颗粒/小颗粒)视情形采用20~80%。
喷淋:气液比为100~600。当入口恶臭物浓度低时选用下限,浓度高时选用上限。
实施例一
1、实验条件
实验室中试
气体组成:硫化氢+空气
反应器:填料塔内径150mm,透明有机玻璃制成。填料层总高度600mm,分为两层,每层高度均为300mm,层间距100mm。高径比为:4
填料:见表1,装填体积为10L,其中大颗粒填料及小颗粒填料各5L。
2、运行效果详见附图2,生物接种硫杆菌或包括硫杆菌的混合菌种。
实施例二
1、实验条件
污水提升泵站实际恶臭物气体处理
气体组成:实际恶臭气体
反应器:填料塔内经1500mm,钢筋混凝土结构。填料层总高度3500mm,分为两层,每层1600mm,层间距300mm。
也可以在每层的底部装填大颗粒填料,顶部装填小颗粒填料。下层的颗粒填料规格尺寸相应大于上层塔的颗粒填料规格尺寸。
填料:见表1,装填体积为5.6m3其中大颗粒及小颗粒填料各2.8m3
2、运行效果:
生物接种硫杆菌或包括硫杆菌的混合菌种。整个连续运行时间为180天,入口硫化氢峰值浓度为150mg/m3,去除率稳定在98%以上,底层去除比率稳定在40~53%之间,整个运行期间未反冲,压降稳定在400Pa/m。
选用更高的塔,即高径比为:6-8的生物滴滤床处理入口恶臭物浓度高时的效果更好。

Claims (9)

1、一种用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,生物滴滤床是一填料塔,顶部设有喷淋头,塔底为气体入口,塔顶为气体出口,其特征是生物滴滤床的高径比为:4~10。生物滴滤床采用多种不同粒径的新型填料,从底部至顶部装填的颗粒填料从大到小分布。
2、由权利要求1所述的用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,其特征是采用两种规格填料,底部装填大颗粒填料,顶部装填小颗粒填料。
3、由权利要求1或2所述的用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,其特征是所述的填料为塑料或陶瓷。
4、由权利要求1或2所述的用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,其特征是所述的填料为高密度聚乙稀改良型拉西环填料。
5、由权利要求1或2所述的用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,其特征是采用分层装填的结构。
6、由权利要求5所述的用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,其特征是分两层装填两种填料。
7、由权利要求1或2所述的用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,其特征是大颗粒与小颗粒两种填料体积比为20~80%。
8、由权利要求1或2所述的用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,其特征是喷淋头在整个反应器截面均布。
9、由权利要求4所述的用于去除空气中恶臭污染物的生物滴滤床,其特征是采用大小两种规格的高密度聚乙稀改良型拉西环填料。
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