CN201249097Y - 多级多段复合脱臭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废气净化处理技术领域，具体为一种多级多段复合脱臭装置。本装置由洗涤区、生物降解区和生物吸附区组合成一体构成。生物降解区至少包括2个生物降解段：一级和二级生物降解区。各个单元区分别设有吸附系统(填料层)、喷淋系统、循环液存储和控制系统、pH控制系统。本装置可同时高效净化亲水性和憎水性以及碱性和酸性恶臭气体成分。生物降解的填料采用颗粒泡沫塑料，不易因微生物降解作用而发生结构变化从而影响气流流动，工作寿命长。整个设备内部采用一体化、集约化设计，与其它类型的生物脱臭设备相比，具有占地面积小、效率高、运行稳定、设备阻力低、能耗低、运行费用小、操作与管理方便的特点。

Description

多级多段复合脱臭装置

技术领域

本实用新型属于废气净化处理技术领域，具体涉及一种多级多段复合脱臭装置。

背景技术

恶臭是污染环境、危害人体健康的6大公害之一，仅次于噪声。臭气的来源众多，如市政公用设施中的污水处理厂、污水泵站、公厕和粪便转运站等场所，在其它工业生产过程中如肉食品加工、废水处理、印刷电路板生产、橡胶加工、鱼制品加工、动物饲养、皮革制造、堆肥、牲畜焚烧等，也会产生令人讨厌的气味，其中有时会含有有毒成分。

臭气组成中通常含有硫和氮的成分。含硫的臭气呈腐败有机质气味。而臭鸡蛋味的硫化氢气体是最常见的臭气。许多的恶臭物质的嗅阈值都非常低，有的甚至超出了分析仪器的最低检出浓度，例如H₂S、甲硫醇的感觉阈值低至0.5ppbv。当恶臭物质的浓度超过感觉阈值时，刺激浓度增长1倍，感觉强度增加1.5倍。可见，臭气是一种特殊的废气，浓度波动性大，处理要求高。

现有的除臭设备类型很多，就主要技术构成而言主要分为吸附、洗涤、氧化和生物技术等四大类。但每一种技术本身均具有自身无法克服的缺点，例如吸附技术运行费用高，操作运行繁复；洗涤法仅对水溶性好的恶臭成分去除效果好，但除臭效率普遍不高，往往无法达到较高的除臭要求，水耗、药耗均很高；化学氧化法的缺点在于不仅有二次污染，当恶臭成分、浓度变化较大时，控制难度大，造成操作管理复杂，运行费用高。生物除臭技术与其它技术相比具有较大的优势，主要表现为运行成本低、环境友好。废气生物净化设备按其中的微生物的存在形式又可分成悬浮生长系统和附着生长系统。悬浮生长系统即微生物及其营养物配料存在于液体中，气体中的污染物通过与悬浮液接触后转移到液体中从而被微生物所降解，其形式有喷淋塔及鼓泡塔，穿孔板塔等生物洗涤器。这类设备适用于高负荷的亲水性气态污染物净化场合，存在设备投资及运行费用高等问题，且通常情况下对憎水性污染物的净化效果较差。附着生长系统中微生物附着生长于固体介质上，废气通过由介质构成的固定床层时被吸附、吸收，最终被微生物所降解，包括生物过滤器和生物滴滤器两种形式。目前开发的生物过滤器(主要为国外的开发的)典型的形式有土壤法、堆肥法等。其系统通常包括气体增湿调节塔和生物过滤装置(由于占地面积大，许多情况下为构筑物)。该类设施虽然形式简单，但通常占地面积大，其中露天式的净化效果不稳定。另外由于采用的是可以生物降解的天然堆肥或泥炭类物质作为载体，在运行过程中，被微生物降解的部分载体会破碎压缩，影响整个脱臭系统的布气均匀性，造成短流，最终影响脱臭效果。同时，这类生物净化设备的阻力也随时间发生很大的变化，给系统的稳定运行带来麻烦(需设置阀门或电机变频调速)。此外，使用一定时间后(1-3年)需更换载体。国外的生物滴滤器类设备也处于开发时期，其采用的载体主要有颗粒态的介质(生物陶瓷、化工类散装填料载体、活性炭)和纤维类载体，目前，实际应用的报道尚不多。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种功能完备、适应范围广、占地面积小的脱臭装置。

本实用新型提出的脱臭装置，具体结构如图1所示。该脱臭装置1依次由洗涤区、生物降解区和生物吸附区经管道连接组成，生物吸附区位于生物降解区的上部或一侧，其中，生物降解区至少包括2个生物降解段：一级生物降解段和二级生物降解段；各个单元区之间通过气道贯通；每个单元区内均设置有填料层；洗涤区设有进气口，生物吸附区设有排气口，各单元区分别设有独立的喷淋系统，循环水贮存及控制系统、pH控制系统：其中：

洗涤区自下而上依次为洗涤液贮槽、蜂窝填料层、洗涤液喷头，侧面为进气口，蜂窝填料层厚度为0.1-0.5m；一级生物降解段由下而上依次为喷淋液贮槽、泡沫塑料填料层、喷淋液喷头，该泡沫塑料填料层厚度为0.1-1m；二级生物降解段由下而上依次为喷淋液贮槽、泡沫塑料填料层、喷淋液喷头，该泡沫塑料填料层厚度为0.1-1m；两级生物降解段之间设有循环液隔板和通气流道；生物吸附区自下而上依次为喷淋液贮槽、颗粒炭填料层、喷淋液喷头，该颗粒炭填料层厚度为0.1-0.5m。

本实用新型中，一级生物降解段和二级生物降解段的填料层的泡沫塑料为颗粒状，粒径为3-10mm，生物吸附区的填料层为颗粒炭，材料的空隙率为70％以上，例如为70％-85％。

本实用新型的工作过程如下：废气在离心机的压力作用下，由进气口进入洗涤区，经过喷淋系统的喷淋洗涤，同时通过蜂窝填料层，实现对臭气的预处理，除去其中大部分亲水性污染物，降低后续单元区的污染负荷；废气经过流道进入一级生物降解段，经过泡沫塑料填料层，并经喷淋系统的喷淋，在这区域主要降解碱性污染物经过流道进入二级生物降解段，经过泡沫塑料填料层，并经喷淋系统的喷淋，在这区域主要降解酸性污染物；废气通过流道进入生物吸附区，经过颗粒炭填料层并经过喷淋系统的喷淋，除去废气中的疏水性污染物和难以生物降解的污染物，经过处理的气体从排气口排出。

本实用新的脱臭装置采用洗涤、生物降解、吸附相结合的复合式多段多级脱臭方式。所用的生物载体具有质轻、耐生物降解和气流阻力低的优良特性，具二十年以上的使用寿命。脱臭设备的所有功能区组合在同一个系统之中，一体化设计，可整体移动。此外对于本装置而言，对于污染物负荷的波动具有极高的适应能力，可适应的臭气浓度范围很广，以硫化氢为例，可以适应0.5～500ppm浓度范围内的进气浓度，其浓度的剧烈波动对本装置的影响甚微。

本复合式除臭装置的特点在于：(1)功能完备：把气体洗涤、生物降解、吸附等组合成一体，占地少，操作管理方便，且具有较好的负荷变化适应能力。(2)适应范围广：生物降解段基本分为两级，以富集不同类型的微生物，增加处理效果，根据需要可增加级数。例如可以3级或4级等。(3)采用独特的填料：耐生物降解的生物载体材料，工作寿命长，处理效率高。(4)除臭装置内部结构的设计，可成倍的缩小占地面积，而且各级各段的工作条件相互间没有任何干扰。本装置可同时高效净化亲水性和憎水性的恶臭气体，也可同时高效净化碱性和酸性恶臭气体。

本装置采用多段式结构，其原因在于：恶臭污染物的浓度范围波动很大，而嗅阈值一般很低，因此处理装置要保证稳定的处理效果，必须适应恶臭污染物的多种物化特性。污染物按水溶性一般可以分为两类：亲水性污染物、疏水性污染物。洗涤段位于最前端可以去除进气中的一部分亲水性污染物，同时去除大部分杂质，以降低后处理段的负荷，增加运行效果；另外，本实用新型的喷淋洗涤系统不同于普通的洗涤液，当硫化氢浓度低于20ppm时，洗涤液不需投加任何化学药剂，当硫化氢浓度高于20ppm时，洗涤液中投加Fe³⁺，pH控制于7.0～9.0。增加吸附段的作用是可以进一步提高处理效果以适应更高的环境要求，并可去除剩余疏水性污染物，兼有除雾功能；根据进气特性和排放要求，本装置的空床停留时间为10～30s。

本装置生物降解段至少采用两级，其原因在于：恶臭污染物的成分十分复杂，但根据化学性质区分基本上由两类构成：酸性污染物和碱性污染物。酸性和碱性污染物的降解分别依靠酸性微生物和碱性微生物完成，而这两类微生物所要求的环境截然不同，很难在同一环境中富集。将生物段分为基本的两段则从根本上缓和了上述矛盾。

本装置的生物降解段的填料层采用生物惰性填料，其原因在于核心的生物降解段型式为生物滴滤池，它不同于通常生物滤池的关键之处在于循环水的供给方式：生物滤池的供水周期很长，一般为一个月甚至半年以上洒水一次，洒水的目的仅为填料增湿或多余微生物的冲刷，因此所采用的填料必须具备较高的持水能力；而本装置的生物滴滤池的洒水频率较高，一般为连续喷洒或间歇喷洒，即使间歇喷洒其供水周期也很短，其目的主要是为微生物提供稳定的生存环境。因此，对填料持水能力的要求则大副降低。本装置采用一种颗粒泡沫塑料(粒径3～10mm)作为填料，即可达到预期要求。

本装置中，尽管填料分为多段多级，但各级填料基本为竖向布置，占地面积小，而且各级各段的循环水相互独立，没有任何干扰。废气首先进入反应区1即洗涤区，填料厚度H1为0.1～0.5m左右；然后废气进入反应区2即一级生物区，该段为碱性污染物降解区，填料厚度H2为0.1～1m左右；废气再进入反应区3即二级生物区，该段为酸性污染物降解区，填料厚度H2为0.1～1m左右，两级降解区之间设循环液隔板及废气流道；最后经过反应区4即生物吸附区排放，填料厚度0.1～0.5m左右。各段反应区均设独自的循环液喷洒系统、循环液贮槽和pH监控系统。

本除臭装置整个工作系统的控制分为手动和电气自动控制两种。

附图说明

图1为本实用新型内部结构示意图。

图2为本实用新型外部控制示意图。

图中标号：1为洗涤区，2为一级生物降解段，3为二级降解生物段，4为生物吸附区，5为蜂窝填料层，6为泡沫塑料填料层(一级)，7为泡沫塑料填料层(二级)，8为颗粒炭填料层，9为洗涤区喷头，10为一级生物降解段喷头，11为二级生物降解段喷头，12为生物吸附区喷头，13为进气口，14为排气口，15为风机，16为生物反应及吸附区，17为洗涤区pH监控仪，18为洗涤区循环水泵，19为一级生物降解段PH监控仪，20为一级生物降解段循环水泵，21为二级生物降解段PH监控仪，22为二级生物降解段区循环水泵，23为洗涤区营养液贮槽，24为洗涤区营养液投加泵，25为一级生物降解段营养液贮槽，26为一级生物降解段营养液投加泵，27为二级生物降解段营养液贮槽，28为二级生物降解段营养液投加泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本实用新型主要包括脱臭单元区设在单元区中的填料层。所述的脱臭设备分为4个单元区，4个单元区之间通过风道贯通，每个单元区内均设置填料层，洗涤区、吸附区分别设有进气口排气口，各单元区均设置各自的喷头系统、循环水贮存及控制系统、pH控制系统。

各单元区的结构形状和功能作用如下：

1、洗涤区为矩形空间，由下而上依次为洗涤液贮槽、蜂窝填料层、洗涤液喷头，用于对臭气进行预处理，去除其中的大部分亲水性污染物和杂质，并降低后续单元区的污染负荷；

2、一级生物降解段为矩形空间，由下而上依次为喷淋液贮槽、泡沫塑料填料层、喷头，用于去除臭气中的碱性污染物；

3、二级生物降解段为矩形空间，由下之上依次为喷淋液贮槽、泡沫塑料填料层、喷头，用于去除臭气中的酸性污染物；

4、生物吸附区为矩形空间，由下而上依次为喷淋液贮槽、颗粒炭填料层、喷头，用于去除臭气中残余的疏水性污染物和难生物降解污染物。

根据图2，工作过程描述如下：臭气在离心风机的压力作用下由进气口进入洗涤区，穿过蜂窝填料层后进入一级生物降解段的下层空间，然后穿过泡沫塑料填料层和特设的空气流道进入二级生物降解段的下层空间，然后再穿过二级生物降解段的泡沫塑料填料层后，进入吸附区，经过颗粒炭填料层后由排气口排放。

在洗涤区，洗涤区循环水泵将洗涤液由贮槽抽送至上部喷头，由喷头喷洒至蜂窝填料层，洗涤液沿填料表面滴滤渗透，最后回流至洗涤液贮槽，循环运行。pH监控仪控制洗涤区营养液投加泵的开启，以维持洗涤液pH处于7.0～9.0的范围之内。

在一级生物降解段，一级生物降解区的循环水泵将循环液由贮槽抽送至上部喷头，由喷头喷洒至泡沫塑料填料层，循环液沿填料表面滴滤渗透，最后回流至循环液贮槽，循环运行。pH监控仪控制一级生物降解区营养液投加泵的开启，以维持洗涤液pH处于7.0～9.0的范围之内。

在二级生物降解段，二级生物降解段的循环水泵将循环液由贮槽抽送至上部喷头，由喷头喷洒至泡沫塑料填料层，循环液沿填料表面滴滤渗透，最后回流至循环液贮槽，循环运行。pH监控仪控制二级生物降解区营养液投加泵的开启，以维持洗涤液pH处于5.0～7.0的范围之内。

在吸附区，上部喷头由定时器控制其每日开启一次。

以处理规模为2500m³臭气/h为例，本装置外形尺寸为5.0m(长)×3.4m(宽)×3.0m(高)，无特殊要求情况下，除臭装置主体采用不锈钢制作，装置框架、外部走道板采用碳钢材质(防腐)，栏杆采用不锈钢。风管/道采用玻璃钢，支架采用碳钢；循环水管道为小于或等于DN100采用UPVC材质，大于DN100采用焊接钢管。当然，装置主体可以根据要求选用其它不同材质，以满足不同需求。设备的自动控制系统能保证在正常情况下24小时自动连续运行或间隙运行，无需人工操作。自动控制系统通过PLC自动控制。

Claims (3)

1、一种多级多段复合脱臭装置，其特征在于该脱臭装置依次由洗涤区、生物降解区和生物吸附区经管道连接组成，生物吸附区位于生物降解区的上部或一侧，其中，生物降解区至少包括2个生物降解段：一级生物降解段和二级生物降解段；各个单元区之间通过气道贯通；每个单元区内均设置有填料层；洗涤区设有进气口，生物吸附区设有排气口，各单元区分别设有独立的喷淋系统、循环水贮存及控制系统、PH控制系统；其中：

洗涤区自下而上依次为洗涤液贮槽、蜂窝填料层、洗涤液喷头，侧面为进气口，蜂窝填料层厚度为0.1-0.5m；一级生物降解段由下而上依次为喷淋液贮槽、泡沫塑料填料层、喷淋液喷头，该泡沫塑料填料层厚度为0.1-1m；二级生物降解段由下而上依次为喷淋液贮槽、泡沫塑料填料层、喷淋液喷头，该泡沫塑料填料层厚度为0.1-1m；两级生物降解段之间设有循环液隔板和通气流道，生物吸附区自下而上依次为喷淋液贮槽、颗粒炭填料层、喷淋液喷头，该颗粒炭填料层厚度为0.1-0.5m。

2、根据权利要求1所述的多级多段复合脱臭装置，其特征在于所述的一级生物降解段和二级生物降解段的填料层的泡沫塑料为颗粒状，粒径为3-10mm，生物吸附区的填料层为颗粒炭，材料的空隙率为70％以上。

3、根据权利要求1所述的多级多段复合脱臭装置，其特征在于所述的生物降解区共有3级或4级生物降解段。

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