RU2151629C1

RU2151629C1 - Bioabsorber for cleaning gas-and-air emissions

Info

Publication number: RU2151629C1
Application number: RU99110860A
Authority: RU
Inventors: А.Ю. Винаров; Д.П. Соколов; В.Н. Смирнов
Original assignee: Винаров Александр Юрьевич; Соколов Дмитрий Павлович
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: cleaning of gas-and-air emissions. SUBSTANCE: bioabsorber includes housing with air supply and discharge pipe unions. Sprinkling unit mounted in upper portion of housing is made in form of overturning scoop. Sprinkling unit forms closed loop by means of circulating pump and microorganism suspension receiver. Head members are mounted in housing under sprinkling unit. EFFECT: reduced cost of system; reduced dimensions of device. 6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки газообразных сред и может быть использовано при очистке отходящих газов в микробиологической, лакокрасочной, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также при переработке продукции и отходов сельского хозяйства. The invention relates to the field of purification of gaseous media and can be used in the purification of exhaust gases in the microbiological, paint and varnish, chemical, food, oil refining industries, as well as in the processing of products and agricultural waste.

Известна конструкция биофильтра (RU, 2108380, C 12 M 1/00, 1998), содержащего корпус с патрубками ввода и вывода очищаемого газа. Внутри корпуса в его верхней части расположены оросители. Под оросителями поперек движения газа установлены перфорированные основания. На основаниях размещены чередующиеся слои из смесей природного органического пористого материала и волокнистого материала, а также органического пористого материала и гранулированного материала. На указанных слоях размещен консорциум микроорганизмов. The known design of the biofilter (RU, 2108380, C 12 M 1/00, 1998), comprising a housing with nozzles for the input and output of the cleaned gas. Inside the housing in its upper part are sprinklers. Perforated bases are installed under the sprinklers across the gas movement. On the bases are alternating layers of mixtures of natural organic porous material and fibrous material, as well as organic porous material and granular material. A consortium of microorganisms is placed on these layers.

Известна также конструкция установки для микробиологической очистки воды и воздуха (RU, патент 2103344, C 12 M 1/00, 1998). Указанная установка представляет собой корпус со штуцерами подачи и выведения воздуха и очищаемой жидкости, узел орошения, сборник суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос, соединенный с узлом орошения и сборником суспензии микроорганизмов, сборник очищенной воды, расположенный в нижней части корпуса под узлом орошения и над сборником суспензии микроорганизмов укреплены последовательно листовые фильтры с трубками для отвода фильтрата. Указанные трубки соединены с расположенным в нижней части корпуса сборником очищенной воды. Узел орошения может быть выполнен в виде сегнерова колеса или коллектора с форсунками. Между листовыми фильтрами могут быть установлены насадочные листы. В зазорах между насадочными листами и листовыми фильтрами могут быть установлены сетки. Между трубками для отвода фильтрата и сборником очищенной воды может быть размещен коллектор с клапаном для периодического отключения стока фильтрата. Also known is the design of the installation for microbiological purification of water and air (RU, patent 2103344, C 12 M 1/00, 1998). The specified installation is a housing with fittings for supplying and removing air and cleaned liquid, an irrigation unit, a microorganism suspension collector, a circulation pump connected to an irrigation unit and a microorganism suspension collector, a purified water collector located in the lower part of the body under the irrigation unit and above the suspension collector microorganisms are successively strengthened by leaf filters with tubes for drainage of the filtrate. These tubes are connected to a collector of purified water located in the lower part of the housing. The irrigation unit can be made in the form of a Segner wheel or a manifold with nozzles. Packed sheets may be installed between the sheet filters. In the gaps between the nozzle sheets and the leaf filters, nets can be installed. A manifold with a valve can be placed between the filtrate drain pipes and the purified water collector to periodically shut off the filtrate drain.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения может быть признан биоабсорбер для очистки газовоздушных выбросов (RU, патент 2119950, C 12 M 1/00, 1998). Указанный биоабсорбер содержит корпус со штуцерами подачи и выведения воздуха, узел орошения, расположенный в верхней части корпуса, сборник суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос, соединенный системой трубопроводов с узлом орошения в замкнутый контур, причем узел орошения выполнен в виде системы оросителей, под которыми расположены ориентированные в вертикальной плоскости насадочные листы, между которыми могут быть расположены неплоскостные сетки. The closest analogue of the present invention can be recognized as a bioabsorber for the purification of gas emissions (RU, patent 2119950, C 12 M 1/00, 1998). The specified bioabsorber contains a housing with air supply and exhaust fittings, an irrigation unit located in the upper part of the body, a microorganism suspension collector, a circulation pump connected by a piping system to the irrigation unit in a closed loop, the irrigation unit being made in the form of an irrigation system under which oriented in the vertical plane, packed sheets, between which non-planar grids can be located.

Недостатком всех вышеуказанных конструкций следует признать высокое потребление энергии, вызванное использованием мощных насосов, необходимых из-за высокого гидродинамического сопротивления оросителей. The disadvantage of all of the above structures should be recognized as high energy consumption caused by the use of powerful pumps, necessary due to the high hydrodynamic resistance of irrigators.

Техническая задача, решаемая использованием настоящего изобретения, состоит в разработке менее энергоемкой конструкции биоабсорбера. The technical problem solved by the use of the present invention is to develop a less energy-intensive design of the bioabsorber.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в уменьшении себестоимости систем очистки газовых сред, а также уменьшении размеров конструкции. The technical result obtained as a result of the implementation of the invention is to reduce the cost of gas purification systems, as well as reducing the size of the structure.

Указанный технический результат достигается использованием конструкции, содержащей корпус со штуцерами для подачи и отвода воздуха, узел орошения, расположенный в верхней части корпуса, сборник суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос, соединенный с узлом орошения и сборником микроорганизмов с образованием замкнутого контура, установленные под узлом орошения элементы насадки, причем узел орошения выполнен в виде по меньшей мере одного ковша, установленного на горизонтально расположенной оси с возможностью вращения, причем в незаполненном состоянии ковш обращен открытой стороной вверх, а при заполнении выше оси способен переворачиваться по меньшей мере на 180^o с возвращением в исходное состояние при опорожнении, а штуцеры подачи и отвода воздуха расположены на боковых сторонах корпуса. Сборник суспензии микроорганизмов, предпочтительно, установлен отдельно от корпуса и ниже его. Предпочтительно выполнять элементы насадки либо в виде вертикально ориентированных насадочных листов, преимущественно разделенных неплоскими сетками, либо в виде насыпных слоев, расположенных на проницаемых для жидкости и газа основаниях, обычно перфорированных. Состав насыпных слоев определяется условиями эксплуатации биоабсорбера. Ковш может быть выполнен с принудительным переворачиванием или выполнен таким образом, что при заполнении его выше указанной оси происходит смещение центра тяжести, вызывающее самопроизвольное переворачивание ковша. Возвращение ковша в исходное положение может быть принудительным или обусловлено наличием груза, установленного в нижней части ковша.The specified technical result is achieved by using a structure comprising a housing with fittings for supplying and discharging air, an irrigation unit located in the upper part of the body, a microorganism suspension collector, a circulation pump connected to the irrigation unit and a microorganism collector to form a closed loop, elements installed under the irrigation unit nozzles, and the irrigation unit is made in the form of at least one bucket mounted on a horizontal axis with the possibility of rotation, and in ezapolnennom state bucket faces the open side upwards and in filling up roll axis is able to at least 180 ^o to return to its initial state during discharge while feeding nozzles and air exhaust are located on the sides of the housing. The microorganism suspension collection is preferably installed separately from and below the housing. It is preferable to perform the elements of the nozzle either in the form of vertically oriented nozzle sheets, mainly separated by non-planar nets, or in the form of bulk layers located on permeable to liquid and gas bases, usually perforated. The composition of the bulk layers is determined by the operating conditions of the bioabsorber. The bucket can be forced to turn over or made so that when filling it above the specified axis, the center of gravity shifts, causing the bucket to turn over spontaneously. The return of the bucket to its original position may be forced or due to the presence of cargo installed in the lower part of the bucket.

При наличии указанной системы орошения, а также бокового подвода и отвода воздуха происходит уменьшение гидро- и аэродинамического сопротивления, что уменьшает расход энергии на проталкивание жидкости через оросители и очищаемого воздуха через насадочные элементы и обеспечение использования менее мощных и менее габаритных насосов. Расположение штуцеров на боковых поверхностях, как и использование бокового расположения штуцеров приводит к уменьшению размеров установки. In the presence of the specified irrigation system, as well as lateral air inlet and outlet, there is a decrease in hydro- and aerodynamic drag, which reduces the energy consumption for pushing the liquid through the sprinklers and the cleaned air through the nozzle elements and ensuring the use of less powerful and smaller pumps. The location of the fittings on the side surfaces, as well as the use of the lateral location of the fittings, leads to a decrease in the size of the installation.

Конструкция биоабсорбера, в его предпочтительном варианте реализации, показана на фиг. 1, где приняты следующие обозначения - корпус 1, насадочные элементы 2, штуцеры 3 подачи воздуха, штуцеры 4 отвода воздуха, распределительная решетка 5 для орошающей жидкости, ковшовый ороситель 6, крышка 7 корпуса 1 с отверстием для заполнения оросителя 6, сборник 8 суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос 9, опора 10 насадочных элементов, сливной штуцер 11, ось 12 ковшового оросителя 6. The design of the bioabsorber, in its preferred embodiment, is shown in FIG. 1, where the following designations are accepted - housing 1, nozzles 2, air supply fittings 3, air exhaust fittings 4, irrigation fluid distribution grid 5, bucket sprinkler 6, housing cover 7 with an opening for filling the sprinkler 6, microorganism suspension collector 8 , the circulation pump 9, the support 10 of the nozzle elements, the drain fitting 11, the axis 12 of the bucket sprinkler 6.

В отличие от известных конструкций биоабсорберов рассматриваемая конструкции использует принцип дискретного орошения насадки суспензией микроорганизмов, которая постоянно подается насосом из сборника в ковшовый ороситель и периодически подается на насадочные элементы. Уменьшенное гидродинамическое сопротивление узла орошения позволяет использовать насос малой энергоемкости для подачи суспензии микроорганизмов из сборника в ковшовый ороситель. In contrast to the known designs of bioabsorbers, the structure under consideration uses the principle of discrete irrigation of the nozzle with a suspension of microorganisms, which is constantly pumped from the collection to the bucket sprinkler and periodically fed to the nozzle elements. The reduced hydrodynamic resistance of the irrigation unit allows the use of a low-energy pump to supply a suspension of microorganisms from the collection to the bucket sprinkler.

Биоабсорбер работает следующим образом. Предварительно в сборник 8 суспензии подают воду, предпочтительно содержащую питательные элементы на используемых в процессе очистки микроорганизмов, и засевают сборник культурой микроорганизмов или консорциумом микроорганизмов, используемых при очистке воздуха. После включения циркуляционного насоса 9 суспензия микроорганизмов через отверстие в крышке 7 поступает в ковшовый ороситель 6, выполненный со смещением центра тяжести при заполнении его выше уровня горизонтальной оси 12, и постепенно заполняет указанный ороситель 6. По мере заполнения ковшового оросителя 6 выше уровня оси 12 происходит смещение центра тяжести и при заполнении оросителя 6 до уровня, определяемого конструкцией оросителя 6, происходит его самопроизвольное опрокидывание с выливанием суспензии на распределительную решетку 5 с последующим стеканием суспензии на насадочные элементы 2 и далее через сливной штуцер 11 в сборник 8 суспензии. При этом на насадочных элементах 2 постепенно, за несколько циклов орошения, образуется биопленка. После наращивания на насадочных элементах 2 биопленки (время наращивания определяется размерами насадочных элементов, используемой культурой микроорганизмов и условиями культивирования микроорганизмов в сборнике и на насадочных элементах) к штуцеру 3 подключают магистраль очищаемого газа, а к штуцеру 4 - магистраль очищенного газа (обычно - магистраль вытяжной вентиляции). Очищаемый воздух проходит через насадочные элементы 2 с биопленкой, очищается микроорганизмами биопленки и выходит через магистраль очищенного газа. Для уменьшения потерь воды, вызванных уносом влаги газом, периодически в сборник 8 подливают воду. Bioabsorber works as follows. Preliminarily, water is added to the suspension collector 8, preferably containing nutrients on the microorganisms used in the purification process, and the collection is seeded with a microorganism culture or a consortium of microorganisms used in air purification. After turning on the circulation pump 9, the suspension of microorganisms through the hole in the lid 7 enters the bucket sprinkler 6, made with a shift of the center of gravity when filling it above the level of the horizontal axis 12, and gradually fills the specified sprinkler 6. As the bucket sprinkler 6 is filled above the level of the axis 12, displacement of the center of gravity and when filling the sprinkler 6 to a level determined by the design of the sprinkler 6, it spontaneously tilts with the suspension being poured onto the distribution grid for 5 s then draining the suspension onto the packing elements 2 and then through the drain fitting 11 into the suspension collector 8. Moreover, on the nozzle elements 2 gradually, over several irrigation cycles, a biofilm is formed. After biofilm is grown on nozzle elements 2 (the accumulation time is determined by the size of nozzle elements used by the microorganism culture and the conditions for microorganism cultivation in the collector and on nozzle elements), the purified gas line is connected to the nozzle 3, and the purified gas line (usually the exhaust gas line) is connected to the nozzle 4 ventilation). The cleaned air passes through the biofilm packing elements 2, is cleaned by the biofilm microorganisms and exits through the purified gas line. To reduce water losses caused by the entrainment of moisture by gas, water is periodically added to the collector 8.

Установка может содержать больше одного ковшового оросителя, которые работают предпочтительно с неодновременным опрокидыванием. The installation may contain more than one bucket sprinkler, which operate preferably with simultaneous tipping.

Использование изобретения позволяет, не снижая качества очистки, уменьшить энергоемкость установки и, следовательно, себестоимость очистки. Using the invention allows, without compromising the quality of treatment, to reduce the energy consumption of the installation and, therefore, the cost of cleaning.

Claims

1. A bioabsorbor for cleaning gas-air emissions, comprising a housing with air supply and exhaust fittings, an irrigation unit located in the upper part of the housing, a microorganism suspension collector, a circulation pump connected to the irrigation unit and a microorganism suspension collector to form a closed loop, and mounted under the node irrigation nozzle elements, characterized in that the irrigation unit is made in the form of at least one bucket mounted on a horizontal axis with the possibility of rotation, and ezapolnennom state bucket faces the open side upwards and in filling up roll axis is capable of at least 180 ^o to return to its initial state during discharge while feeding nozzles and an air outlet are located on the sides of the housing.

2. The bioabsorber according to claim 1, characterized in that the bucket is made with the possibility of forced overturn.

3. The bioabsorber according to claim 1, characterized in that the bucket is made in such a way that when it is filled above the axis, the center of gravity shifts, causing the bucket to spontaneously roll over.

4. The bioabsorber according to claim 1, characterized in that the collection of the suspension of microorganisms is installed separately from the housing and below it.

5. The bioabsorber according to claim 1, characterized in that the nozzle elements are made in the form of vertically oriented nozzle sheets.

6. The bioabsorber according to claim 1, characterized in that the packed elements are made in the form of bulk layers located on permeable to liquid and gas bases.