專利名稱：液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及臭氣、廢氣的凈化方法，尤其是涉及一種液相和固相生物集成 凈化臭氣廢氣的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
臭氣和廢氣普遍存在于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境工程處理設(shè)施以及日常生活中， 目前產(chǎn)生臭氣和廢氣最多的行業(yè)和場所包括畜禽養(yǎng)殖、廢水處理、固體廢棄物 處理、食品化工、橡膠皮革行業(yè)等，對大氣環(huán)境造成很大的污染，嚴(yán)重危害著 生態(tài)環(huán)境和人體健康。臭氣廢氣的成分復(fù)雜，隨著產(chǎn)生源的不同而殊異，如畜 禽養(yǎng)殖場的臭氣以氨氣、硫化氫、胺、低級脂肪酸等為主，成分達(dá)上百種。在 廢水廢物處理的過程中，如固體垃圾填埋場、垃圾焚燒廠、污水處理廠、堆肥 場、厭氧發(fā)酵系統(tǒng)等，都會進(jìn)一步產(chǎn)生成分更加多樣、更加復(fù)雜的臭氣廢氣。 臭氣廢氣更是工業(yè)產(chǎn)生中最大難題之一，各種氮氧化物、硫氧化物等污染成分 是酸雨形成的主要罪魁禍?zhǔn)住?br> 臭氣廢氣成分的復(fù)雜性使得處理難度極大，傳統(tǒng)的臭氣廢氣處理方法主要 是物理、化學(xué)法，如物理吸附法、化學(xué)吸收法和催化燃燒法等，這些處理方法 投資大、操作復(fù)雜、運行成本高，而且還很可能造成難以再治理的二次污染， 如物理吸附法中達(dá)到飽和后的吸附材料需要頻繁更替，處理這些廢棄的吸附材
料難度很大；化學(xué)吸收法要消耗大量的化學(xué)品，其生成物如不經(jīng)處理同樣會污 染環(huán)境。尤其是對一些低濃度的臭氣廢氣，由于其中的有機(jī)物的濃度太低，已 無回收價值，使用傳統(tǒng)方法凈化處理難度大、費用高。
生物過濾法是臭氣廢氣處理領(lǐng)域新出現(xiàn)的技術(shù)，因其成本低、操作簡單、 技術(shù)清潔而受到青睞，已成為當(dāng)前研究的熱點。與傳統(tǒng)的物理、化學(xué)法相比， 生物過濾法更適用于大流量、低濃度的臭氣廢氣處理。生物過濾的原理是利用 各種微生物將臭氣廢氣中的各種有害成分轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，如硝化細(xì)菌可以 將氨氣轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，硫化細(xì)菌可以將含硫的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，從而達(dá)到治 理的目的。在目前的研究中，生物過濾法的環(huán)境一般都以單相的形式加以應(yīng)用， 包括以水為載體的液相生物過濾法和固態(tài)基質(zhì)構(gòu)成的固相生物過濾法。此外， 一般的技術(shù)僅僅通過微生物的降解作用對臭氣廢氣的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，未考慮 對降解產(chǎn)物的進(jìn)一步處理和利用。因此，不可避免存在這樣的問題(A)適于液相中生長的水適性微生物和適于固相中生長的氣適性微生物都在自然界中廣 泛存在，能對臭氣廢氣中的若干種污染物進(jìn)行有效的降解，但由于臭氣廢氣的 成分十分復(fù)雜，僅僅依靠水適性微生物或氣適性微生物都不能徹底凈化臭氣廢 氣；(B)微生物將各種有害成分降解為無害物質(zhì)，這些降解產(chǎn)物僅小部分被微 生物用于構(gòu)建新的生命體，其余大部分存留下來，未加以利用而被浪費，這些 積累的降解產(chǎn)物含量過高時也抑制微生物的功能甚至產(chǎn)生毒害作用，未經(jīng)處理 隨意排放更是會引起局部區(qū)域的二次污染。目前的技術(shù)都未能提供解決這些問 題的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣的方法及系 統(tǒng)，以解決利用單相生物過濾處理臭氣廢氣時不能兼容其他相微生物、不能徹 底凈化臭氣廢氣、微生物降解產(chǎn)物無法被利用會抑制微生物功能等技術(shù)難題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一、 本發(fā)明的液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣方法
在密閉的液相生物過濾器中填充水及微生物附著生長的介質(zhì)，接種能降解 臭氣廢氣所含污染物的一種或一種以上水適性微生物，在固相生物過濾器中填 充微生物和植物生長所需的基質(zhì)，接種能降解臭氣廢氣所含污染物的一種或一 種以上氣適性微生物和種植一種或一種以上能吸收微生物降解臭氣廢氣過程中 新生成的產(chǎn)物的植物，使用時臭氣廢氣先輸入密閉的液相生物過濾器，所含的 污染物溶于水中并被附著于介質(zhì)及游離態(tài)的水適性微生物降解，再輸入固相生 物過濾器底部，經(jīng)過基質(zhì)的物理吸附作用、微生物的降解作用得以凈化并從固 相生物過濾器上部排出，運行中每天從液相生物過濾器排放臟水并補(bǔ)充等量的 清水，排放的臟水加以收集再用于灌溉固相生物過濾器的植物，從而使微生物 降解產(chǎn)物被植物進(jìn)一步吸收用作生長所需的養(yǎng)料，收獲時或因氣候原因被迫更 替時收割植物的莖、葉和根加以利用，再種植新的植物，從而使臭氣廢氣及降 解產(chǎn)物得以徹底凈化。
二、 本發(fā)明的液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣系統(tǒng)-
本發(fā)明包括進(jìn)氣泵，流量計，進(jìn)氣干管，帶出氣孔的進(jìn)氣支管，填充有介 質(zhì)和水的液相生物過濾器，填充有基質(zhì)和種植植物的固相生物過濾器；臭氣廢 氣源經(jīng)進(jìn)氣泵，流量計，進(jìn)氣干管從填充有介質(zhì)和水的液相生物過濾器的底部 接入，液相生物過濾器的頂部通過一根或一根以上的進(jìn)氣干管與均勻分布在固 相生物過濾器的底部、帶出氣孔的進(jìn)氣支管連接，液相生物過濾器的頂部連接一根帶閥門的進(jìn)水管，液相生物過濾器的底部連接一根帶閥門的排水管，固相 生物過濾器內(nèi)填充有基質(zhì)，基質(zhì)上種植植物。
所述的液相生物過濾器和固相生物過濾器的尺寸根據(jù)建設(shè)場地的尺寸和臭
氣廢氣的凈化需要確定，固相生物過濾器每立方米每小時的進(jìn)氣流量1000 5000立方米。
所述的液相生物過濾器填充的介質(zhì)為塑料多孔填料、砂石、耐腐植物纖維 物、活性炭的一種或一種以上的混合物，填入水后水面距液相生物過濾器頂部 0.1~0.8米。
所述的固相生物過濾器填充的基質(zhì)由土壤、砂石、多孔填料和耐腐植物纖 維物的一種或一種以上混合而成。
所述的進(jìn)氣支管的數(shù)量根據(jù)固相生物過濾器尺寸確定，相鄰進(jìn)氣支管4的間 距為0.5 2米，出氣孔的直徑為管徑的1/5 1/2，沿著進(jìn)氣支管每0.2 2米在兩 側(cè)各設(shè)置一個。
所述的微生物的種類根據(jù)臭氣廢氣源的組成成分和凈化需要以及氣候確 定；植物的種類根據(jù)微生物降解臭氣廢氣后生成的產(chǎn)物和氣候確定。
所述的多孔填料為陶粒、珍珠巖和活性炭的一種或一種以上的混合物。 本發(fā)明具有的有益的效果是
1. 與單純使用液相或固相生物過濾相比，雙相生物集成系統(tǒng)綜合了適于在 液相中生長的水適性微生物和適于在固相中生長的氣適性微生物的優(yōu)勢，使系 統(tǒng)中的微生物種類更加完善，提高了整個凈化系統(tǒng)的適用性；
2. 液相的水對臭氣廢氣中各種污染物的吸附、攔截功能更強(qiáng)，可以更有效 得吸附、攔截污染物，能承受更大流量、更高濃度的臭氣廢氣，從而提高整個 系統(tǒng)的功效；
3. 固相生物過濾器中的植物吸收各種降解產(chǎn)物，使臭氣廢氣得到徹底地凈 化，再收獲植物并加以利用，及時將這些污染物排出系統(tǒng)外，不產(chǎn)生二次污染。
本發(fā)明主要用于臭氣、廢氣的凈化處理。


圖l是本發(fā)明的液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣系統(tǒng)平面圖。 圖2是本發(fā)明的液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣系統(tǒng)剖面圖。 圖中l(wèi).進(jìn)氣泵，2.流量計，3.進(jìn)氣干管，4.進(jìn)氣支管，5.液相生物過濾器，
6.介質(zhì)，7.水，8.植物，9.出氣孔，IO.固相生物過濾器，ll.基質(zhì)，12.進(jìn)水管，13.
排水管，A.臭氣廢氣源。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖l、圖2所示，本發(fā)明包括進(jìn)氣泵l，流量計2，進(jìn)氣干管3，帶出氣孔9 的進(jìn)氣支管4，填充介質(zhì)6和水7的液相生物過濾器5，填充基質(zhì)11和種植植物8的 固相生物過濾器10;封閉的液相生物過濾器5底部通過帶有流量計2和氣泵1的進(jìn) 氣干管3與臭氣廢氣源A連接，頂部通過進(jìn)氣干管3和一根或一根以上與進(jìn)氣干管 3相連、均勻分布在固相生物過濾器10的底部、帶出氣孔9的進(jìn)氣支管4與固相生 物過濾器10連接，液相生物過濾器5的頂部也連接一根帶閥門的進(jìn)水管12、底部 連接一根帶閥門的排水管13。
所述的液相生物過濾器5和固相生物過濾器10的尺寸根據(jù)建設(shè)場地的尺寸 和臭氣廢氣源A的凈化需要確定，固相生物過濾器10每立方米每小時的進(jìn)氣流量 1000 5000立方米。
所述的液相生物過濾器5填充的介質(zhì)6為塑料多孔填料、砂石、耐腐植物纖 維物、活性炭的一種或一種以上的混合物，填入水7后水面距液相生物過濾器5 頂部0.1 0.8米。
所述的固相生物過濾器IO填充的基質(zhì)11由土壤、砂石、多孔填料和耐腐
植物纖維物的一種或一種以上混合而成。所述的多孔填料為陶粒、珍珠巖和活
性炭的 一種或一種以上的混合物。
所述的進(jìn)氣支管4的數(shù)量根據(jù)固相生物過濾器10尺寸確定，相鄰進(jìn)氣支管4
的間距為0.5 2米，出氣孑L9的直徑為管徑的1/5 1/2，沿著進(jìn)氣支管4每0.2 2
米在兩側(cè)各設(shè)置一個。
所述的微生物的種類根據(jù)臭氣廢氣源A的組成成分和凈化需要以及氣候確 定；植物8的種類根據(jù)微生物降解臭氣廢氣后生成的產(chǎn)物和氣候確定。
實施例h
液相生物過濾器5的長1米、寬1米、高2米，內(nèi)填充塑料多孔填料作為介質(zhì)6， 水面距液相生物過濾器5頂部0.2米，接種水適性地霉屬酵母菌、漢遜酵母屬酵母 菌、硝化桿菌屬細(xì)菌和蠟狀芽袍桿菌，固相生物過濾器10長5米、寬5米、高0.5 米，內(nèi)填充由20%土壤、20%細(xì)沙、20%谷殼、20%木屑、20%陶?；旌隙傻?基質(zhì)ll，接種氣適性地霉屬酵母菌、漢遜酵母屬酵母菌、硝化桿菌屬細(xì)菌和蠟 狀芽袍桿菌，種植的植物8為多年生高羊茅，進(jìn)氣泵l的流量為3.0萬立方米/小時， 進(jìn)氣干管3為直徑150毫米的PVC管，進(jìn)氣支管4為直徑50毫米的PVC管，共3根， 沿著進(jìn)氣支管4每0.5米在兩側(cè)各設(shè)置一個直徑20毫米的出氣 L，進(jìn)水管12和排水管13為直徑50毫米的PVC管，并各連接一個閥門。
實施例2:
將實施例1中的一個液相生物過濾器5與兩個或兩個以上并聯(lián)的固相生物過 濾器10—起串聯(lián)使用。 實施例3:
將實施例1中的兩個或兩個以上并聯(lián)的液相生物過濾器5與一個固相生物過 濾器10—起串聯(lián)使用。
實施例4:
將實施例l中的液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣系統(tǒng)兩個或兩個以上并 聯(lián)使用，用于凈化來自大規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場的臭氣，每個系統(tǒng)接受來自一個排風(fēng) 扇的臭氣并加以凈化。
上述具體實施方式
用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本 發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落 入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣的方法，其特征在于在密閉的液相生物過濾器中填充水及微生物附著生長的介質(zhì)，接種能降解臭氣廢氣所含污染物的一種或一種以上水適性微生物，在固相生物過濾器中填充微生物和植物生長所需的基質(zhì)，接種能降解臭氣廢氣所含污染物的一種或一種以上氣適性微生物和種植一種或一種以上能吸收微生物降解臭氣廢氣過程中新生成的產(chǎn)物的植物，使用時臭氣廢氣先輸入密閉的液相生物過濾器，所含的污染物溶于水中并被附著于介質(zhì)及游離態(tài)的水適性微生物降解，再輸入固相生物過濾器底部，經(jīng)過基質(zhì)的物理吸附作用、微生物的降解作用得以凈化并從固相生物過濾器上部排出，運行中每天從液相生物過濾器排放臟水并補(bǔ)充等量的清水，排放的臟水加以收集再用于灌溉固相生物過濾器的植物，從而使微生物降解產(chǎn)物被植物進(jìn)一步吸收用作生長所需的養(yǎng)料，收獲時或因氣候原因被迫更替時收割植物的莖、葉和根加以利用，再種植新的植物，從而使臭氣廢氣及降解產(chǎn)物得以徹底凈化。
2、 用于權(quán)利要求1所述的一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣方法的系 統(tǒng)，其特征在于包括進(jìn)氣泵(l)，流量計(2)，進(jìn)氣干管(3)，帶出氣孔(9)的進(jìn)氣支管(4)，填充有介質(zhì)(6)和水(7)的液相生物過濾器(5)，填充有基質(zhì)(ll)和種植植 物(8)的固相生物過濾器(10);臭氣廢氣源(A)經(jīng)進(jìn)氣泵(l)，流量計(2)，進(jìn)氣干管 (3)從填充有介質(zhì)(6)和水(7)的液相生物過濾器(5)的底部接入，液相生物過濾器(5) 的頂部通過一根或一根以上的進(jìn)氣干管(3)與均勻分布在固相生物過濾器(10)的 底部、帶出氣孔(9)的進(jìn)氣支管(4)連接，液相生物過濾器(5)的頂部連接一根帶閥 門的進(jìn)水管(12)，液相生物過濾器(5)的底部連接一根帶閥門的排水管(13)，固相 生物過濾器(10)內(nèi)填充有基質(zhì)(11)，基質(zhì)(11)上種植植物(8)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣方法的系 統(tǒng)，其特征在于所述的液相生物過濾器(5)和固相生物過濾器(10)的尺寸根據(jù)建 設(shè)場地的尺寸和臭氣廢氣源(A)的凈化需要確定，固相生物過濾器(10)每立方米 每小時的進(jìn)氣流量1000 5000立方米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣方法的系 統(tǒng)，其特征在于所述的液相生物過濾器(5)填充的介質(zhì)(6)為塑料多孔填料、砂 石、耐腐植物纖維物、活性炭的一種或一種以上的混合物，填入水(7)后水面距 液相生物過濾器(5)頂部0.1 0.8米。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣方法的系 統(tǒng)，其特征在于所述的固相生物過濾器(10)填充的基質(zhì)(11)由土壤、砂石、多孔填料和耐腐植物纖維物的一種或一種以上混合而成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣方法的系統(tǒng)，其特征在于所述的進(jìn)氣支管(4)的數(shù)量根據(jù)固相生物過濾器(10)尺寸確定，相鄰進(jìn)氣支管(4)的間距為0.5 2米，出氣孔(9)的直徑為管徑的1/5 1/2，沿著進(jìn) 氣支管(4)每0.2 2米在兩側(cè)各設(shè)置一個。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣方法的系 統(tǒng)，其特征在于所述的微生物的種類根據(jù)臭氣廢氣源(A)的組成成分和凈化需 要以及氣候確定；植物(8)的種類根據(jù)微生物降解臭氣廢氣后生成的產(chǎn)物和氣候 確定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣方法的系 統(tǒng)，其特征在于所述的多孔填料為陶粒、珍珠巖和活性炭的一種或一種以上 的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液相和固相生物集成凈化臭氣廢氣的方法及系統(tǒng)。臭氣廢氣源從填充有介質(zhì)和水的液相生物過濾器底部接入，頂部通過進(jìn)氣干管與均勻分布在固相生物過濾器的底部、帶出氣孔的進(jìn)氣支管連接，液相生物過濾器的頂部連接進(jìn)水管，其底部連接排水管，固相生物過濾器內(nèi)填充有基質(zhì)并種植植物。臭氣廢氣輸入液相生物過濾器，所含的污染物溶于水中并被附著于介質(zhì)及游離態(tài)的水適性微生物降解，再輸入固相生物過濾器，經(jīng)過基質(zhì)的物理吸附作用、微生物的降解作用得以凈化并從固相生物過濾器上部排出，液相生物過濾器排放臟水并補(bǔ)充等量清水，排放的臟水再用于灌溉固相生物過濾器的植物。本發(fā)明用于臭氣、廢氣的凈化處理。
文檔編號B01D53/85GK101284209SQ20081006167
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者應(yīng)義斌, 泮進(jìn)明 申請人:浙江大學(xué)