專利名稱：惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢氣處理技術(shù)，特別是涉及一種惡臭氣體除臭滅菌處理的裝置 及方法。
背景技術(shù)：
惡臭氣體是世界上一大公害，惡臭氣體中往往含有還原性硫化物、胺、氨等，特 別是來源于垃圾處理廠、污水處理廠、養(yǎng)殖場等惡臭氣體中還混有大量的微生物氣 溶膠。這些物質(zhì)能致使人產(chǎn)生頭暈、惡心、過敏反應(yīng)等。過去的惡臭氣體處理方法 主要有吸附法、燃燒法、化學法、生物處理法等，然而吸附法費用高，填料更換頻 繁。燃燒法對高濃度的有機廢氣處理效果較好，但對低濃度大流量惡臭氣體處理能 耗較高。化學吸附法很難同時去除臭氣中所有成分，而且藥劑消耗量較大，費用較 高?；瘜W吸附后的有機廢氣形成的水溶液，需要進一步凈化處理才能排放，否則會 造成二次污染。而常規(guī)的生物處理法如生物濾池、生物滴濾池等雖然運行費用低， 處理效率高，但存在調(diào)試馴化時間長，占地面積大，微生物容易失活等，特別是生 物法處理惡臭氣體時容易造成微生物氣溶膠的逸散，產(chǎn)生^-次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種惡臭氣體的除臭滅菌 裝置及方法，即根據(jù)惡臭氣體的特性，通過負壓收集、生物吸附降解和滅菌等一體 化工藝過程，使惡臭氣體轉(zhuǎn)化為無臭無菌的潔凈衛(wèi)生氣體的技術(shù)。
該裝置主要包括負壓收集裝置、生物除臭裝置和滅菌裝置；負壓收集裝置包括 管道、防爆風機、變頻器。負壓收集裝置中的管道為PVC或玻璃鋼材質(zhì)，防爆風機的 壓力輸出由變頻器反饋控制，即生物除臭裝置的壓力降增加，風機轉(zhuǎn)速增加，輸出 壓力增大，反之亦然。生物除臭裝置內(nèi)自下而上依次包括惰性填料布氣層、輕質(zhì)填 料層、生物填料層、營養(yǎng)液噴灑層、輕質(zhì)填料吸附層。惰性填料布氣層由聚丙烯多 孔網(wǎng)構(gòu)成，孔隙率為85-90%，厚度為30cm，組成多孔網(wǎng)的網(wǎng)絲直徑為lmm,網(wǎng)絲表面 為O. 05-0. lmm的刺突毛面。輕質(zhì)填料層由聚氨酯構(gòu)成，聚氨酯上接種伯頓畢赤酵母(Pichia)、白腐菌(Phanerochaete)、灰管層孔菌(Fomes)等；該層孔隙率為70-90%, 填料粒徑為l-5cm，厚度為20-40cm。生物填料層的填料為蚯蚓代謝顆粒，顆粒粒徑 為O. 5-lmm，生物填料層厚度為40 80cm。營養(yǎng)液噴灑層由聚丙烯多孔網(wǎng)和噴淋管構(gòu) 成，填料層厚度為10cm;填料層上均勻布置噴琳管；營養(yǎng)液含有碳酸銨(50-150mg/l)、 磷酸(10-50mg/l)以及微量元素銅、鐵、錳等組成的pH為7的緩沖溶液。輕質(zhì)填料吸 附層由聚氨酯海綿構(gòu)成，該層孔隙率為90%',粒徑為O. 3-lcm，厚度為5cm。生物除臭 裝置中的濕度、pH值等由濕度儀、pH計等探測，數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制柜。濕度、PH 值分別控制在80-90%、 7-9，壓力降控制為2000Pa以內(nèi)。
紫外線滅菌裝置包括紫外線燈管、光觸媒濾網(wǎng)層等。紫外線燈管豎向排列，產(chǎn) 生253nm波長紫外光。光觸媒濾網(wǎng)層由聚氨酯基體沉積光催化材料鈦粉構(gòu)成，該層孔 隙率為90%,厚度為5cra。
本發(fā)明惡臭氣體的除臭滅菌處理的方法通過如下方案實現(xiàn)將產(chǎn)生源頭的惡臭 氣體通過負壓收集裝置收集并送到生物除臭裝置中進行處理，處理后的氣體再經(jīng)滅 菌裝置滅活微生物后排放。惡臭氣體的負壓收集裝置中管道采用PVC或玻璃鋼材質(zhì)。 風機為變頻防爆風機，并由壓力降控制器控制。收集的廢氣從生物除臭裝置底部進 入，經(jīng)過惰性填料布氣層、輕質(zhì)填料層、生物填料降解層、營養(yǎng)液噴灑層、輕質(zhì)填 料吸附層，經(jīng)過多層吸收、吸附和降解惡臭氣體；經(jīng)生物處理后的臭氣進入滅菌裝 置，滅菌裝置中的紫外線和光觸媒濾網(wǎng)凈化后排放。
具體而言， 一種惡臭氣體的除臭滅菌處理的方法是將產(chǎn)生源的惡臭氣體通過密 閉管道和變頻風機送生物除臭裝置。防爆風機的輸出壓力由變頻器控制，能穩(wěn)定的 保持惡臭產(chǎn)生源的微負壓狀態(tài)，避免惡臭和微生物氣溶膠的逸散。
惡臭氣體從生物除臭裝置底部進入，先經(jīng)過布氣層均勻布氣，布氣網(wǎng)為惰性填
料，耐腐蝕、孔隙率高、布氣均勻，防止出現(xiàn)布氣不均形成的局部過流負荷過大的 問題。網(wǎng)絲的突刺毛面有效截留惡臭氣體中的懸浮物等。
惡臭氣體向上進入輕質(zhì)填料層，該層接種伯頓畢赤酵母(Pichia)、白腐菌 (Phanerochaete)、灰管層孔菌(Fomes)等高效脫臭微生物，在適宜的濕度和營養(yǎng)等 條件下，惡臭氣體中的發(fā)臭物質(zhì)、復(fù)雜的有機物等代謝為小分子，進而礦化分解為 無機物，簡單的無機物C02、 H20、細胞質(zhì)、單質(zhì)S、溶解性硝態(tài)鹽等。
6經(jīng)過輕質(zhì)填料層處理后，氣體繼續(xù)上升經(jīng)過進入生物填料層，生物填料為蚯蚓 代謝產(chǎn)物，生物填料顆粒均勻，富含微生物，保水性能強，營養(yǎng)成分適宜(有機質(zhì) 32.4%、氮2. 15%、磷1.76%、鉀O. 27%,含有23種氨基酸)，可持續(xù)用來供微生物繁殖 生長。
在生物填料層上部，為營養(yǎng)液噴灑層，營養(yǎng)液噴灑層由聚丙烯多孔網(wǎng)和噴淋管 構(gòu)成，填料層厚度為10cm;填料層上均勻布置噴琳管；營養(yǎng)液含有碳酸銨 (50-150mg/l)、磷酸(10-50mg/l)以及微量元素銅、鐵、錳等組成的pH為7的緩沖溶 液。生物除臭裝置中的濕度、ra值分別控制在6(W 85。/。、 6 8;超出設(shè)定范圍，將 自動啟動噴灑裝置噴灑營養(yǎng)液予以調(diào)節(jié)。'
營養(yǎng)液噴灑層上部為輕質(zhì)填料層，該層由小顆粒的聚氨酯海綿組成，質(zhì)輕孔多、 能有效截留逸散的微生物氣溶膠和懸浮物等，減少其二次擴散污染。
經(jīng)生物除臭裝置處理后的氣體進入紫外線滅菌裝置，紫外線輻射強度為 1000咖/cm2，能有效滅活氣體中的微生物氣溶膠。同時，光觸媒濾網(wǎng)層在紫外光的 激發(fā)下，形成氧化性極強的自由氫氧基(0If)和超氧化物陰離子自由基02—、 0—，破壞 微生物的細胞膜，從而進一步截留、滅活微生物等，避免惡臭氣體中或生物除臭裝 置中微生物的二次逸散。
本發(fā)明具有能耗低，費用低，處理效率高，啟動快，操作方便，整個裝置可實 現(xiàn)無人值守的自動化運行。惡臭氣體除臭滅菌裝置處理后，臭味去除率大于98。/。，氨 去除率大于99%，硫化氫去除率大于99%，有效滅活氣體中微生物，避免了惡臭氣體 或生物除臭裝置中微生物氣溶膠的二次污染。


圖1是本發(fā)明提出的惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置的示意圖
管道l:防爆風機2;變頻器3;惰性填料布氣層4;輕質(zhì)填料層5;生物填料層6; 營養(yǎng)液噴灑層7;輕質(zhì)填料吸附層8;濕度計9; pH計10;紫外燈ll;光觸媒濾網(wǎng)層12;
PLC控制柜13
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的裝置和方法作進一歩詳細的描述。 實施例l
本發(fā)明的惡臭氣體的除臭滅菌裝置主要包括負壓收集裝置、生物除臭裝置和滅 菌裝置。負壓收集裝置包括管道l、防爆風機2、變頻器3。經(jīng)管道l將惡臭產(chǎn)生源的 惡臭氣體經(jīng)防爆風機2輸送至生物除臭裝置，變頻器3控制防爆風機2的輸出壓力。生 物除臭裝置自下而上為惰性填料布氣層4、輕質(zhì)填料層5、生物填料層6、營養(yǎng)液噴灑 層7、輕質(zhì)填料吸附層8。生物除臭裝置中的濕度、pH由濕度儀9和pH10計分別控制， 分別控制在60% 85%、 6 8，均由在線檢測儀檢測，采用PLC控制柜13控制，超出設(shè) 定的范圍，噴灑營養(yǎng)液預(yù)以調(diào)節(jié)。氣體經(jīng)生物除臭裝置底部惰性填料布氣層均勻布 氣后上升，到達輕質(zhì)填料層，該部分填料接種的降解菌伯頓畢赤酵母(Pichia)、 白腐菌(Phanerochaete)、灰管層孔菌(Fo肥s)能迅速捕獲有機惡臭物質(zhì)，使之 降解為簡單的無機物或小分子。氣體繼續(xù)上升進入生物填料層，生物填料由蚯蚓代 謝物構(gòu)成，填料中富含微生物和適宜的營養(yǎng)基質(zhì)，在設(shè)置的濕度、pH值等條件下， 微生物將氣體中的惡臭氣體轉(zhuǎn)變成為簡單的無機物、H20、細胞質(zhì)、單質(zhì)S、溶解 性硝態(tài)鹽等。經(jīng)生物除臭裝置處理后的氣體進入滅菌裝置，在紫外燈ll和和光觸媒 濾網(wǎng)層12聯(lián)合作用下滅活氣體中的微生物氣溶膠。
根據(jù)本方法建立了 10000mVh的垃圾滲濾液處理車間的惡臭氣體處理裝置，其中 負壓收集生物除臭裝置有效容積75. 36m3(04mX6m)，空塔停留時間27s。進氣硫化氫 濃度為100呢/m3，氨氣濃度為110mg/m3，有機硫25mg/m3,濕度為80%、微生物菌落 1200CFU/m3;經(jīng)處理后的氣體中的硫化氫濃度小于O. lmg/m3，氨氣濃度小于O. lmg/m3, 有機硫未檢出，出氣中微生物菌落未檢出。整個裝置自動運行，風壓損失小于2000Pa。 臭味去除率大于98%，氨去除率大于99%，硫化氫去除率大于99%，微生物氣溶膠脫除 率大于99%。
權(quán)利要求
1、一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于該裝置主要包括負壓收集裝置、生物除臭裝置和紫外線滅菌裝置；負壓收集裝置包括管道、防爆風機、變頻器等；生物除臭裝置內(nèi)自下而上依次包括惰性填料布氣層、輕質(zhì)填料層、生物填料層、營養(yǎng)液噴灑層、輕質(zhì)填料吸附層等；紫外線滅菌裝置包括紫外燈、光觸媒濾網(wǎng)層等。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于所述 的負壓收集裝置中的管道為PVC或玻璃鋼材質(zhì)，防爆風機的輸出壓力由變頻器反饋控 制。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于所述 的生物除臭裝置中的惰性填料布氣層由聚丙烯多孔網(wǎng)構(gòu)成，孔隙率為85--90%，厚度為 30cm，組成多孔網(wǎng)的網(wǎng)絲直徑為lmm，網(wǎng)絲表面為O. 05-0. lmm的刺突毛面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于所述 的生物除臭裝置中的輕質(zhì)填料層由聚氨酯海綿構(gòu)成，海綿上接種伯頓畢赤酵母(Pichia)、白腐菌(Phanerochaete)、灰管層孔菌(F匿s)等；該層孔隙率為70-90%， 海綿填料顆粒粒徑為1 -5cm，厚度為20-40cra。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于所述 的生物除臭裝置中的生物填料層為蚯頓代謝物，代謝物顆粒粒徑為O. 5-lmm，生物填料層厚度為40 80cm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于所述 的生物除臭裝置中的營養(yǎng)液噴灑層由聚丙烯多孔網(wǎng)和噴淋管構(gòu)成，填料層厚度為 10cm;填料層上均勻布置噴琳管；營養(yǎng)液含有碳酸銨(50-150mg/l)、磷酸(10-50mgZl) 以及微量元素銅、鐵、錳等組成的pH為7的緩沖溶液。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于所述 的生物除臭裝置中的輕質(zhì)填料吸附層由聚氨酯海綿構(gòu)成，該層孔隙率為90%，海綿顆 粒粒徑為O. 3-lcm，厚度為5cm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于所述 的生物除臭裝置中的濕度、pH值等由濕度儀、pH計等探測'并采用PLC控制。濕度、 pH值的范圍分別設(shè)定為80-90%、 7-9。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置，其特征在于所述 的滅菌裝置中紫外燈豎向排列，光觸媒濾網(wǎng)層由聚氨酯基體沉積光催化材料鈦粉構(gòu)成，該層孔隙率為90%，厚度為5cm。
10、 一種惡臭氣體的除臭滅菌處理的方法，其特征在于使用權(quán)利要求1-9中任 一項所述的惡臭氣體的除臭滅菌處理裝置。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于將惡臭氣體產(chǎn)生源廢氣通過負壓收集裝置送往生物除臭和滅菌裝置處理，防爆風機的輸出壓力由變頻器控制，能穩(wěn)定 的保持惡臭產(chǎn)生源的微負壓狀態(tài)，避免惡臭和微生物氣溶膠的逸散，經(jīng)處理后的氣體 為無臭無菌的清潔氣體。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于惡臭氣體進入生物除臭裝置，裝置中的布氣網(wǎng)為惰性填料，耐腐蝕、孔隙率高、布氣均勻，防止出現(xiàn)布氣不均形成 的局部過流負荷過大的問題。網(wǎng)絲的突刺毛面有效截留惡臭氣體中的懸浮物等。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于:惡臭氣體進入生物除臭裝置，裝置中的輕質(zhì)填料層為聚氨酯海綿，質(zhì)輕孔多、壓力降損失小，不易被生物降解，該填料在適宜的水分、溫度條件下，接種的伯頓畢赤酵母(Pichia)、白腐菌 (Phanerochaete)、灰管層孔菌(Fomes)等為高效生物降解菌，能快速吸附、吸收、分 解惡臭氣體中的還原性硫化物、氨、胺、乙酸乙酯、醚、芳香族化合物等。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于惡臭氣體進入生物除臭裝 置，裝置中的生物填料層中蚯蚓代謝物填料富含微生物，保水性能強，營養(yǎng)基質(zhì)適宜 (有機質(zhì)32.4%、氮2. 15%、磷1.76%、鉀O. 27%,含有23種氨基酸)，微生物繁殖生長旺 盛、生物活性強。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于生物除臭裝置中的濕度、ra 值、分別控制在設(shè)定范圍內(nèi)，超出設(shè)定范圍將通過PLC控制柜自動啟動噴灑裝置噴灑 營養(yǎng)液予以調(diào)節(jié)，生物除臭裝置中的總壓力損失小于2000Pa。
16、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于所述的生物除臭裝置中的 頂部的輕質(zhì)填料吸附層由聚氨酯海綿顆粒粒徑較小，能有效截留逸散的微生物氣溶膠 和懸浮物等，減少其二次擴散污染。
17、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于經(jīng)生物除臭裝置處理后的 氣體進入滅菌裝置，紫外燈產(chǎn)生的紫外線波長為253mn，輻射強度為1000umZcm2，能有效滅活氣體中的微生物氣溶膠。
18、根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于經(jīng)生物除臭裝置處理后的 氣體進入滅菌裝置，滅菌裝置中的光觸媒濾網(wǎng)層在紫外光的激發(fā)下，形成氧化性極強的自由氫氧基(0H》和超氧化物陰離子自由基02—、0—，有效截留和破壞微生物的細胞膜， 從而殺滅微生物等，避免惡臭氣體或生物除臭裝置中的微生物氣溶膠二次逸散。
全文摘要
本發(fā)明涉及惡臭氣體處理的技術(shù)領(lǐng)域，提供一種惡臭氣體的除臭滅菌裝置及方法，該套處理裝置主要包括負壓收集裝置、生物除臭裝置和滅菌裝置。用于處理的方法是在該套裝置中負壓收集裝置將產(chǎn)生源的惡臭氣體收集，再經(jīng)生物除臭池自下而上多層填料及其上的微生物吸附、吸收、降解作用，使之分解為無臭物質(zhì)，最后經(jīng)滅菌裝置中紫外燈和光觸媒濾網(wǎng)聯(lián)合作用滅活氣體中微生物氣溶膠，排放無臭無菌的潔凈衛(wèi)生氣體。整套裝置封閉運行，能耗低、效率高、工藝和操作簡便，可用于垃圾、污水等處理廠、養(yǎng)殖場和化工廠等場所的惡臭氣體處理。
文檔編號B01D53/85GK101632899SQ20091013166
公開日2010年1月27日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者杜文利, 王靜君 申請人:北京昊海天際科技有限公司