一種除臭填料及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種除臭填料，其特征在于：所述的殼體內(nèi)設(shè)有陽極顆粒物和陰極顆粒物，陽極顆粒物與陰極顆粒物按照1:1—5混合設(shè)置在殼體內(nèi)，陽極顆粒物和陰極顆粒物總體積占?xì)んw內(nèi)腔體積的50-95%。本發(fā)明為一種微觀電動力高效除臭填料，陽極填料材料可以為鐵屑及其他金屬材料，陰極填料材料為顆?；钚蕴?、陶瓷及礦石材料。兩種填料以一定的方式組合在一起后，可以在其內(nèi)部形成無數(shù)個微觀原電池，從而依靠內(nèi)部電子的不斷移動形成電動力作用。陽極及陰極材料以集成化填料的形式結(jié)合成一體。該填料可使用于生物除臭工藝的場合，也可作為電離、化學(xué)洗滌除臭和吸附除臭工藝的填料使用。
【專利說明】一種除臭填料及其制作方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢氣凈化的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種用于廢氣凈化的除臭填料。
【背景技術(shù)】
[0002]惡臭氣體是污染環(huán)境、危害人體健康的六大環(huán)境公害之一，僅次于噪聲。惡臭這種看不見的污染，其產(chǎn)生的嗅覺危害在現(xiàn)代環(huán)境污染中已占有重要地位。按照國際環(huán)保組織的要求，我國已將其與消除大氣污染、水污染等一同列為環(huán)?？傮w規(guī)劃中。
[0003]惡臭物質(zhì)的致臭原因主要是含有特征發(fā)臭基團(tuán)。含有發(fā)臭基團(tuán)的氣味分子與嗅覺細(xì)胞相作用，經(jīng)過嗅覺神經(jīng)向腦部神經(jīng)傳遞信息，從而完成對氣味的鑒別。常見的發(fā)臭基團(tuán)有硫基、疏基、硫氛基等含硫化合物以及羥基、醒基、擬基等含氧化合物。目如經(jīng)常提到惡臭物質(zhì)的主要有:h2s、nh3以及含有發(fā)臭基團(tuán)的有機(jī)物。
[0004]惡臭污染廣泛存在于肉食品加工、廢水處理、印刷電路板生產(chǎn)、橡膠加工、魚制品加工、動物飼養(yǎng)、皮革制造、堆肥、牲畜焚燒等工業(yè)生產(chǎn)過程中。
[0005]目前常用的除臭技術(shù)有很多。包括生物除臭、化學(xué)洗滌、吸附、離子、光氧化、燃燒以及掩蔽等。生物過濾是最常用的除臭工藝。廢氣流經(jīng)具有生物活性的多孔過濾介質(zhì)(即填料，也稱載體)，本土微生物菌團(tuán)將臭氣污染物質(zhì)降解，生物過濾性能與載體的特性息息相關(guān)。填料類型決定 了生物濾池尺寸，制造及操作成本，以及運(yùn)行生命周期，也可以決定是否需要供給營養(yǎng)物質(zhì)、對PH進(jìn)行緩沖、水分控制以及是否需要定期反沖洗或者清理。
[0006]同時，臭氣低濃度、低嗅閾值的特點(diǎn)決定了在生物處理技術(shù)中的一個最大的技術(shù)難題:掛膜。惡臭氣體組成中通常含有硫和氮的成分。許多的惡臭物質(zhì)的嗅閾值都非常低，有的甚至超出了分析儀器的最低檢出濃度，當(dāng)惡臭物質(zhì)的濃度超過感覺閾值時，刺激濃度增長I倍,感覺強(qiáng)度增加1.5倍。例如，硫化氫和甲硫醇的感覺閾值僅為0.0005ppm,
針對上述各項(xiàng)影響因素而言，現(xiàn)有生物填料各自均存在不同的問題。目前使用的填料種類很多，如:天然的、惰性的、人工合成的以及混合物，包括天然有機(jī)質(zhì)(如泥炭，樹皮和堆肥)，炭質(zhì)材料(如碳纖維、活性炭)，天然礦石(如火山巖、沸石)，人工合成材料(如聚氯乙烯、聚亞安酯泡沫、多孔陶瓷及燒結(jié)磚、燒結(jié)玻璃等)。天然有機(jī)質(zhì)材料的持水能力過高使得在水分含量高時會導(dǎo)致結(jié)塊、堵塞，其中土壤最先被選用作載體，正是由于空隙率低、易于短路及堵塞限制了其有效運(yùn)行；而另一種被廣泛使用的堆肥，盡管它具有良好的持水性、豐富的土著微生物、適宜的有機(jī)物含量，但是它們長期運(yùn)行后會老化、分解、變質(zhì)，隨后便由于空隙率衰減產(chǎn)生短路、堵塞問題，由此也降低了其長期有效性，而且為了防止堆肥的壓實(shí)，堆肥床體的高度也受到很大的限制(通常小于1.5m)。炭質(zhì)材料如活性炭已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于污水處理中，它具有良好的結(jié)構(gòu)，抗擠壓，不易破碎，具有足夠的持水能力，提供足夠的表面積供微生物附著，但價格往往比較昂貴。而人工合成材料的持水能力過低，需要不斷地從外部供給水分，目前有許多填料不是專門為生物除臭所設(shè)計的，例如聚乙烯或聚丙烯材料具有疏水性的同時它們的非孔結(jié)構(gòu)不能夠通過下述三個機(jī)制中的任何一個提供足夠的生物膜附著:(a)大孔生長，為生物膜提供錨定支撐；(b)表面物理吸附；(c)生物膜的多聚糖與填料表面化學(xué)基團(tuán)的化學(xué)鍵合，因此這種填料經(jīng)常用于廢氣的液體吸收；目前的合成填料本身沒有水分控制能力，生物膜的附著表面少，生物膜繁殖時間長，很難產(chǎn)生較厚的生物膜，微生物對進(jìn)氣濕度(干燥)波動的適應(yīng)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的除臭填料，它可克服現(xiàn)有技術(shù)中天然填料有效性時間短、價格昂貴，人工合成填料掛膜性差、對極低濃度臭氣物質(zhì)無法去除的一些不足。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種除臭填料，它主要包括殼體，其特征在于:所述的殼體內(nèi)設(shè)有陽極顆粒物和陰極顆粒物，陽極顆粒物與陰極顆粒物按照1:1-5混合設(shè)置在殼體內(nèi)，陽極顆粒物和陰極顆粒物總體積占?xì)んw內(nèi)腔體積的50-95%。
[0009]使用時本發(fā)明的填料由形成原電池的陽極顆粒物和陰極顆粒物復(fù)合而成。兩種填料以一定的方式組合在一起后，可以在其內(nèi)部形成無數(shù)個微觀原電池，從而依靠內(nèi)部電子的不斷移動形成電動力作用。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)本除臭填料價廉易得，與其他填料相比，在取得同等處理效果的前提下，能夠大幅度降低設(shè)備成本；
(2)本發(fā)明將兩類截然不同的填料進(jìn)行巧妙組合，在電化學(xué)作用下，強(qiáng)化了臭氣去除過程中的生物、化學(xué)作用，極大地保證了處理效果的穩(wěn)定性，彌補(bǔ)了現(xiàn)有生物填料難于掛膜、對低濃度臭氣效果有限的缺陷；
(3)填料既能夠提供維持微生物活性的良好環(huán)境，本身又是資源再利用，填料本身的特點(diǎn)決定了其低能耗、廢水少，環(huán)境效益、社會效益良好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明使用狀態(tài)參考圖。
[0011]圖2為圖1的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明的工作原理圖。
[0013]圖4為本發(fā)明的效果對比圖。
[0014]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0015]附圖中各標(biāo)記表示如下:1殼體、2陽極顆粒物、3陰極顆粒物。
[0016]本發(fā)明主要包括殼體，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于:所述的殼體內(nèi)設(shè)有陽極顆粒物和陰極顆粒物，陽極顆粒物與陰極顆粒物按照1:1一5混合設(shè)置在殼體內(nèi)，陽極顆粒物和陰極顆粒物總體積占?xì)んw內(nèi)腔體積的50-95%。陽極顆粒物與陰極顆粒物在殼體內(nèi)混合后，每顆陽極顆粒物與至少一粒陰極顆粒物之間形成結(jié)合，成為I個原電池。所述的陽極顆粒物為下列物質(zhì)的一種或兩種以上的組合:鐵屑、銅屑、鉛屑或鋁屑，上述陽極顆粒物的粒徑為5-50mm。所述的陰極顆粒物為下列物質(zhì)的一種或兩種以上的組合:為顆?；钚蕴?、陶瓷和礦石材料，所述的礦石材料需含有60%以上的氧化硅、2-5%的氧化鈣，陰極顆粒物的粒徑為5-50mm。殼體呈圓球形、方形或橢圓形,殼體表面設(shè)有縫隙，縫隙面積占?xì)んw面積的5—50%,縫隙寬度小于等于5mm,殼體的直徑為1-1Ocm,殼體采用聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯制成。
[0017]本發(fā)明的原理在于:(I)形成微觀電動力的機(jī)理是:陽極、陰極材料的結(jié)合，形成了無數(shù)的原電池。在微原電池周圍電場的作用下，臭氣污染物質(zhì)可在很短時間內(nèi)完成電泳沉積過程，附聚在濾粒表面。加入了一些粒狀的(或碎屑狀)的工作電極材料，例如活性炭、導(dǎo)電陶瓷或礦物材料等。它們表面帶電并能發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，由于是粒狀的帶電體，也稱它“粒子電極”。與傳統(tǒng)的板狀和棒狀電極相比，粒狀電極表面積大大增加，且粒子的間距小，可增大傳質(zhì)速度，提高電流效率。附圖1。
[0018](2)電動力作用強(qiáng)化了本土細(xì)菌在填料上的吸附力、附著力。除臭反應(yīng)器中的氣流、水流速度較高，采用普通填料時，本土細(xì)菌一般僅依靠分子吸附力附著在填料表面，由于附著力不足經(jīng)常會被沖出反應(yīng)器外，因此填料表面的聚集掛膜變得十分困難和緩慢。而電動力的存在恰恰可以彌補(bǔ)這一不足，增強(qiáng)了菌種附著力。附圖2。
[0019](3)增加電子受體、促進(jìn)氧化反應(yīng)。以惡臭物質(zhì)H2S的氧化去除過程為例:
H2S +O2+自氧硫化細(xì)菌+CO2 —合成細(xì)胞物質(zhì)+ SO42^H2O+電子e
填料表面的電化學(xué)作用可增加無數(shù)的電子受體，促進(jìn)氧化反應(yīng)的快速進(jìn)行。
[0020](4)緩沖H+濃度，即pH中和能力。鐵屑具有pH中和能力，能與臭氣物質(zhì)中的硫化氫、氨氣等主要物質(zhì)發(fā)生催化反應(yīng)。
[0021](5)促進(jìn)重金屬離子的吸附，減少抑制微生物作用的毒性物質(zhì)。
[0022](6)促進(jìn)污染物質(zhì)的離子化。污染物質(zhì)只有在離子化的條件下才能被細(xì)菌有效的吸收利用，電化學(xué)作用恰恰促進(jìn)了這一過程。
[0023]實(shí)施例1
由陽極顆粒物和陰極顆粒物按照1:1的比例填充于空心塑料球(直徑10cm，條縫尺寸為5mm，縫隙面積占?xì)んw面積的5%)內(nèi)形成高效除臭填料，陽極顆粒物采用鐵屑，粒徑為5~50mm ;陰極顆粒物采用顆?；钚蕴?粒徑5~50mm,殼體為空心塑料球,材質(zhì)為PE(聚乙烯)，填充材料在空心球內(nèi)的充滿度為80%，本發(fā)明的填料可以作為生物、化學(xué)洗滌、吸附及離子法除臭設(shè)備的填料使用。
[0024]圖3是本發(fā)明的填料工作原理圖，采用的是電動力作用下強(qiáng)化細(xì)菌掛膜的機(jī)理，其中Pa表示分子間作用力，Pb表示電動力。
[0025]附圖4是本填料作為生物填料使用時的處理效果。本發(fā)明的高效除臭填料與其他兩種常用填料進(jìn)行對比試驗(yàn)，臭氣來自于污水廠曝氣沉砂池，臭氣濃度(無量綱)為2萬~8萬左右，泡沫塑料、顆?；钚蕴亢透咝盍系耐Ａ魰r間分別為20s、8s、8s，而各自的處理效率分別為95%、99.9%,99.9%。本高效填料性能甚至優(yōu)于顆?；钚蕴浚欧诺臍怏w臭氣濃度低于20 (臭氣濃度，無量綱)。
[0026]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)本除臭填料價廉易得，與其他填料相比，在取得同等處理效果的前提下，能夠大幅度降低設(shè)備成本；
(2)本發(fā)明將兩類截然不同的填料進(jìn)行巧妙組合，在電化學(xué)作用下，強(qiáng)化了臭氣去除過程中的生物、化學(xué)作用，極大地保證了處理效果的穩(wěn)定性，彌補(bǔ)了現(xiàn)有生物填料難于掛膜、對低濃度臭氣效果有限的缺陷；
(3)填料既能夠提供維持微生物活性的良好環(huán)境，本身又是資源再利用，填料本身的特點(diǎn)決定了其低能耗、廢水少，環(huán)境效益、社會效益良好。[0027]實(shí)施例2
由陽極顆粒物和陰極顆粒物按照1:5的比例填充于球型殼體內(nèi)，所述的陽極顆粒物為鐵屑，鐵屑的顆粒直徑為5?50mm，陰極顆粒物為陶瓷顆粒，直徑為5?50mm，殼體由聚丙烯制成，填充材料在空心球內(nèi)的充滿度為60%，上述球型殼體經(jīng)過堆砌后形成除臭填料層，填料層的厚度為1.0米，對污水廠曝氣沉砂池的臭氣進(jìn)行處理，在濾速為300m/h時，氣體臭度為5120?15000。處理后氣體臭度為4?20，臭度去除率為99%以上，預(yù)計可以穩(wěn)定運(yùn)行10年以上無需更換。
[0028]實(shí)施例3
由陽極顆粒物和陰極顆粒物按照1:5的比例填充于球型殼體內(nèi)，所述的陽極顆粒物為鐵屑，鐵屑的顆粒直徑為5?50mm，陰極顆粒物為陶瓷顆粒，直徑為5?50mm，殼體由聚丙烯制成，填充材料在空心球內(nèi)的充滿度為60%，上述球型殼體經(jīng)過堆砌后形成除霧填料層，安裝于化學(xué)洗滌塔上部使用，填料層的厚度為0.2米，在對污水廠曝氣沉砂池的臭氣進(jìn)行處理時可確保排放的氣體中完全無水霧產(chǎn)生，在化學(xué)洗滌塔的使用壽命期內(nèi)無需更換。
【權(quán)利要求】
1.一種除臭填料，它主要包括殼體，其特征在于:所述的殼體內(nèi)設(shè)有陽極顆粒物和陰極顆粒物，陽極顆粒物與陰極顆粒物按照1:1一5混合設(shè)置在殼體內(nèi)，陽極顆粒物和陰極顆粒物總體積占?xì)んw內(nèi)腔體積的50-95%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種除臭填料，其特征在于:陽極顆粒物與陰極顆粒物在殼體內(nèi)混合后，每顆陽極顆粒物與至少一粒陰極顆粒物之間形成結(jié)合，成為I個原電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種除臭填料，其特征在于:所述的陽極顆粒物為下列物質(zhì)的一種或兩種以上的組合:鐵屑、銅屑、鉛屑或鋁屑，上述陽極顆粒物的粒徑為5-50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種除臭填料，其特征在于:所述的陰極顆粒物為下列物質(zhì)的一種或兩種以上的組合:為顆?；钚蕴俊⑻沾珊偷V石材料，所述的礦石材料含有60%以上的氧化硅、2-5%的氧化鈣，陰極顆粒物的粒徑為5-50_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種除臭填料，其特征在于:殼體呈圓球形、方形或橢圓形，殼體表面設(shè)有縫隙，縫隙面積占?xì)んw面積的5—50%,縫隙寬度小于等于5mm,殼體的直徑為1-1Ocm,殼體采用聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯制成。
【文檔編號】B01D53/84GK103537189SQ201210244876
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月16日
【發(fā)明者】鄒偉國, 王國華, 張寧, 陳和謙, 汪宏渭, 姚朱欣 申請人:上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司, 上海市政工程設(shè)計科學(xué)研究所有限公司