本實(shí)用新型涉及廢氣處理裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種生物濾床廢氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
生物法是指采用微生物對污染物廢氣進(jìn)行吸收、分解。其利用微生物菌種生長、繁殖過程吸收有機(jī)廢氣作為營養(yǎng)物質(zhì)的特性，把廢氣中的有害成分降解為二氧化碳、水和細(xì)胞組成物質(zhì)，從而達(dá)到處理廢氣的目的。這種方法適用的濃度范圍較廣，投資低、運(yùn)行維護(hù)簡單、無二次污染，并且運(yùn)行時間越長，微生物對廢氣更適應(yīng)，處理效果越好、越穩(wěn)定。生物法處理有機(jī)廢氣工藝的核心是生物膜。其基本原理是采用微生物繁育技術(shù)，經(jīng)過培養(yǎng)、馴化、富集形成多種類特殊的微生物菌種，然后將這些微生物菌種接種在多孔的填料表面，形成生物膜層。當(dāng)含有多種揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣流經(jīng)填料塔時，由于擴(kuò)散作用，廢氣中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)移到生物膜上；在適宜的環(huán)境條件下，此生物膜進(jìn)行生長、繁殖過程通過微生物酶進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，將廢氣中的有機(jī)成份作為營養(yǎng)物質(zhì)并使之降解為二氧化碳、水和細(xì)胞組成物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。
生物濾床是一種采用先加濕預(yù)處理再通過生物過濾達(dá)到除臭目的的一種惡臭氣體治理裝置。
常見除臭的方法有：物理法、燃燒法、化學(xué)氧化法、吸收法、吸附法和生物分解法等。由于污水處理廠惡臭氣體成分形成的復(fù)雜性和特殊性，僅僅采用傳統(tǒng)的治理方法，要達(dá)至比較理想的效果是比較困難的。生物菌種以惡臭氣體中的有機(jī)物質(zhì)及無機(jī)物質(zhì)作為生存的基質(zhì)，不同的微生物硝化不同的物質(zhì)，所以，生物濾池既能治理某些特定的惡臭氣體，又能靈活的僅通過變換生物過濾床填料和微生物菌種來治理復(fù)雜的混合臭氣，以達(dá)到事半功倍的 治理效果。生物濾池還具有維護(hù)簡單、方便，沒有二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
生物濾床的除臭原理如下：
利用高效生物濾床中的高效微生物菌種處理含有硫化氫、氨、硫醇、硫醚等的惡臭氣體和含有苯、甲苯、氯苯、低級脂肪烴、醇、醛、酮等揮發(fā)性有機(jī)物的有毒有臭味的有機(jī)廢氣。其核心為微生物選育、高效生物膜研制、有利于生物附著和生物附著的填料和高效微生物菌種。生物濾池中的微生物在適宜的環(huán)境條件下，利用廢氣中的無機(jī)和有機(jī)特作為碳源和能源，通過降解惡臭物質(zhì)維持其生命及繁衍活動，并將惡臭物質(zhì)分解為水和士氣化碳等無臭物，達(dá)到凈化惡臭氣體的目的。
生物處理中污染物的轉(zhuǎn)化過程如下：
生物濾床是利用微生物的生物化學(xué)作用，使污染特分解，轉(zhuǎn)化為無害或少害的物質(zhì)，微生物利用有機(jī)物作為其生長繁殖所需的基質(zhì)，通過不同的轉(zhuǎn)化途徑將大分子或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物經(jīng)異化作用最終氧化分解為簡單的水、二氧化碳等無機(jī)物，同時經(jīng)同化作用并利用異化作用過程中產(chǎn)生的能量，使微生物的生物體得到增長繁殖，為進(jìn)一步發(fā)揮其對有機(jī)物的處理能力創(chuàng)造有利的條件。
污染物去除的實(shí)質(zhì)是有機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)被微生物吸收、代謝及利用。這一過程是比較復(fù)雜的，它由物理、化學(xué)、以及生物化學(xué)反應(yīng)所組成。生物脫臭可以用下式表達(dá)：
惡臭物質(zhì)+O2→細(xì)胞代謝物+CO2+H20
惡臭氣體生物去除過程如下：
臭氣物質(zhì)首先溶于在水中，而后補(bǔ)微生物吸收，作為微生物營養(yǎng)物質(zhì)被分解、利用，從而除去污染物。生物濾床凈化臭氣時，由于有機(jī)污染物與生物發(fā)生了生化反應(yīng)，已不同于單純的物理吸收過程。生物小床凈化可分為三個步驟：
(1)惡臭氣體的溶解過程
廢氣與水或固相表面的水膜接觸，污染物溶于水中成為液相中的分子或離子，即惡臭物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移到液相，這一過程是物理過程，遵循亨利定律：
Pi＝HXi
式中Pi為可溶氣體在氣相中的平衡分壓，MPa；H為亨利系數(shù)，Xi為可溶氣體在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)。
(2)惡臭物質(zhì)的吸附、吸收過程
水溶液中惡臭成分被生物濾床中微生物吸附、吸收，惡臭成分從水中轉(zhuǎn)移至微生物體內(nèi)。作為吸收劑的水被再生復(fù)原，繼而再用以溶解新的廢氣成分。被吸附的有機(jī)物經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化，即通過微生物胞外酶對不溶性和膠體狀有機(jī)物的溶解作用后才能相繼地被微生物攝入體內(nèi)。如淀粉、蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)特在微生物細(xì)胞外酶(水解酶)的作用下，被水解為小分子后再進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)。
(3)惡臭物質(zhì)的生物降解過程
進(jìn)入微生物細(xì)胞的惡臭成分作為微生物生命活動的能源或養(yǎng)分被分解和利用，從而使污染物得以去除。具體轉(zhuǎn)化過程如下：
進(jìn)入微生物細(xì)胞體內(nèi)的有機(jī)物，在各種細(xì)胞內(nèi)酶(如脫氫酶、氧化酶等)的催化作用下，微生物對其進(jìn)行氧化分解，同時進(jìn)行合成代謝產(chǎn)生新的微生物細(xì)胞。一部分有機(jī)物通過氧化分解最終轉(zhuǎn)化為H2O和CO2等穩(wěn)定的無機(jī)物質(zhì)，并從中獲取合成新細(xì)胞物質(zhì)(原生質(zhì))所需要的能量。
與此同時，微生物利用另一部分有機(jī)物及分解代謝過程中所產(chǎn)生的能量進(jìn)行合成代謝以形成新的細(xì)胞物質(zhì)。
上述轉(zhuǎn)化過程中，當(dāng)有機(jī)物的含量充足時，微生物處于快速增長階段，將有大量新的細(xì)胞合成，但隨著污染物不斷氧化分解及微生物和細(xì)胞物質(zhì)數(shù)量的不斷增長，微生物生長對有機(jī)物的需求量逐漸得不到滿足，微生物將進(jìn)入體內(nèi)源呼吸階段。此時微生物對自身細(xì)胞物質(zhì)進(jìn)行氧化分解，并產(chǎn)生能量，成為維持其生長繁殖提供能量的主要方式。
生物濾床的工作受以下幾中因素的影響：
(1)反應(yīng)速度
反應(yīng)速度的快慢取決于氣體成分的濃度和性質(zhì)，生物濾床填料上的微生物種類、數(shù)量和活性，溫度，廢氣和填料的濕度，pH值。
(2)停留時間
生物濾床停留時間由體積流量、自然堆放體積和空池體積決定。
(3)廢氣濃度
目前國內(nèi)外處理有機(jī)廢氣的方法很多，微生物處理的工藝也比較成熟。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，隨著生產(chǎn)批次及產(chǎn)量的變化，廢氣排放濃度變化較大，且無任何規(guī)律可循的情況常用發(fā)生，現(xiàn)有技術(shù)目前還未能真正意義上解決濃度波動的問題，往往導(dǎo)至尾氣排放超標(biāo)的問題，具體還存在如下弊端：
1)排氣濃度高時，廢氣直接排放，影響環(huán)境；
2)廢氣熱值不能有效利用；
3)混入稀釋風(fēng)量，增加設(shè)備投資成本大；
4)設(shè)備存在安全隱患；
5)廢氣濃度高時，易造成生產(chǎn)端壓力不穩(wěn)定，影響生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供一種生物濾床廢氣凈化裝置，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、處理效率高、在臨時停機(jī)時可保證微生菌種的生長活性、運(yùn)行費(fèi)用低、保溫性能好、系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)性好的優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種生物濾床廢氣凈化裝置，包括一箱體、一循環(huán)水系統(tǒng)和形成于所述箱體內(nèi)的一預(yù)洗室、一生物濾床室和一應(yīng)急加強(qiáng)室，所述預(yù)洗室、所述生物濾床室和所述應(yīng)急加強(qiáng)室的上部分別形成一噴淋區(qū)，所述預(yù)洗室、所述生物濾床室和所述應(yīng)急加強(qiáng)室的下部分別形成一儲水區(qū)；所述預(yù)洗室和所述應(yīng)急加強(qiáng)室中部形成一化工填料區(qū)，所述生物濾床室中部形成一生物填料區(qū)，所述循環(huán)水系統(tǒng)連接所述預(yù)洗室、所述生物濾床室和所述應(yīng)急加強(qiáng)室；所述預(yù)洗室下部形成與所述生物濾床室導(dǎo)通的至少一第一通氣口，所述生物濾床室上部形成與所述應(yīng)急加強(qiáng)室導(dǎo)通的至少一第二通氣口；所述預(yù)洗室頂部形成一入氣口，所述應(yīng)急加強(qiáng)室形成一排氣口和一營養(yǎng)液添加口。
優(yōu)選地，所述循環(huán)水系統(tǒng)包括一第一循環(huán)水箱、一第一噴淋管道、一第一噴淋泵和一第一排水管，所述第一噴淋管道第一端通入所述預(yù)洗室的所述噴淋區(qū)內(nèi)，所述第一噴淋管道第二端通入所述第一循環(huán)水箱，所述第一噴淋泵安裝于所述第一噴淋管道上，所述預(yù)洗室的所述儲水區(qū)通過所述第一排水 管與所述第一循環(huán)水箱連通。
優(yōu)選地，所述循環(huán)水系統(tǒng)還包括一第二循環(huán)水箱、一第二噴淋管道、一第二噴淋泵、一第二排水管和一第三排水管，所述第二噴淋管道第一端通入所述生物濾床室的所述噴淋區(qū)內(nèi)，所述第二噴淋管道第二端通入所述第二循環(huán)水箱，所述第二噴淋泵安裝于所述第二噴淋管道上，所述生物濾床室的所述儲水區(qū)通過所述第二排水管與所述第二循環(huán)水箱連通，所述應(yīng)急加強(qiáng)室的所述儲水區(qū)通過所述第三排水管與所述第二循環(huán)水箱連通。
優(yōu)選地，所述循環(huán)水系統(tǒng)還包括一第三噴淋管道和一第三噴淋泵，所述第三噴淋管道第一端通入所述應(yīng)急加強(qiáng)室的所述噴淋區(qū)內(nèi)，所述第三噴淋管道第二端通入所述應(yīng)急加強(qiáng)室的所述儲水區(qū)內(nèi)，所述第三噴淋泵安裝于所述第三噴淋管道上。
優(yōu)選地，所述循環(huán)水系統(tǒng)還包括一排污管道、一排污泵和一供水管路，所述第一循環(huán)水箱和所述第二循環(huán)水箱分別連接所述排污管道，所述排污泵安裝于所述排污管道上，所述第一循環(huán)水箱和所述第二循環(huán)水箱分別連接所述供水管路。
優(yōu)選地，所述第一循環(huán)水箱和所述第二循環(huán)水箱內(nèi)分別設(shè)置有一pH值檢測儀和一加藥裝置。
優(yōu)選地，還包括一恒溫機(jī)構(gòu)，所述恒溫機(jī)構(gòu)連接所述箱體。
優(yōu)選地，所述恒溫機(jī)構(gòu)包括兩溫度檢測儀和至少一循環(huán)水加熱器，兩溫度檢測儀分別安裝于所述第一循環(huán)水箱和所述第二循環(huán)水箱內(nèi)；所述循環(huán)水加熱器連接所述第一循環(huán)水箱和所述第二循環(huán)水箱。
優(yōu)選地，所述恒溫機(jī)構(gòu)還包括一保溫層，所述箱體設(shè)置有所述保溫層。
優(yōu)選地，還包括一氣體管路和一風(fēng)機(jī)，所述氣體管路包括一入氣管道、一排氣管道和一維修分路，所述入氣管道通過一第一氣閥連接所述入氣口，所述風(fēng)機(jī)安裝于所述入氣管道上，所述排氣口連接所述排氣管道，所述維修分路連接于所述入氣管道和所述排氣管道之間，所述維修分路上安裝有一第二氣閥。
本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果：
應(yīng)急加強(qiáng)室在生物反應(yīng)段檢修或設(shè)備進(jìn)氣濃度過高時啟用，能保證系統(tǒng) 連續(xù)運(yùn)行。恒溫機(jī)構(gòu)能夠使微生物菌種在不同季節(jié)溫度變化時保持一定的活性，提高對廢氣的處理效率的穩(wěn)定性。同時還具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，隨進(jìn)氣濃度的變化微生物菌種能夠快速繁殖復(fù)制，以保證系統(tǒng)整體的處理效率。
2、采用了營養(yǎng)液添加口用于添加營養(yǎng)液，在臨時停機(jī)時可保證微生菌種的生長活性。
3、降低了運(yùn)行費(fèi)用，通過進(jìn)風(fēng)管路的差力降來實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)運(yùn)行。
4、恒溫機(jī)構(gòu)能保證微生物生長的環(huán)境溫度需求。
5、預(yù)洗室和生物濾床室分別采用第一循環(huán)水箱和第二循環(huán)水箱，更換循環(huán)水時互不干擾，能保證廢系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的生物濾床廢氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖1，給出本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理解本實(shí)用新型的功能、特點(diǎn)。
請參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種生物濾床廢氣凈化裝置，包括一箱體1、一循環(huán)水系統(tǒng)2和形成于箱體1內(nèi)的一預(yù)洗室11、一生物濾床室12和一應(yīng)急加強(qiáng)室13，預(yù)洗室11、生物濾床室12和應(yīng)急加強(qiáng)室13的上部分別形成一噴淋區(qū)101，預(yù)洗室11、生物濾床室12和應(yīng)急加強(qiáng)室13的下部分別形成一儲水區(qū)102；預(yù)洗室11和應(yīng)急加強(qiáng)室13中部形成一化工填料區(qū)3，生物濾床室12中部形成一生物填料區(qū)104，循環(huán)水系統(tǒng)2連接預(yù)洗室11、生物濾床室12和應(yīng)急加強(qiáng)室13；預(yù)洗室11下部形成與生物濾床室12導(dǎo)通的至少一第一通氣口，生物濾床室12上部形成與應(yīng)急加強(qiáng)室13導(dǎo)通的至少一第二通氣口；預(yù)洗室11頂部形成一入氣口，應(yīng)急加強(qiáng)室13形成一排氣口和一營養(yǎng)液添加口。
本實(shí)施例中，預(yù)洗室11的化工填料區(qū)3內(nèi)填充有較大比表面積的高效化工填料。通入箱體1內(nèi)的臭氣與循環(huán)水系統(tǒng)2提供的噴淋水在化工填料區(qū)3 和生物填料區(qū)104表面進(jìn)行接觸，其中臭氣中易于溶解水的物質(zhì)進(jìn)入水中，另外，在此過程中氣體被加濕，含有大量的水份，以維持后續(xù)生物活動的需要。生物濾床室12的生物填料區(qū)104采用有機(jī)物作為填料，填料表面生長大量的微生物菌群，為了防止設(shè)備在高溫下連續(xù)工作而導(dǎo)致填料濕度的下降，特在生物濾床室12的上部設(shè)置噴淋區(qū)101。
本實(shí)施例中，微生物菌群針對惡臭氣體的具體成分及種類，篩選出高效的脫臭菌，在實(shí)際運(yùn)行中對篩選的菌種進(jìn)行一定時期的馴化培養(yǎng)，以增強(qiáng)微生物對污染物的降解能力。生物填料區(qū)104的生物填料床內(nèi)添加了真菌纖維素酶、堿性蛋白酶、過氧化物酶等多種酶制劑，通過酶產(chǎn)生的催化作用，降低了生化反應(yīng)活化能，加快了微生物與揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)之間的生化反應(yīng)速率。微生物的活性得以提高，在惡劣的環(huán)境中也能較好地生長，提高了處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。同時，生物填料區(qū)104的生物填料床針對惡臭氣體的組分接種了熒光假單胞菌、苯桿菌、硫桿菌等高效脫臭細(xì)菌，對芳烴類、雜環(huán)類等污染物分解能力強(qiáng)，具有獨(dú)特的處理效果。
應(yīng)急加強(qiáng)室13在生物反應(yīng)段檢修或設(shè)備進(jìn)氣濃度過高時啟用，能保證系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。應(yīng)急加強(qiáng)室13的化工填料區(qū)3內(nèi)裝有高效化工填料，本實(shí)施例中采用聚丙烯人工濾料，其結(jié)構(gòu)堅(jiān)韌，抗酸堿性強(qiáng)，同時濾料的表面積大，濾料之間空隙率較大，故壓損較低。
其中，循環(huán)水系統(tǒng)2包括一第一循環(huán)水箱211、一第一噴淋管道212、一第一噴淋泵213和一第一排水管214，第一噴淋管道212第一端通入預(yù)洗室11的噴淋區(qū)101內(nèi)，第一噴淋管道212第二端通入第一循環(huán)水箱211，第一噴淋泵213安裝于第一噴淋管道212上，預(yù)洗室11的儲水區(qū)102通過第一排水管214與第一循環(huán)水箱211連通。
循環(huán)水系統(tǒng)2還包括一第二循環(huán)水箱221、一第二噴淋管道222、一第二噴淋泵223、一第二排水管224和一第三排水管225，第二噴淋管道222第一端通入生物濾床室12的噴淋區(qū)101內(nèi)，第二噴淋管道222第二端通入第二循環(huán)水箱221，第二噴淋泵223安裝于第二噴淋管道222上，生物濾床室12的儲水區(qū)102通過第二排水管224與第二循環(huán)水箱221連通，應(yīng)急加強(qiáng)室13的儲水區(qū)102通過第三排水管225與第二循環(huán)水箱221連通。
循環(huán)水系統(tǒng)2還包括一第三噴淋管道231和一第三噴淋泵232，第三噴淋管道231第一端通入應(yīng)急加強(qiáng)室13的噴淋區(qū)101內(nèi)，第三噴淋管道231第二端通入應(yīng)急加強(qiáng)室13的儲水區(qū)102內(nèi)，第三噴淋泵232安裝于第三噴淋管道231上。
循環(huán)水系統(tǒng)2還包括一排污管道241、一排污泵242和一供水管路243，第一循環(huán)水箱211和第二循環(huán)水箱221分別連接排污管道241，排污泵242安裝于排污管道241上，第一循環(huán)水箱211和第二循環(huán)水箱221分別連接供水管路243。
第一循環(huán)水箱211和第二循環(huán)水箱221內(nèi)分別設(shè)置有一pH值檢測儀25和一加藥裝置。
本實(shí)施例中，第一循環(huán)水箱211還設(shè)置有一第一液位開關(guān)，第一液位開關(guān)與第一噴淋泵213通信連接，當(dāng)?shù)谝谎h(huán)水箱211內(nèi)的液位低于一第一預(yù)設(shè)值時，第一噴淋泵213停泵。第二循環(huán)水箱221設(shè)置有一第二液位開關(guān)，第二液位開關(guān)與第二噴淋泵223通信連接，當(dāng)?shù)诙h(huán)水箱221內(nèi)的液位低于一第二預(yù)設(shè)值時，第二噴淋泵223停泵。
另外，當(dāng)?shù)谝谎h(huán)水箱211內(nèi)的pH值檢測儀25檢測到循環(huán)水的pH值小于7時，第一循環(huán)水箱211內(nèi)的加藥裝置啟動，向第一循環(huán)水箱211內(nèi)投加堿液，而當(dāng)pH值檢測儀25檢測到循環(huán)水的pH值大于9時，加藥裝置停止加藥。同樣的，當(dāng)?shù)诙h(huán)水箱221內(nèi)的pH值檢測儀25檢測到循環(huán)水的pH值小于7時，第二循環(huán)水箱221內(nèi)的加藥裝置啟動，向第二循環(huán)水箱221內(nèi)投加堿液，而當(dāng)pH值檢測儀25檢測到循環(huán)水的pH值大于9時，加藥裝置停止加藥。在加藥裝置的藥罐內(nèi)設(shè)置有一第三液位開關(guān)，當(dāng)加藥裝置的藥罐內(nèi)的堿液液位低于一第三預(yù)設(shè)值時，加藥裝置停止加藥。
本實(shí)施例中，還包括一恒溫機(jī)構(gòu)，恒溫機(jī)構(gòu)連接箱體1。恒溫機(jī)構(gòu)包括兩溫度檢測儀3、至少一循環(huán)水加熱器和一保溫層。兩溫度檢測儀3分別安裝于第一循環(huán)水箱211和第二循環(huán)水箱221內(nèi)；循環(huán)水加熱器連接第一循環(huán)水箱211和第二循環(huán)水箱221。箱體1設(shè)置有保溫層。
氣態(tài)污染物的生物凈化是一個擴(kuò)散、吸附和生化反應(yīng)的綜合過程，溫度的升高有利于生化過程的進(jìn)行，生物除臭系統(tǒng)中微生物生長的最適宜溫度為 10～35℃，恒溫機(jī)構(gòu)能夠使微生物菌種在不同季節(jié)溫度變化時保持一定的活性，提高對廢氣的處理效率的穩(wěn)定性。箱體1采用雙層殼體結(jié)構(gòu)，內(nèi)填隔熱材料形成保溫層，以保證微生物適宜的生長環(huán)境，使微生物始終處于最佳狀態(tài)，從而達(dá)到對污染物去除的最佳效果。
另外，還包括一氣體管路4和一風(fēng)機(jī)5，氣體管路4包括一入氣管道41、一排氣管道42和一維修分路43，入氣管道41通過一第一氣閥44連接入氣口，風(fēng)機(jī)5安裝于入氣管道41上，排氣口連接排氣管道42，維修分路43連接于入氣管道41和排氣管道42之間，維修分路43上安裝有一第二氣閥45。
以上結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本實(shí)用新型做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。