一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效

《一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝》是浙江工業大學於2006年4月14日申請的專利，該專利的公布號為CN1864818，申請號為2006100503472，授權公布日為2006年11月22日，發明人是王家德、高增梁、陳建孟、黃奕平、褚淑禕。

《一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝》提供了一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝，以層厚與塔徑比為0.2～0.5設定“塔板”，整個生物過濾塔由若干塊“塔板”組成，構成一個板式結構廢氣生物過濾系統，養分液直接噴淋在每塊“塔板”上，與從塔底進入的廢氣呈逆向接觸，去除廢氣中的污染物質，使污染物被氧化分解成CO₂、H₂O及其它簡單化合物。頂層“塔板”作為氣流脫水器，間隙性噴淋清洗液（一般為1％稀鹼液）。該發明所述的板式結構廢氣生物過濾塔及其工藝氣液接觸充分、均勻，每個“塔板”養分噴淋強度可依據污染處理負荷靈活控制，大大減少了養分噴淋強度，降低了塔總體壓降，填料層支撐強度小，脫水系統內置，實現了生物過濾層系統模組化設計，具有重大的市場套用前景。

2018年12月20日，《一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝
公布號：CN1864818
授權日：2006年11月22日
申請號：2006100503472
申請日：2006年4月14日
申請人：浙江工業大學
地址：浙江省杭州市下城區朝暉六區
發明人：王家德、高增梁、陳建孟、黃奕平、褚淑禕
Int.Cl.：B01D53/84(2006.01)
代理機構：杭州天正專利事務所有限公司
代理人：黃美娟、袁木棋
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,

專利背景

廢氣生物氧化處理技術因具有傳統方法（如吸收、吸附、燃燒等）不可比擬的費用低廉、對環境友好等優點，正在成為一項在廢氣污染控制領域迅速推廣的高新技術，尤其在較低濃度、較大氣量的有機廢氣和惡臭氣體治理中。至今為止，廢氣生物處理對象已從最初的臭味、簡單有機化合物拓展到芳香烴、鹵代烴甚至無機類等氣態污染物的控制。

根據微生物存在形式，廢氣生物處理技術可分為懸浮型和附著型兩類，附著型因系統壓降小而率先在廢氣淨化領域得到推廣套用，如生物過濾，生物滴濾，生物轉鼓等。這些技術都有各自的特點，但存在一個普遍性的問題是填料層厚（單層高度通常2米左右），填料層上的污染負荷、營養物質、水分和生物量等分布不均，填料床層堵塞引起的溝流現象嚴重，這直接影響了系統的處理效率。眾多的實踐和研究表明，附著型生物過濾系統運行不良的原因75％是由於氣流、生物量、養分分布不均造成的。

截至2006年4月，近10年中國國內外公開發表文獻資料檢索顯示，養分（包括水分）控制不均、引起局部生物量過大是填料床層堵塞的主要原因，而溝流現象的出現則導致了氣液接觸不均，進一步惡化了系統整體效果。因此，填料層養分均勻控制是一個關鍵。大量研究結果表明，附著型生物過濾系統養分和生物量沿填料層高度（軸向）呈不均勻分布，在研究生物過濾甲苯廢氣時發現，填料層濕分隨系統運行時間推移逐漸減小，濕分降低區域從氣流進口逐漸擴展到整個填料層，單位高度填料層污染負荷差異很大。另外，實踐套用發現，生物滴濾系統出口氣流帶水現象嚴重（為使養分分布均勻，要求養分霧化噴淋），管道脫水器經常堵塞（生物堵塞），清洗強度大。

專利申請號200420037051.3、專利名稱自控廢氣淨化器提供了一種多層填料層的廢氣淨化裝置，該裝置通過噴淋鹼液達到去除廢氣中酸性污染物的目的。由於生物處理的特殊性，裝置設定需要考慮生物膜附著、微生物養分供給、以及廢氣成分、溫度、濃度、濕度等物性參數等多種因素，多層填料層的結構2006年4月前還尚未套用於生物氧化處理設備中。

發明內容

專利目的

為解決2006年4月前生物氧化處理設備填料層厚、填料層上的污染負荷、營養物質、水分和生物量等分布不均、管道脫水器容易堵塞等不足，《一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝》提供了一種氣液接觸充分均勻、填料層支撐強度小、集脫水系統於一體的板式結構廢氣生物過濾塔及其廢氣處理工藝。

技術方案

一種板式生物過濾塔，主要包括塔體、位於塔體底部的進氣口、位於塔頂的出氣口、置於塔內的生物膜載體填料層、以及養分循環系統。所述生物膜載體填料層設定為多層，層厚與塔徑比為0.2～0.5，所述塔徑是指塔體的內直徑；頂層生物膜載體填料層為脫水器，上部設定清洗液噴淋管；除頂層外的其它生物膜載體填料層上部設定養分噴淋管、底部設定養分收集管；所述養分噴淋管均設定有流量控制計；所述養分噴淋管與養分收集管分別與位於塔體底層的養分循環槽相連，通過循環泵構成養分循環系統。

這樣，每層生物膜載體填料層為一塊“塔板”，整個生物過濾塔由若干塊“塔板”組成，構成一個板式結構廢氣生物過濾系統，養分液直接噴淋在每塊“塔板”上，與從塔底進入的廢氣呈逆向接觸，去除廢氣中的污染物質，使污染物被氧化分解成CO₂、H₂O及其它簡單化合物。頂層“塔板”作為氣流脫水器（板），不噴淋養分，而改作噴淋清洗液，視脫水“塔板”壓降情況，間隙性對生物膜載體填料“塔板”進行清洗。所述的養分是指維持微生物生長活性的物質，組成隨分解污染物的生物種類不同而變化；清洗液指清洗附著在固體填料表面生物膜的溶液，通常為質量百分濃度1％的稀鹼溶液，如氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液等；生物膜載體填料是指供微生物層附著的載體。通常的，所述生物膜載體填料層為3～6層。優選的，所述生物膜載體填料層為4層，層厚與塔徑比為0.2～0.5。

所述生物膜載體填料為下列之一：①天然堆肥類，②天然碎木塊類，③塑膠類填料，④陶瓷類填料。

一種運用所述的板式生物過濾塔的廢氣生物處理工藝，生物膜載體填料層上附著有微生物優勢菌，所述工藝為：在空床氣速0.05～0.2米/秒，空床停留時間10～30秒，填料層溫度25～35℃，液相pH值3.0～7.5條件下，將廢氣由進氣口通入板式生物過濾塔，處理後的廢氣經出氣口排出。

具體的，當處理的廢氣為含甲苯0.1～1.0克/立方米的氣體污染物時，微生物優勢菌為假甲胞桿菌屬，在空床氣速0.05米/秒，空床停留時間20秒，填料層溫度25～30℃，液相pH值6.5～7.5條件下，將廢氣由進氣口通入板式生物過濾塔，處理後的廢氣經出氣口排出。

當所述廢氣為含H₂S0.1～0.5克/立方米的氣體污染物時，微生物優勢菌為氧化硫桿菌屬，在空床氣速0.05米/秒，空床停留時間20秒，填料層溫度25～30℃，液相pH值3.0～4.0的條件下，將廢氣由進氣口通入板式生物過濾塔，處理後的廢氣經出氣口排出。

改善效果

《一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝》所述的板式結構廢氣生物塔及其工藝的有益效果主要體現在：（1）填料層呈“板式結構”，每個“塔板”養分強度可依據處理負荷單獨控制，提高了單位填料處理負荷；（2）改善填料層堵塞問題，避免了溝流現象，氣液接觸均勻、充分；（3）單層填料厚度下降，填料支撐架強度要求降低；（5）頂層填料“塔板”作脫水器，實現了生物過濾系統脫水器內置，無需另設管道脫水器；（6）因採用“塔板式”結構，填料更換更為方便。

附圖說明

圖1為《一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝》所述生物過濾塔結構示意圖；

圖1

圖2為不同填料層的生物過濾塔結構示意圖；a為一層填料層，b為兩層填料層，c為4層填料層。

圖2

技術領域

《一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝》涉及一種板式生物過濾塔，以及運用其進行廢氣處理的工藝方法。

權利要求

1.一種板式生物過濾塔，主要包括塔體、位於塔體底部的進氣口、位於塔頂的出氣口、置於塔內的生物膜載體填料層、以及養分循環系統，其特徵在於：所述生物膜載體填料層設定為多層，層厚與塔徑比為0.2～0.5；頂層生物膜載體填料層為脫水器，上部設定清洗液噴淋管；除頂層外的其它生物膜載體填料層頂部設定養分噴淋管、底部設定養分收集管；所述養分噴淋管均設定有流量控制計；所述養分噴淋管與養分收集管分別與位於塔體底層的養分循環槽相連，通過循環泵構成養分循環系統。

2.如權利要求1所述的板式生物過濾塔，其特徵在於所述生物膜載體填料層為3～6層。

3.如權利要求1所述的板式生物過濾塔，其特徵在於所述生物膜載體填料層為4層，層厚與塔徑比為0.2～0.5。

4.如權利要求1所述的板式生物過濾塔，其特徵在於所述生物膜載體填料為下列之一：①天然堆肥類，②天然碎木塊類，③塑膠填料，④陶瓷填料。

5.如權利要求1所述的板式生物過濾塔，其特徵在於所述的清洗液為質量百分濃度1％的稀鹼溶液。

6.一種運用如權利要求1所述的板式生物過濾塔的廢氣生物處理工藝，生物膜載體填料層上附著有微生物優勢菌，其特徵在於所述工藝為：在空床氣速0.05～0.2米/秒，空床停留時間10～30秒，填料層溫度25～35℃，液相pH值3.0～7.5條件下，將廢氣由進氣口通入板式生物過濾塔，處理後的廢氣經出氣口排出。

7.如權利要求6所述的廢氣生物處理工藝，其特徵在於所述廢氣為含甲苯0.1～1.0克/立方米的氣體污染物，微生物優勢菌為假甲胞桿菌屬，在空床氣速0.05米/秒，空床停留時間20秒，填料層溫度25～30℃，液相pH值6.5～7.5條件下，將廢氣由進氣口通入板式生物過濾塔，處理後的廢氣經出氣口排出。

8.如權利要求6所述的廢氣生物處理工藝，其特徵在於所述廢氣為含H₂S0.1～0.5克/立方米的氣體污染物，微生物優勢菌為氧化硫桿菌屬，在空床氣速0.05米/秒，空床停留時間20秒，填料層溫度25～30℃，液相pH值3.0～4.0的條件下，將廢氣由進氣口通入板式生物過濾塔，處理後的廢氣經出氣口排出。

實施方式

操作內容

《一種板式生物過濾塔及其廢氣處理工藝》重點是一種板式結構的廢氣生物過濾塔，對不同廢氣具有通用性，能被微生物分解的廢氣污染物均適用；對不同填料也通用，如前所述的凡是用於生物處理的可散裝填料均適用。故實施例以兩類有代表意義的污染物進行試驗，這兩類物質分別是H₂S（代表污水站臭氣）、甲苯（代表VOCs）；為不同試驗結果有可比性，填料均選用塑膠扁三角。