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一种用于高效降解挥发性有机物废气的复合填料生物滤柱制造技术

技术编号:41147386 阅读:4 留言:0更新日期:2024-04-30 18:15
本技术属于环保技术领域,具体公开了一种用于高效降解挥发性有机物废气的复合填料生物滤柱,包括承托层和设置在承托层上方的复合填料层,所述承托层包括内嵌于复合填料生物滤柱底部的承托板及填充在承托板上的砾石层,所述复合填料层自下而上依次包括珍珠岩层、活性炭层和磁铁矿层。本技术中复合填料层采用三种填料堆砌而成的效果与单一填料的生物滤池相比,可以一定程度上避免长时间运行后填料堵塞导致滤床压降升高,最终导致去除效果降低的问题;复合填料组合在提高了传质效率的同时,也延长了污染物在生物膜与填料之间的停留时间,间接促进生物降解挥发性有机物。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于环保,具体涉及一种用于高效降解挥发性有机物废气的复合填料生物滤柱


技术介绍

1、挥发性有机物(vocs)作为形成o3和pm2.5污染的重要前体物,是引起光化学烟雾和灰霾等大气污染问题的重要因素,对人类健康造成严重危害。vocs排放主要来源于涂装、化工、印刷、汽修和船舶等行业在生产过程中使用的原辅材料所产生。常见的voc包括乙酸酯(乙酸乙酯)、醇类(甲醇、异丙醇)、芳香族化合物(苯、甲苯、二甲苯)和烃类(丙烷、己烷)。工业源所排放的vocs不仅对环境造成污染,同时多组分vocs混合气体存在一定毒性,长期吸入会对人体健康造成严重影响。

2、诸如催化氧化、热氧化和吸收方法的化学技术可以有效地去除挥发性有机物,但需要投入大量的化学药剂,且有可能产生有毒副产物。物理法主要是利用物理作用(例如吸附剂吸附作用)吸附污染物,其在处理过程中不改变臭气本身的化学性质,但需要对吸附剂污染物进行再处理,运行成本较高。通过生物过滤系统生物去除各种挥发性有机化合物的生物法处理,与化学、物理方法相比成本低廉、高效且环境友好,具有分解和降解许多气体污染物的巨大潜力,是一种可靠的废气处理方法。与上述方法相比,生物法处理vocs价格低廉,效率高,对环境友好,对许多气体污染物的分解和降解具有很大的潜力。生物过滤器是多年来从气流中去除气态污染物的最简单和最广泛使用的生物方法之一。反应器中填充有为生物膜生长提供附着点位的过滤介质,能将vocs转化为水和二氧化碳等无害产物。污染物在生物过滤器中的生物降解是通过物理、化学和生物过程的结合而发生的。当污染物进入生物过滤器时,它们被介质周围的生物膜吸收并溶解在生物膜周围的水层中。然后污染物被生物膜中的微生物充当碳源所利用。生物降解能力与填料的性质、其表面附着的生物膜密切相关。然而,现有生物过滤器还存在一些缺陷:(1)长期运行的生物过滤器存在生物量过度积累形成堵塞现象,导致去除效果变差,(2)生物过滤器内未被处理的挥发性有有机物废气的再利用率有待提高。在此这两个缺陷的基础上,强化生物降解并提高挥发性有机物废气的研究受到人们的广泛关注。

3、因此非常有必要开发一种新的生物滤柱以满足人们的使用需求。


技术实现思路

1、本技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处,提供一种用于高效降解挥发性有机物废气的复合填料生物滤柱。

2、为实现以上目的本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于高效降解挥发性有机物废气的复合填料生物滤柱,包括承托层和设置在承托层上方的复合填料层,所述承托层包括内嵌于复合填料生物滤柱底部的承托板及填充在承托板上的砾石层,所述复合填料层自下而上依次包括珍珠岩层、活性炭层和磁铁矿层。

3、优先地,所述复合填料生物滤柱还包括进气口、出气口、回流管、渗滤液排水口、营养液储存罐、蠕动泵。

4、更进一步地,所述回流管设置在复合填料生物滤柱顶部,所述回流管上设置有气体流量阀门,所述渗滤液排水口设置在复合填料生物滤柱底部。

5、更进一步地,所述进气口与挥发性有机物废气相连,挥发性有机物废气自气体软管传输至复合填料生物滤柱内部被填料上的微生物所降解。

6、更进一步地,所述出气口位于复合填料层上方,且与复合填料生物滤柱的顶部相连通,处理完的气体经此被收集至气体收集装置,通过停止供及挥发性有机物废气和反转气体流量阀门将未处理的挥发性有机物气体倒吸回流到复合填料生物滤柱。

7、更进一步地,所述气体流量阀门与挥发性有机物废气浓度自动检测仪相连接,当复合填料生物滤柱内部挥发性有机物废气浓度过高时,则关闭出气口,打开气体流量阀门,通过空气压缩机将挥发性有机物废气吸入到气体收集装置,再通过前置风机使挥发性有机物废气再次进入复合填料生物滤柱中进行生物降解。

8、优选地,所述活性炭层中的活性炭是颗粒状的圆柱形碳。

9、优选地,所述砾石层中砾石粒径为15~20mm,磁铁矿层中的磁铁矿粒径为8~12mm,活性炭层中的活性炭粒径为8~12mm,珍珠岩层中的粒径为6~8mm。

10、优选地,所述磁铁矿层、活性炭层、珍珠岩层的高度相同。

11、优选地,所述砾石层和磁铁矿层之间、磁铁矿层和活性炭层之间、活性炭层和珍珠岩层之间均设置有填料分隔板。

12、更进一步地,所述填料分隔板为圆环状凹槽,便于渗滤液及生物膜转移。

13、在使用所述复合填料生物滤柱处理挥发性有机物废气前,需进行挂膜处理,将接种污泥喷淋在填料层,使其在填料上附着,然后再通入低浓度挥发性有机物废气进行驯化处理,使得复合填料层中可以附着具有高效降解挥发性有机物废气的微生物菌种。

14、承托板和砾石层一同为滤柱内部提供一定的机械强度,以支撑填料层。

15、通过蠕动泵将营养液从营养液储存罐输送到复合填料生物滤柱。复合填料生物滤柱可通过外接蠕动泵将营养罐里的营养液向填料层进行喷洒,为微生物生物降解提供新陈代谢所需微量元素。复合填料生物滤柱底部渗滤液排水口,定期排出其内部的渗滤液,降低压降水平。

16、工作过程:

17、当挥发性有机物废气进入生物滤柱时,被介质表面的生物膜吸收,生物膜中的微生物将污染物作为分解代谢活动的碳源,将挥发性有机物转化为无害的氧化产物(如h2o、co2、硫酸盐和硝酸盐)。

18、在使用复合填料生物滤柱处理挥发性有机物废气前,需在复合填料生物滤柱进行挂膜处理,将接种活性污泥喷淋在填料层,使其在填料上附着,然后再通入低浓度挥发性有机物废气进行驯化处理,使得复合填料层中可以附着具有高效降解挥发性有机物废气的微生物菌种。驯化阶段的挥发性有机物去除效果稳定即为挂膜完成。遂逐渐增强挥发性有机物废气进口浓度,运行过程中,每三天检测反应器进气口、出气口浓度,每两天喷洒营养液,以维持微生物群落的微量元素水平和反应器内部的湿度。每三天暂停向生物滤柱内部提供挥发性有机物废气,打开渗滤液排出口阀门,排出复合填料生物滤柱内的渗滤液以及脱落的生物膜,降低其内部的压力水平和堵塞水平。

19、本技术方案与
技术介绍
相比,它具有如下优点:

20、1.本技术采用复合填料层充分利用三种不同特性的填料,有序排列,发挥各自特点,强化微生物生物膜附着能力,加快其形成,促进生物降解。

21、2.本技术的回流管以及喷淋装置可以有效提高挥发性有机物废气的再次去除,当未处理的挥发性有机物废气转移至最上层滤料层时,营养液喷淋可使得挥发性有机物废气再次被微生物生物膜捕获并降解,其余未处理的挥发性有机物废气可以通过打开气体流量阀门,进行倒吸,使其重新回到复合填料生物滤柱中重新进行被再降解,这提高了微生物降解挥发性有机物废气的再利用率。

22、3.本技术中复合填料层采用三种填料堆砌而成的效果与单一填料的生物滤池相比,可以一定程度上避免长时间运行后填料堵塞导致滤床压降升高,最终导致去除效果降低的问题;复合填料组合在提高了传质效本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于高效降解挥发性有机物废气的复合填料生物滤柱,其特征在于,包括承托层和设置在承托层上方的复合填料层,所述承托层包括内嵌于复合填料生物滤柱底部的承托板及填充在承托板上的砾石层,所述复合填料层自下而上依次包括珍珠岩层、活性炭层和磁铁矿层,磁铁矿层中的磁铁矿粒径为8~12mm,活性炭层中的活性炭粒径为8~12mm,珍珠岩层中的粒径为6~8mm;所述砾石层和磁铁矿层之间、磁铁矿层和活性炭层之间、活性炭层和珍珠岩层之间均设置有填料分隔板;所述复合填料生物滤柱还包括进气口、出气口、回流管、渗滤液排水口、营养液储存罐、蠕动泵;所述回流管设置在复合填料生物滤柱顶部,所述回流管上设置有气体流量阀门,所述渗滤液排水口设置在复合填料生物滤柱底部;所述气体流量阀门与挥发性有机物废气浓度自动检测仪相连接,当复合填料生物滤柱内部挥发性有机物废气浓度过高时,则关闭出气口,打开气体流量阀门,通过空气压缩机将挥发性有机物废气吸入到气体收集装置,再通过前置风机使挥发性有机物废气再次进入复合填料生物滤柱中进行生物降解。

2.如权利要求1所述的复合填料生物滤柱,其特征在于,所述进气口与挥发性有机物废气相连,挥发性有机物废气自气体软管传输至复合填料生物滤柱内部被填料上的微生物所降解。

3.如权利要求1所述的复合填料生物滤柱,其特征在于,所述出气口位于复合填料层上方,且与复合填料生物滤柱的顶部相连通。

4.如权利要求1所述的复合填料生物滤柱,其特征在于,所述活性炭层中的活性炭是颗粒状的圆柱形碳。

5.如权利要求1所述的复合填料生物滤柱,其特征在于,所述填料分隔板为圆环状凹槽。

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【技术特征摘要】

1.一种用于高效降解挥发性有机物废气的复合填料生物滤柱,其特征在于,包括承托层和设置在承托层上方的复合填料层,所述承托层包括内嵌于复合填料生物滤柱底部的承托板及填充在承托板上的砾石层,所述复合填料层自下而上依次包括珍珠岩层、活性炭层和磁铁矿层,磁铁矿层中的磁铁矿粒径为8~12mm,活性炭层中的活性炭粒径为8~12mm,珍珠岩层中的粒径为6~8mm;所述砾石层和磁铁矿层之间、磁铁矿层和活性炭层之间、活性炭层和珍珠岩层之间均设置有填料分隔板;所述复合填料生物滤柱还包括进气口、出气口、回流管、渗滤液排水口、营养液储存罐、蠕动泵;所述回流管设置在复合填料生物滤柱顶部,所述回流管上设置有气体流量阀门,所述渗滤液排水口设置在复合填料生物滤柱底部;所述气体流量阀门与挥发性有机物废气浓度自动检测仪相连接,当复合填...

【专利技术属性】
技术研发人员:洪俊明赖登荣张倩黄厔
申请(专利权)人:华侨大学
类型:新型
国别省市:

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