[发明专利]管式气相生物过滤装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到大气污染控制的生物过滤技术领域，特指一种管式气相生物过滤装置。

背景技术

气相生物过滤技术是指含有H₂S、NH₃等无机物或挥发性有机物的废气经过气相生物过滤反应器时，气态污染物从气相转移到附着在滤料介质上的生物膜内部，并通过微生物(酶)的代谢作用被分解、转化为生物质和CO₂、H₂O等无机物。因此，它具有环境友好、经济高效、运行操作简便及适用于处理低浓度大气量的废气等优点而日益受到人们的广泛重视。

目前，广泛应用的生物过滤处理臭气和挥发性有机废气的装置主要有传统生物过滤器和生物滴滤器。传统生物过滤器又称生物滤池或生物滤床。生物滤床一般在底层铺设布气管道，并设有渗沥液收集系统；其上覆盖泥炭、土壤、树皮、堆肥等无机物和有机质等；上部敞口排气。工业应用的生物滤床一般高度为1～2m，占地面积在数百平米以上。废气由底层布气管道进入，通过滤床时被附着生长在滤料上的微生物吸附、吸收和分解，净化后的废气从上部排出。滤料中含有大量有机质，可以提供微生物正常生命活动的环境。但是微生物生长需要大量水分，而废气排放会带走大量水分，因此通常采用预增湿和用水喷洒滤床等方法定期补充水分。此外，滤床内的空间和空隙不够，布气不均匀，气流阻力较大，填料的使用寿命较短，长期使用会出现压实现象。如上所述生物滤床具有工艺和操作简单、投资运行费用低等优点，但是存在占地面积大、处理效果较差、过程难以控制、滤床易堵塞等问题。

生物滴滤器又称生物滴滤床、生物滴滤塔或生物膜填料塔。生物滴滤塔一般具有密闭外壳和排气口，通常高度为1～2m，采用纯无机或有机复合填料或者合成填料作为滤料，如堆肥、活性炭、陶粒等等，营养液从上方喷淋而下，废液在塔底收集。废气自上而下或者自下而上通过滤料，废气中的污染物被附着生长的生物膜降解。为了维持长期稳定的去除效率，生物过滤装置通常需要定期更换堆肥等有机质填料。虽然采用合成填料的生物滴滤装置具有更小的体积，但是它们存在填料层高度过大、气体停留时间较长、容积负荷率不高、长期运行性能不稳定和滤床易堵塞等问题。

综上所述，现有广泛应用的气相生物过滤系统具有床层式或者塔式结构和自上而下或者自下而上的填料内气流方式，存在床层高度过大、容积负荷低、处理量相对较小、布气不匀、压降较大等缺点，严重限制了气相生物过滤技术的工业实际应用。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、具有管状多孔填料结构和由外向内或由内向外的填料内气流方式，并具有填料厚度小、容积负荷高、处理量大等优点的管式气相生物过滤装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种管式气相生物过滤装置，其特征在于：它包括废气供给装置、生物过滤器以及营养液供给装置，所述生物过滤器包括筒形外壳、顶盖板、底板以及装设于筒形外壳内腔中的管状填料装置，顶盖板上开设有进气口和营养液进口，底板上开设有废液排放口和排气口，管状填料装置与筒形外壳内壁之间形成环形气体通道，管状填料装置的中部空腔形成管内气室，管内气室的一端与进气口连通，另一端通过排气口与外界连通，管状填料装置的环形填料层与营养液进口连通，所述废气供给装置和营养液供给装置分别通过管路与生物过滤器的进气口和营养液进口相连。

所述管状填料装置的顶端与顶盖板之间依次设有穿孔板、溢流板、导流板以及挡板，穿孔板、溢流板、导流板和挡板通过设置于底板上的支架板支承，穿孔板上开设有与管状填料装置中环形填料层相连通的孔，导流板上开设有导流孔，挡板上开设有与营养液进口相连的导液孔。

所述筒形外壳的外侧设有水浴装置，水浴装置包括恒温水浴箱以及环绕在筒形外壳外壁的水浴腔，恒温水浴箱通过管路和循环泵与水浴腔相连，水浴腔上开设有与管路相连的水浴进水口和水浴出水口。

所述废气供给装置包括空气泵、增湿器、吹脱器以及混合器，空气泵通过气流管路分成两个支路，两支路分别与增湿器和吹脱器的进气口相连，增湿器和吹脱器的出气口通过气流管路一并与混合器相连，混合器通过管路与生物过滤器的进气口相连。

所述管状填料装置中环形填料层的过滤介质采用孔隙率为90％～98％、孔径为1～5mm、开孔率在95％以上、拉伸强度大于5000Pa、抗压强度大于1000Pa、堆积密度为20～600kg/m³、比表面积为100～1000m²/m³的材料。