[发明专利]液相和固相生物集成净化臭气废气的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及臭气、废气的净化方法，尤其是涉及一种液相和固相生物集成净化臭气废气的方法及系统。

背景技术

臭气和废气普遍存在于工农业生产、环境工程处理设施以及日常生活中，目前产生臭气和废气最多的行业和场所包括畜禽养殖、废水处理、固体废弃物处理、食品化工、橡胶皮革行业等，对大气环境造成很大的污染，严重危害着生态环境和人体健康。臭气废气的成分复杂，随着产生源的不同而殊异，如畜禽养殖场的臭气以氨气、硫化氢、胺、低级脂肪酸等为主，成分达上百种。在废水废物处理的过程中，如固体垃圾填埋场、垃圾焚烧厂、污水处理厂、堆肥场、厌氧发酵系统等，都会进一步产生成分更加多样、更加复杂的臭气废气。臭气废气更是工业产生中最大难题之一，各种氮氧化物、硫氧化物等污染成分是酸雨形成的主要罪魁祸首。

臭气废气成分的复杂性使得处理难度极大，传统的臭气废气处理方法主要是物理、化学法，如物理吸附法、化学吸收法和催化燃烧法等，这些处理方法投资大、操作复杂、运行成本高，而且还很可能造成难以再治理的二次污染，如物理吸附法中达到饱和后的吸附材料需要频繁更替，处理这些废弃的吸附材料难度很大；化学吸收法要消耗大量的化学品，其生成物如不经处理同样会污染环境。尤其是对一些低浓度的臭气废气，由于其中的有机物的浓度太低，已无回收价值，使用传统方法净化处理难度大、费用高。

生物过滤法是臭气废气处理领域新出现的技术，因其成本低、操作简单、技术清洁而受到青睐，已成为当前研究的热点。与传统的物理、化学法相比，生物过滤法更适用于大流量、低浓度的臭气废气处理。生物过滤的原理是利用各种微生物将臭气废气中的各种有害成分转化为无害的物质，如硝化细菌可以将氨气转化为硝酸盐，硫化细菌可以将含硫的物质转化为硫酸盐，从而达到治理的目的。在目前的研究中，生物过滤法的环境一般都以单相的形式加以应用，包括以水为载体的液相生物过滤法和固态基质构成的固相生物过滤法。此外，一般的技术仅仅通过微生物的降解作用对臭气废气的污染物进行转化，未考虑对降解产物的进一步处理和利用。因此，不可避免存在这样的问题：(A)适于液相中生长的水适性微生物和适于固相中生长的气适性微生物都在自然界中广泛存在，能对臭气废气中的若干种污染物进行有效的降解，但由于臭气废气的成分十分复杂，仅仅依靠水适性微生物或气适性微生物都不能彻底净化臭气废气；(B)微生物将各种有害成分降解为无害物质，这些降解产物仅小部分被微生物用于构建新的生命体，其余大部分存留下来，未加以利用而被浪费，这些积累的降解产物含量过高时也抑制微生物的功能甚至产生毒害作用，未经处理随意排放更是会引起局部区域的二次污染。目前的技术都未能提供解决这些问题的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液相和固相生物集成净化臭气废气的方法及系统，以解决利用单相生物过滤处理臭气废气时不能兼容其他相微生物、不能彻底净化臭气废气、微生物降解产物无法被利用会抑制微生物功能等技术难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、本发明的液相和固相生物集成净化臭气废气方法：

在密闭的液相生物过滤器中填充水及微生物附着生长的介质，接种能降解臭气废气所含污染物的一种或一种以上水适性微生物，在固相生物过滤器中填充微生物和植物生长所需的基质，接种能降解臭气废气所含污染物的一种或一种以上气适性微生物和种植一种或一种以上能吸收微生物降解臭气废气过程中新生成的产物的植物，使用时臭气废气先输入密闭的液相生物过滤器，所含的污染物溶于水中并被附着于介质及游离态的水适性微生物降解，再输入固相生物过滤器底部，经过基质的物理吸附作用、微生物的降解作用得以净化并从固相生物过滤器上部排出，运行中每天从液相生物过滤器排放脏水并补充等量的清水，排放的脏水加以收集再用于灌溉固相生物过滤器的植物，从而使微生物降解产物被植物进一步吸收用作生长所需的养料，收获时或因气候原因被迫更替时收割植物的茎、叶和根加以利用，再种植新的植物，从而使臭气废气及降解产物得以彻底净化。

二、本发明的液相和固相生物集成净化臭气废气系统：