[发明专利]一种用于废气生物滴滤塔的改性填料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于生物法废气净化技术领域，具体涉及一种用于废气生物滴滤塔的改性填料 及其制备方法。

背景技术：

有机废气的净化处理是大气污染控制的一个重要方面。最近30年来，随着我国经济的 迅速发展，从有机化工、石油化工、冶金药剂、煤化工以及橡胶再生、油漆涂料等工业过程 排放到大气中的挥发性有机化合物(VOCs)数量和种类与日俱增，工业源VOCs已经成为灰霾 天气形成的重要原因。2013年，《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》中明确要 求推进VOCs污染治理，减少各行业生产和使用过程中VOCs的排放。

在VOCs多种治理方式中，生物法处理有机废气是近年来逐渐发展起来的污染控制技术， 已成为中低浓度废气处理的主流技术之一，在欧洲有超过7500座生物废气处理系统安装运 行。生物滴滤塔具有经济廉价、二次污染小、操作维护简单、净化效果好、工艺条件易于控 制及环境相容性好等优点，具有广阔应用前景，是目前处理工业源VOCs废气应用最多的工 艺之一。

生物滴滤塔废气处理系统中，填料床是微生物固定和污染物净化的主要场所，能够为微 生物的生长繁殖提供适宜的表面微环境。填料特性不仅影响气态污染物的传质速率，也直接 关系到生物量的积累和生物降解速率。目前，废气生物填料塔主要借用化工和废水处理行业 研发的填料，专门适用于废气生物填料塔的填料非常缺乏。由于目的不同，各类填料塔运行 时的流体力学特征差异较大。如化工填料塔的设计流速一般是泛点气速的50-80％，以获得最 大的传质速率。然而在生物填料塔中，设计气体流速远低于化工填料塔。

经检索，国内外发明专利中生物滴滤塔填料的专利较少，经检索目前的相关专利文献如 下：

申请号为201410392757.X文献公开了一种生物滴滤塔填料制备方法，该方法将海藻酸钙 凝胶和降解微生物固定于载体材料表面，从而提高生物滴滤塔对于废气处理效率，增强其抗 不良环境干扰能力，使其高效稳定运行。但该方法制备的填料不能保存，难以运输，需要现 配现用，同时海藻酸分子中的二价离子容易与周围环境中离子发生交换，从而降解导致使用 寿命有限。

申请号为200810062627.4文献提供了一种生物滴滤除臭设备用生物填料制备方法。该生 物填料由中心刚性高分子骨架和四周柔性生物载体多孔介质复合而成。该材料具有较高的机 械强度，同时在填料高分子骨架中添加了营养物质，促进了生物膜的形成及气体污染物的降 解。该法生产工艺较为复杂，所用原材料种类较多，实际推广应用比较困难。

申请号为201210146421.6文献提供了一种拉西环与多孔介质的组合式生物填料。该填料 由2种惰性生物填料组成，包括拉西环和内部填充多孔介质，材料比表面积大、孔隙率高， 阻力系数低，可有效降低生物滴滤装置的能量消耗。但是该填料采用改性聚乙烯和聚氨酯海 绵为原料，制备过程生产成本较高。

生物填料要求能在其表面形成足够量的功能微生物，以保证生物降解速率不受限制。填 料表面物理化学特性直接影响着降解菌在其表面的吸附过程，决定着表面对降解菌的负载能 力。目前生物滴滤塔常用填料如陶粒、火山岩和塑料球等对降解菌的吸附能力相对较弱，在 降解菌到填料表面定殖过程中细胞行为仍可表现为布朗运动，因水剪切力或自身移动性重新 回到液相溶液中，从而导致生物膜的形成过程缓慢，反应器启动时间增加，前期处理效率难 以稳定。具有良好表面特性的填料应能快速大量的吸附降解细菌，有利于降解菌到填料表面 初始吸附过程的发生，这是生物填料塔快速启动和发挥稳定处理效率的核心因素。同时还应 具备原料廉价易得，制备方法简易可行等特点。因此，新型生物填料的研制对于强化生物填 料塔VOCs废气处理能力，推动生物填料塔技术的发展和应用具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的是针对当前市场空白和现有技术不足，研制一种对降解菌吸附性能好，制 备工艺简单，生产成本低的用于废气生物滴滤塔的改性填料及其制备方法，该改性填料能够 有效增加填料表面降解菌的吸附量，对降解菌吸附量大，吸附后材料稳定，从而达到提高反 应器处理效率目的，无二次污染，能满足当前生物滴滤塔技术处理废气的需要

本发明的用于废气生物滴滤塔的改性填料是通过以下方法制备的，该方法包括以下步骤：