[发明专利]一种电化学改进的生物过滤塔净化装置及其应用

说明书

本发明公开了一种电化学改进的生物过滤塔净化装置及其应用，装置包括营养液系统、电极系统和塔体，本装置采用外加电源对生物过滤塔中的微生物施加微电流，克服了生物过滤塔启动周期长的缺点，缩短了生物过滤塔启动周期，提高了微生物的活性，能够提高生物过滤塔对挥发性有机物以及恶臭气体的处理效果，并能够长时间稳定运行。

技术领域

本发明属于环保设备及应用，具体涉及一种电化学改进的生物过滤塔净化装置及其应用。

背景技术

挥发性有机化合物(VOCs)挥发性有机物是一类常见且非常重要的大气污染物，主要由苯类、醇类、醛类、烃类等上千种物质组成。其处理主要分为回收技术和分解技术，回收技术包括吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离处理技术等，可实现有机废物的回收，但是回收的纯度难以保证，并且处理有机废物的材料再生困难，容易产生二次污染。分解法包括热焚烧法、化学氧化法、催化氧化法和等离子体分解法，生物过滤法等。其中生物过滤工艺是微生物以VOCs为碳源和能源，在适宜的环境条件下通过自身的新陈代谢作用将VOCs转化为一部分细胞组成物质、二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)未完全降解物质和小分子无机物质，与其他物理化学方法相比具有高效、节能、投资成本和运行费用低、操作简单、使用安全等优势，是一种能源节约、环境友好型技术，符合我国节能减排和发展低碳经济的政策要求，因此，在实际工程应用中与传统的物理化学方法相比极具竞争力。

生物电化学是通过外加电压的条件下对微生物进行微电流的刺激，从而刺激微生物的代谢过程，在污水处理以及食品科学方面已经有诸多研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电化学改进的生物过滤塔净化装置及其应用，本发明采用外加电源对生物过滤塔中的微生物施加微电流，克服了生物过滤塔启动周期长的缺点，缩短了生物过滤塔启动周期，提高了微生物的活性，能够提高生物过滤塔对挥发性有机物以及恶臭气体的处理效果，并能够长时间稳定运行。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电化学改进的生物过滤塔净化装置，包括营养液系统、电极系统和塔体；

所述营养液系统包括营养液罐体、高压泵、营养液管路和喷淋装置；所述营养液罐体与设置于塔体底部的营养液流出口相连，并且通过高压泵、营养液管路与设置于塔体顶部的喷淋装置相连，营养液由营养液罐体内抽出后经过营养液管路喷淋到塔体内，并由营养液流出口处重新收集；

所述电极系统包括外接电源、导电阳极材料和导电阴极材料，导电阳极材料和导电阴极材料设置于塔体内并通过电导线与外接电源相连；

所述塔体设置有进气口和出气口，所述塔体内设置塑料透气板、承托层填料和导电活性填料，所述塑料透气板位于塔体底部，所述承托层填料位于塑料透气板上，用于承载导电活性填料，所述导电活性填料与导电阳极材料、导电阴极材料发生接触，且其上附着有污泥，污泥内包含用于处理挥发性有机物以及恶臭气体的微生物。

在上述技术方案中，所述进气口设置于塔体的底部，出气口设置于塔体的顶端。

在上述技术方案中，所述进气口分为3个，分别设置于塔体侧面的下侧、中部和上侧，出气口设置于塔体的顶端；所述塑料透气板分为3块，将塔体内部空间分隔为三部分分别对应3个进气口。

在上述技术方案中，所述导电阳极材料采用若干根串连的石墨棒，石墨棒竖直排布于塔体内的导电活性填料内，所述阴极材料为塔体的不锈钢内壁。

在上述技术方案中，所述导电阳极材料采用若干根串连的石墨棒，所述阴极材料为石墨棒，所述导电阳极材料的石墨棒围绕所述阴极材料的石墨棒排布。

在上述技术方案中，所述承托层填料为陶粒。

在上述技术方案中，所述导电活性填料为改性活性炭颗粒。