本發(fā)明涉及一種降解廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物VOCs、硫化氫等臭氣污染物的生物處理裝置，特別是一種節(jié)省占地、運(yùn)行靈活的塔式生物濾池廢氣處理裝置。

背景技術(shù)：

揮發(fā)性有機(jī)物VOCs（Volatile Organic Compounds）是指沸點(diǎn)在50—250℃的化合物，室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)133.32Pa，以蒸氣形式存在于空氣中的一類(lèi)有機(jī)物。VOCs成分復(fù)雜，種類(lèi)繁多，主要來(lái)自建筑裝飾、有機(jī)化工、石油石化、包裝印刷、表面涂裝等行業(yè)。揮發(fā)性有機(jī)物VOCs是四大大氣污染物之一，屬于形成PM2.5和光化學(xué)煙霧的重要因素，能夠損害人體神經(jīng)系統(tǒng)、血液成分和心血管系統(tǒng)，對(duì)人體健康和社會(huì)環(huán)境影響極大。硫化氫來(lái)自天然氣凈化、石油煉制，以及制煤氣、制革、制藥、造紙、合成化學(xué)纖維等生產(chǎn)過(guò)程。硫化氫是無(wú)色氣體，有刺激性惡臭，易揮發(fā)，是大氣的主要污染物之一，不僅危害人體健康，還會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備等。目前，治理VOCs和硫化氫等臭氣技術(shù)包括活性炭吸附法、焚燒與催化燃燒法、冷凝技術(shù)、化學(xué)吸收技術(shù)、等離子體技術(shù)、光催化技術(shù)、膜分離技術(shù)和生物降解技術(shù)等。其中，廢氣生物凈化技術(shù)，尤其是生物濾池凈化技術(shù)，具有處理成本低、無(wú)二次污染的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到迅速發(fā)展，尤其適用于處理高流量、低濃度VOCs和臭氣排放。生物濾池技術(shù)雖然具有顯著優(yōu)勢(shì)，但也存在占地面積大、處理效率不穩(wěn)定等問(wèn)題。工業(yè)企業(yè)往往使用土地有限，污染物排放波動(dòng)，普通的生物濾池技術(shù)應(yīng)用受到一定的限制。由于普通生物濾池容積固定，當(dāng)廢氣風(fēng)量變化時(shí)，廢氣在生物濾池內(nèi)的停留時(shí)間也會(huì)發(fā)生變化，影響穩(wěn)定去除效率。由于微生物生長(zhǎng)較為緩慢，當(dāng)廢氣風(fēng)量和污染物濃度變化幅度較大時(shí)，反應(yīng)器短時(shí)間內(nèi)較難適應(yīng)，往往導(dǎo)致排放達(dá)標(biāo)困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足，提供節(jié)省占地、運(yùn)行靈活、適應(yīng)工業(yè)廢氣排放波動(dòng)的塔式生物濾池廢氣處理裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括多個(gè)生物濾池處理單元、填料、支撐布?xì)饩W(wǎng)、進(jìn)氣管、排氣管、噴淋水管、風(fēng)機(jī)、水泵及滲濾液排放管等。其特征是，塔式生物濾池是由多個(gè)相同的生物濾池處理單元由下至上疊加構(gòu)成，其形狀呈圓柱體、長(zhǎng)方體或其他形狀。每一單元層設(shè)置為相對(duì)獨(dú)立的生物濾池處理單元。各個(gè)獨(dú)立的生物濾池處理單元的進(jìn)氣口和排氣口相互并聯(lián)，同時(shí)連接一個(gè)進(jìn)氣管和一個(gè)排氣管。廢氣通過(guò)進(jìn)氣管道分別進(jìn)入每一層的處理單元，經(jīng)過(guò)凈化后，再通過(guò)排放管道集中排放。進(jìn)氣管連接共用的風(fēng)機(jī)，并連接各個(gè)單元層的進(jìn)氣口。在進(jìn)入每個(gè)單元層進(jìn)氣口之前，分別設(shè)進(jìn)氣口閥門(mén)。噴淋水管前端連接水泵，與各個(gè)單元層頂部的噴淋水噴頭相連接。在噴淋水進(jìn)入每個(gè)單元層之前，均設(shè)置噴淋水管閥門(mén)。各單元層頂部設(shè)置廢氣出口，并與排氣管連接。各單元層底部設(shè)置滲濾液排放口，并與滲濾液排放管相連，統(tǒng)一排出塔式生物濾池。

本發(fā)明有益效果

本發(fā)明最突出優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，由于采用塔式結(jié)構(gòu)，將占地面積大的傳統(tǒng)生物濾池垂直化，大大節(jié)省了占地面積。例如，某工業(yè)污染源VOCs廢氣排放量為15000m³/h，按空床停留時(shí)間（EBRT）為60s，填料高度為2m，普通生物濾池占地面積需大約125m²。若采用本發(fā)明的塔式生物濾池處理，按5個(gè)單元層設(shè)計(jì)，總高度大于10m，而占地面積僅為普通生物濾池的1/5，即25m²。

其次，由于塔式生物濾池各單元層是相對(duì)獨(dú)立的生物濾池處理模塊，通過(guò)進(jìn)氣閥門(mén)的簡(jiǎn)單開(kāi)啟和關(guān)閉，便可調(diào)節(jié)生物濾池處理單元的運(yùn)行數(shù)量，以靈活適應(yīng)工業(yè)廢氣排放的變化波動(dòng)性，并且為自動(dòng)控制提供方便。本發(fā)明列舉了三種不同的組合方式作為實(shí)例：（1）同一塔式生物濾池內(nèi)上下兩單元層之間的串聯(lián)；（2）兩套塔式生物濾池之間的串聯(lián)；（3）兩套塔式生物濾池相同單元層之間的一一串聯(lián)。此外，還可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行其他組合?？傊捎趯⑵胀ㄉ餅V池分割為獨(dú)立的單元層，本發(fā)明的塔式生物濾池為靈活適應(yīng)污染物排放負(fù)荷（風(fēng)量和污染物濃度）的波動(dòng)提供了途徑，非常適合工業(yè)廢氣VOCs和臭氣治理。

第三，兩級(jí)塔式生物濾池串聯(lián)組合，可方便地增加廢氣處理的空床停留時(shí)間（EBCT），從而實(shí)現(xiàn)污染物VOCs和臭氣的高效去除。配合不同特征的填料組合，進(jìn)一步提高處理效率，減少堵塞等運(yùn)行問(wèn)題。在第一級(jí)處理采用粒徑較大、空隙率較大、不易堵塞的填料，在第二級(jí)處理中采用粒徑較小、空隙率較小、吸附能力較強(qiáng)的填料。這樣即可避免第一級(jí)生物濾池單元層容易堵塞的問(wèn)題，又能提高處理效率。

總之，本發(fā)明的塔式生物濾池，將普通的水平鋪設(shè)的生物濾池垂直化、模塊化，極大減小了占地面積，增加了處理設(shè)施的適用性和靈活性；通過(guò)兩級(jí)串聯(lián)和不同的填料組合，增加了空床停留時(shí)間，減少運(yùn)行故障，提高污染物去除率。本發(fā)明的塔式生物濾池，可廣泛應(yīng)用于污水泵站、污水處理、污泥處理、垃圾處置、發(fā)酵制藥、橡膠塑料、油漆涂料、印染皮革、牲畜養(yǎng)殖、食品加工、造紙業(yè)產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）或臭氣的工業(yè)行業(yè)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本發(fā)明塔式生物濾池處理單元結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是本發(fā)明同一生物濾池塔上下兩層串聯(lián)處理廢氣示意圖

圖4本發(fā)明塔式生物濾池兩級(jí)串聯(lián)廢氣處理工藝示意圖

圖5是本發(fā)明兩級(jí)塔式生物濾池單元層串聯(lián)廢氣處理工藝示意圖。

具體實(shí)施方式

100塔式生物濾池單元層，101進(jìn)氣管，102風(fēng)機(jī)，103支撐布?xì)饩W(wǎng)，104底部滲濾液排放管，105生物濾池填料，106噴頭，107水泵，108水管，109進(jìn)氣口閥門(mén)，110噴淋水管閥門(mén)，111排氣管，112 進(jìn)氣口，113排氣口，114滲濾液出口，115第一級(jí)塔式生物率池，116第二級(jí)塔式生物濾池，117第一級(jí)生物濾池填料，118第二級(jí)生物濾池填料，119風(fēng)機(jī)，120廢氣連接管

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，

圖1可知，塔式生物濾池為柱狀罐體，其橫截面可以為圓形、正方形、長(zhǎng)方形或其他形狀。罐體從下到上重疊設(shè)置若干結(jié)構(gòu)相同的單元層100。每個(gè)單元層底部設(shè)一進(jìn)氣口112。廢氣進(jìn)氣管101前端設(shè)一風(fēng)機(jī)102。進(jìn)氣管101末端分別與各單元層底部的進(jìn)氣口112相連。在各單元層底部進(jìn)氣口之前設(shè)閥門(mén)119，控制每個(gè)單元層的廢氣進(jìn)入。單元層底部一側(cè)設(shè)滲濾液排放口114，然后與滲濾液排放管104相連接，以排放各單元內(nèi)累積的滲濾液。生物濾池底部留一定大小的廢氣空腔，其上方設(shè)置支撐布?xì)饩W(wǎng)103。在支撐布?xì)饩W(wǎng)103上均勻敷設(shè)生物濾池填料105。生物濾池填料105頂部設(shè)置澆灌系統(tǒng)，包括若干噴頭106和水管108。水管108前端設(shè)一水泵107，用于將噴淋水抽到各生物濾池單元層。在水管108進(jìn)入生物濾池單元層之前，設(shè)閥門(mén)110，以控制噴淋水進(jìn)入。每個(gè)單元層頂部設(shè)一廢氣排氣口113，排氣口113接連廢氣排氣管111，廢氣經(jīng)過(guò)生物降解后，由排氣管111達(dá)標(biāo)排放。

圖2可知，塔式生物濾池單元層為圓柱體、長(zhǎng)方體或其他形狀的罐體。塔式單元層底部設(shè)一進(jìn)氣口112，廢氣進(jìn)氣管101通過(guò)閥門(mén)109與進(jìn)氣口112相連。塔式生物濾池單元層底部設(shè)滲濾液排放口114，與滲濾液排放管104相連接。生物濾池底部留一定大小的廢氣空腔，其上設(shè)置支撐布?xì)饩W(wǎng)103。在支撐布?xì)饩W(wǎng)103上均勻敷設(shè)生物濾池填料105。生物濾池填料105頂部為若干噴頭106。噴頭106與水管108相連接，在水管連入單元層之前，設(shè)置閥門(mén)110。生物濾池單元層頂部設(shè)一廢氣排氣口113，排氣口113與廢氣排氣管111相連接。廢氣經(jīng)過(guò)生物降解后，由排氣管111排放。

塔式生物濾池廢氣處理過(guò)程如下：待處理廢氣由進(jìn)氣管101通過(guò)風(fēng)機(jī)102經(jīng)過(guò)各單元層閥門(mén)109和進(jìn)氣口112進(jìn)入生物濾池單元層底部，通過(guò)各單元層底部的支撐布?xì)饩W(wǎng)103均勻進(jìn)入單元層內(nèi)的生物填料層105。生物填料105附著生長(zhǎng)許多包括細(xì)菌、真菌等微生物。經(jīng)過(guò)微生物的吸附、吸收和降解，VOCs及臭氣等污染物得到降解和去除。經(jīng)過(guò)凈化的氣體由各單元層的排氣口113集中到廢氣排氣管111排放。為保持一定的濕度，需要對(duì)填料進(jìn)行澆灌。通過(guò)噴淋水泵107，將噴淋水分別輸送到各單元層頂部的噴頭。每個(gè)單元層的噴淋水由水管閥門(mén)110控制。閥門(mén)110可根據(jù)運(yùn)行要求，人工或自動(dòng)控制。每個(gè)單元層產(chǎn)生的滲濾液則通過(guò)底部滲濾液排口114集中到排放管104排出生物濾池。

本發(fā)明的塔式生物濾池相當(dāng)于將普通的生物濾池分割為若干獨(dú)立處理單元，然后將這些處理單元并聯(lián)，并從下到上的垂直疊放，構(gòu)建成一塔型構(gòu)筑物。這樣實(shí)現(xiàn)了生物濾池的單元模塊化和垂直化，在極小占地面積情況下，能夠處理大量廢氣。這樣，不僅極大降低了普通濾池占地面積，而且改變了普通生物濾池的單一結(jié)構(gòu)，將生物濾池單元化及模塊化，使得生物濾池處理廢氣具有靈活性和可擴(kuò)展性，從而適應(yīng)工業(yè)廢氣排放風(fēng)量和污染負(fù)荷的變化。

下面列舉運(yùn)用本發(fā)明的塔式生物濾池的幾種工藝組合。

由圖3可知，在保持塔式生物濾池整體結(jié)構(gòu)保持不變的條件下，將下層的原排氣口113通過(guò)廢氣連接管120與上一層的廢氣進(jìn)氣口112相連接，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)處理。此外，上下單元層可分別敷設(shè)不同的填料，下層敷設(shè)第一級(jí)生物濾池填料117，上層敷設(shè)第二級(jí)生物濾池填料118，以適應(yīng)廢氣處理的需要。由于廢氣先進(jìn)入下層生物濾池單元，濃度較高，微生物獲得養(yǎng)分較多，微生物生長(zhǎng)較快，生物膜積累速度快，造成堵塞，因此下層填充顆粒直徑較大、空隙率較大、且不易堵塞的第一級(jí)生物濾池填料117。由于污染物經(jīng)過(guò)下層生物濾池單元凈化后，濃度較低，上層生物濾池單元填充粒徑較小、空隙率較小、吸附能力較強(qiáng)的第二級(jí)塔式生物濾池填料118，這樣有助于微生物接觸生長(zhǎng)，進(jìn)一步降解污染物，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

由圖4可知，即塔式生物濾池兩級(jí)串聯(lián)處理。該工藝由兩級(jí)塔式生物濾池組成：第一級(jí)塔式生物濾池115和第二級(jí)塔式生物濾池116。第一級(jí)塔式生物濾池115排氣管后設(shè)置風(fēng)機(jī)119，風(fēng)機(jī)119再與第二級(jí)塔式生物濾池116的進(jìn)氣管相連。兩級(jí)塔式生物濾池內(nèi)敷設(shè)不同類(lèi)型的填料：第一級(jí)塔式生物濾池敷設(shè)顆粒直徑較大、空隙率較大、且不易堵塞的第一級(jí)生物濾池填料117；第二級(jí)塔式生物濾池敷設(shè)顆粒直徑較小、空隙率較小、吸附能力較強(qiáng)的第二級(jí)塔式生物濾池填料118。

由圖5可知，即兩個(gè)塔式濾池的單元層之間互相串聯(lián)。由兩套塔式生物濾池組成：第一級(jí)塔式生物濾池115和第二級(jí)塔式生物濾池116。第一級(jí)塔式生物濾池各個(gè)單元層的排氣口由管路直接與第二級(jí)塔式生物濾池的進(jìn)氣口相連。廢氣經(jīng)過(guò)各個(gè)單元處理完后，由第二級(jí)塔式生物濾池的排氣管排出。兩級(jí)塔式生物濾池內(nèi)填充不同類(lèi)型的填料，第一級(jí)塔式生物濾池115內(nèi)填充顆粒直徑較大、空隙率較大、且不易堵塞第一級(jí)生物濾池填料117。第二級(jí)塔式生物濾池116內(nèi)填充粒徑較小、空隙率較小、吸附能力較強(qiáng)的第二級(jí)塔式生物濾池填料118。

由此可證，舉一反三，除本實(shí)施例給出的實(shí)例，還能做多種組合。