本發(fā)明涉及廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物脫硫除臭滴濾塔裝置及臭氣體生物脫硫除臭的方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)上，養(yǎng)殖廠、堆肥廠、垃圾處理廠和污水處理廠產(chǎn)生的硫化氫等惡臭氣體將會(huì)污染環(huán)境、造成腐蝕設(shè)備等危害。其產(chǎn)生的氣體通常具有量大、濃度低等特點(diǎn)。惡臭氣體的主要成分為：氨(NH3)，硫化氫(H2S)，甲基硫((CH3)3S)，三甲胺((CH3)3N)，二硫甲基((CH3)3S2)，乙醛(CH3CHO)，苯乙烯(C6H5C2H3)等。其中，硫化氫(H2S)是臭氣體中重要的成分，對(duì)人體、設(shè)備都能造成比較大的危害。
與傳統(tǒng)的物理化學(xué)法相比，生物除臭由于具有幾乎不需要添加化學(xué)藥劑、可在常溫常壓下進(jìn)行、能量浪費(fèi)較低等特點(diǎn)，其已逐漸成為凈化惡臭物質(zhì)的主要方法。生物滴濾法由于其處理負(fù)荷高、成本較低、便于操作等特性，已被廣泛應(yīng)用于垃圾處理廠等場(chǎng)所凈化降解過程中的惡臭氣體。生物滴濾法的填料可分為可降解性填料和不可降解性填料。其中可降解性填料包括木屑、菌糠和炭質(zhì)材料等；不可降解性填料包括陶瓷、鮑爾環(huán)和空心球球等。
由于硫化氫的低溶解度和對(duì)細(xì)菌的高毒性，微生物直接去除硫化氫不太適合高濃度的硫化氫氣體的處理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種生物脫硫除臭滴濾塔裝置，以解決硫化氫對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生毒害的技術(shù)問題，可用于含高濃度硫化氫氣體生物脫硫除臭，并可以減少裝置啟動(dòng)時(shí)間、不產(chǎn)生二次污染并解決填料堵塞等實(shí)際工程上遇到的問題。
本發(fā)明的另一目的還在于提供一種利用所述裝置對(duì)臭氣體生物脫硫除臭的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種生物脫硫除臭滴濾塔裝置，其物征在于，所述的裝置包括生物氧化塔、化學(xué)吸收脫硫除臭塔和循環(huán)噴淋裝置；
所述的生物氧化塔由多個(gè)獨(dú)立的生物氧化單元和生物氧化單元下方的進(jìn)氣緩沖區(qū)通過法蘭盤連接而成，塔頂分別設(shè)置貧液進(jìn)液口和空氣排放口，塔底設(shè)置富液排放口；所述生物氧化單元內(nèi)包含填料，所述進(jìn)氣緩沖區(qū)設(shè)置空氣進(jìn)氣口；
所述的化學(xué)吸收脫硫除臭塔內(nèi)包含化學(xué)吸收液，塔頂和塔底分別設(shè)置尾氣排放口和貧液排放口；化學(xué)吸收液底部設(shè)置臭氣進(jìn)氣口，臭氣進(jìn)氣口設(shè)置爆氣頭，液面上方設(shè)置富液進(jìn)液口；
所述的循環(huán)噴淋裝置包括貧液收集槽、貧液管道和生物滴濾器，富液收集槽、富液管道和富液噴淋頭，以及循環(huán)泵；富液收集槽收集生物氧化塔富液排放口排出的噴淋液，通過富液管道和循環(huán)泵送至化學(xué)吸收脫硫除臭塔的富液進(jìn)液口，富液進(jìn)液口設(shè)置富液噴淋頭；貧液收集槽收集化學(xué)吸收脫硫除臭塔貧液排放口排出的化學(xué)吸收液，通過貧液管道和循環(huán)泵送至生物氧化塔的貧液進(jìn)液口，貧液進(jìn)液口設(shè)置生物滴濾器。
所述裝置中，空壓機(jī)通過空氣進(jìn)氣管道連接空氣進(jìn)氣口，進(jìn)氣管道上設(shè)置進(jìn)氣閥、止回閥等。
所述裝置中，鼓風(fēng)機(jī)通過臭氣進(jìn)氣管道連接臭氣進(jìn)氣口，進(jìn)氣管道上設(shè)置進(jìn)氣閥、止回閥等。
優(yōu)選地，
所述的生物氧化單元可設(shè)置保溫夾套，或留有取樣口、預(yù)留口；
所述的循環(huán)泵優(yōu)選為蠕動(dòng)泵；
所述貧液收集槽和富液收集槽內(nèi)設(shè)置pH控制裝置，底部設(shè)有放空管；貧液管道和富液管道入口設(shè)置過濾頭。
生物氧化塔采用常見的工業(yè)填料，如鮑爾環(huán)、空心球、聚氨酯泡沫、木屑等；填料在脫臭運(yùn)行前需預(yù)先接種菌源進(jìn)行掛膜培養(yǎng)，菌源為氧化亞鐵硫桿菌。
本發(fā)明還涉及一種利用所述裝置對(duì)臭氣體生物脫硫除臭的方法，包括以下步驟：
(1)菌源掛膜和馴化：在化學(xué)吸收脫硫除臭塔中加入包含氮、磷、鉀、鎂和亞鐵離子的培養(yǎng)液，并加入氧化亞鐵硫桿菌菌液，開啟裝置使培養(yǎng)液在生物氧化塔和化學(xué)吸收脫硫除臭塔中循環(huán)，運(yùn)行10～12小時(shí)后靜置6～8小時(shí)并更換培養(yǎng)液，重復(fù)5～7次進(jìn)行掛膜；之后再將含硫化氫濃度為20～60ppm的臭氣通過臭氣進(jìn)氣口通入化學(xué)吸收脫硫除臭塔中強(qiáng)化掛膜效果，周期為2～4天；
(2)脫硫除臭：含硫化氫臭氣經(jīng)過臭氣進(jìn)氣口和爆氣頭輸送至化學(xué)吸收脫硫除臭塔中化學(xué)吸收液底部，經(jīng)過與化學(xué)吸收液的接觸硫化氫被吸收后臭氣經(jīng)臭氣排放口排出；空氣經(jīng)空氣進(jìn)氣口輸送至生物氧化塔底部供微生物生長；化學(xué)吸收脫硫除臭塔底部的貧液收集槽中的化學(xué)吸收液通過循環(huán)泵經(jīng)貧液管道和貧液進(jìn)液口輸送至生物氧化塔頂部，并通過生物滴濾器均勻分布在生物氧化單元內(nèi)的填料上被微生物利用；同時(shí)生物氧化塔底部的富液收集槽中的噴淋液通過循環(huán)泵經(jīng)富液管道和富液進(jìn)液口輸送至化學(xué)吸收脫硫除臭塔，經(jīng)富液噴淋頭噴淋至化學(xué)吸收液液面，化學(xué)吸收液中三價(jià)鐵離子循環(huán)再生。
上述方法利用鐵鹽吸收與微生物氧化聯(lián)合作用以解決硫化氫對(duì)細(xì)菌的毒害問題。該工藝?yán)脙蓚€(gè)連通的反應(yīng)器：在一個(gè)反應(yīng)器(化學(xué)吸收脫硫除臭塔)中利用高鐵氧化去除硫化氫，在另一反應(yīng)器(生物氧化塔)中重新產(chǎn)生高鐵鹽從而實(shí)現(xiàn)鐵的循環(huán)。上述方法不產(chǎn)生二次污染物，也不需添加昂貴的催化劑，僅需向裝置中補(bǔ)充少量微生物生長所需氮、鉀、鎂等微量元素。
所述方法中，除臭裝置化學(xué)吸收液中的高鐵鹽將硫化氫氧化成單質(zhì)硫從而沉淀分離出來，從而實(shí)現(xiàn)廢物資源化。
所述生物氧化塔采用常見的工業(yè)填料，如鮑爾環(huán)、空心球、聚氨酯泡沫、木屑等。該除臭裝置中所使用的填料，對(duì)微生物生長須具有很好的固著性，故能營造出菌株生長所必須的生長環(huán)境。還因其具有較大的比表面積，適合微生物的生長繁殖，同時(shí)大量減少系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。
所述方法中，使用優(yōu)化的培養(yǎng)基可以加快菌種的繁殖，較傳統(tǒng)培養(yǎng)基相比大大減少掛膜時(shí)間，提高了菌種的細(xì)胞活性。所述的培養(yǎng)液其主要成分為磷酸氫二銨1～5克/升，氯化鉀0.1～1克/升，硫酸鎂1～3克/升，硝酸鈣0.01～0.1克/升，硫酸亞鐵40～60克/升。
所述方法中，掛膜期在培養(yǎng)液中加入體積百分比10％的培養(yǎng)3～4天、OD600＝0.4的氧化亞鐵硫桿菌菌液。
所述方法中，生物氧化塔中噴淋密度為0.5～3升噴淋液/升填料·h。
所述方法中，控制生物氧化塔溫度在28～30℃。
所述方法中，貧液收集槽和富液收集槽內(nèi)噴淋液的pH值控制在2.0～2.5。
所述方法中，除臭裝置可應(yīng)用空氣進(jìn)行反沖洗，對(duì)于長時(shí)間的運(yùn)行出現(xiàn)填料堵塞的情況，只需在生物氧化塔底部的空氣進(jìn)氣口中通入空氣進(jìn)行反沖洗，即可解決填料堵塞的問題。
有益效果：本發(fā)明的生物脫硫除臭滴濾塔裝置將生物氧化系統(tǒng)和化學(xué)吸收系統(tǒng)分開布設(shè)，具有耐沖擊、負(fù)荷高、填料使用時(shí)間長等優(yōu)勢(shì)，通過反沖洗可解決填料長時(shí)間運(yùn)行堵塞的問題。所述的方法利用鐵鹽吸收與微生物氧化聯(lián)合作用解決硫化氫對(duì)細(xì)菌的毒害，并在脫硫除臭過程中實(shí)現(xiàn)鐵的循環(huán)，不需添加昂貴的催化劑，僅需向反應(yīng)器中補(bǔ)充少量微生物生長所需氮、鉀、鎂等微量元素，具有良好的臭氣處理效果且無二次污染，而且硫化氫被氧化得到的單質(zhì)硫具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可實(shí)現(xiàn)廢物資源化。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖廠、堆肥廠、垃圾處理廠和污水處理廠。具體包括：
(1)本發(fā)明采用的填料具有較大的比表面積，適合微生物的生長繁殖，對(duì)于減少系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間具有一定的優(yōu)勢(shì)。而且填料廉價(jià)易得，運(yùn)行成本較低，可重復(fù)利用，不會(huì)帶來二次污染。對(duì)硫化氫(H2S)的去除效果長時(shí)間維持在90％以上?？蓮V泛應(yīng)用于養(yǎng)殖廠、堆肥廠、垃圾處理廠和污水廠。
(2)所述裝置應(yīng)用反沖洗系統(tǒng)對(duì)于解決填料長時(shí)間運(yùn)行之后堵塞的問題具有很好的效果，可減少因填料堵塞而更換填料所帶來的運(yùn)行成本增加的問題。
(3)通過將硫化氫氧化成單質(zhì)硫，在生物脫硫除臭的同時(shí)得以資源化，硫單質(zhì)具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值且無二次污染物的產(chǎn)生。
(4)通過使用優(yōu)化的培養(yǎng)基可以減少掛膜時(shí)間，提高生物活性；且對(duì)比傳統(tǒng)培養(yǎng)基可減少培養(yǎng)沉淀的產(chǎn)生。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的生物脫硫除臭滴濾塔裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，I-生物氧化塔；II-化學(xué)吸收脫硫除臭塔；1-空氣排放口；2-貧液進(jìn)液口；3-取樣口；4-預(yù)留口；5-保溫夾套；6-穿孔板；7-法蘭盤；8-取樣口；9-填料；10-進(jìn)氣緩沖區(qū)；11-空氣進(jìn)氣口；12-富液排放口；13-貧液排放口；14-空壓機(jī)；15-化學(xué)吸收液；16-尾氣排放口；17-富液進(jìn)液口；18-臭氣進(jìn)氣口；19A-貧液收集槽；19B-富液收集槽；20-過濾頭；21-鼓風(fēng)機(jī)；22-蠕動(dòng)泵；23-富液管道；24-貧液管道。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案給予進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但有必要指出以下實(shí)施例只用于對(duì)發(fā)明內(nèi)容的描述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
實(shí)施例1
如圖1所示，為本發(fā)明的一種生物脫硫除臭滴濾塔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的裝置包括生物氧化塔I、化學(xué)吸收脫硫除臭塔II和循環(huán)噴淋裝置；所述的生物氧化塔I由多個(gè)獨(dú)立的生物氧化單元和生物氧化單元下方的進(jìn)氣緩沖區(qū)10通過法蘭盤7連接而成，塔頂分別設(shè)置貧液進(jìn)液口2和空氣排放口1，塔底設(shè)置富液排放口12；所述生物氧化單元內(nèi)包含填料9，所述進(jìn)氣緩沖區(qū)10下方設(shè)置空氣進(jìn)氣口11，空壓機(jī)14通過空氣進(jìn)氣管道連接空氣進(jìn)氣口11；所述的化學(xué)吸收脫硫除臭塔II內(nèi)包含化學(xué)吸收液15，塔頂和塔底分別設(shè)置尾氣排放口16和貧液排放口13；化學(xué)吸收液15底部設(shè)置臭氣進(jìn)氣口18，臭氣進(jìn)氣口18上設(shè)置爆氣頭；鼓風(fēng)機(jī)21通過臭氣進(jìn)氣管道連接臭氣進(jìn)氣口18，化學(xué)吸收液15液面上方設(shè)置富液進(jìn)液口17；所述的循環(huán)噴淋裝置包括貧液收集槽19A、貧液管道24和生物滴濾器，富液收集槽19B、富液管道23和富液噴淋頭，以及循環(huán)泵22；富液收集槽19B收集生物氧化塔富液排放口12排出的噴淋液，通過富液管道23和循環(huán)泵22送至化學(xué)吸收脫硫除臭塔的富液進(jìn)液口17，富液進(jìn)液口17設(shè)置富液噴淋頭；貧液收集槽19A收集化學(xué)吸收脫硫除臭塔貧液排放口13排出的化學(xué)吸收液，通過貧液管道24和循環(huán)泵22送至生物氧化塔的貧液進(jìn)液口2，貧液進(jìn)液口2設(shè)置生物滴濾器。
從功能上分，該裝置各部分包括進(jìn)氣系統(tǒng)、生物氧化系統(tǒng)、化學(xué)吸收脫硫除臭系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)；
其中，進(jìn)氣系統(tǒng)包括生物氧化塔I進(jìn)氣系統(tǒng)和化學(xué)吸收脫硫除臭塔II進(jìn)氣系統(tǒng)，它們由空壓機(jī)14、鼓風(fēng)機(jī)21、進(jìn)氣緩沖區(qū)10、空氣進(jìn)氣口11、臭氣進(jìn)氣口18、空氣排放口1、尾氣排放口16、進(jìn)氣管道以及管道上的進(jìn)氣閥、止回閥組成；生物氧化系統(tǒng)包括多個(gè)獨(dú)立的生物氧化單元，每個(gè)獨(dú)立的生物氧化單元又由含菌種的填料9、穿孔板6、保溫夾套5、取樣口3、8、預(yù)留口4組成；化學(xué)吸收脫硫除臭系統(tǒng)包括化學(xué)吸收脫硫除臭塔II內(nèi)的化學(xué)吸收液15、富液進(jìn)液口17和貧液排放口13；循環(huán)噴淋系統(tǒng)由噴淋液(化學(xué)吸收液)、蠕動(dòng)泵22(循環(huán)泵)、貧液收集槽19A、富液收集槽19B、過濾頭20、富液管道23、富液噴淋頭、貧液管道24、生物滴濾器和pH控制裝置組成；反沖洗系統(tǒng)由空氣進(jìn)氣口11和空壓機(jī)14組成。
空氣排放口1和尾氣排放口16位于該除臭裝置中生物氧化塔、化學(xué)吸收脫硫除臭塔的頂部，便于氣體排出；空氣進(jìn)氣口11、臭氣進(jìn)氣口18和貧液進(jìn)液口2、富液進(jìn)液口17分別位于生物氧化塔和化學(xué)吸收脫硫除臭塔的底部和頂部；在道靠近兩塔處的富液管道和貧液管道上安裝噴淋閥，便于控制噴淋裝置中噴淋液的量；穿孔板6位于每兩個(gè)生物氧化單元及生物氧化單元與進(jìn)氣緩沖區(qū)的法蘭盤7之間；進(jìn)氣閥位于進(jìn)氣管道靠近生物氧化塔和化學(xué)吸收脫硫除臭塔附近，用于控制進(jìn)入生物氧化塔和化學(xué)吸收脫硫除臭塔的氣量；貧液收集槽19A、富液收集槽19B位于兩塔的底部，收集槽底部設(shè)有放空管；蠕動(dòng)泵22安裝于收集槽19A、19B上方，并與富液管道23和貧液管道24相連，用于輸送噴淋液，貧液管道24和富液管道23入口設(shè)置過濾頭20，過濾頭20位于收集槽19A、19B內(nèi)；鼓風(fēng)機(jī)21和空壓機(jī)14分別通過管道連接臭氣進(jìn)氣口18和空氣進(jìn)氣口11。
實(shí)施例2
利用實(shí)施例1所述的裝置對(duì)臭氣體生物脫硫除臭，生物生物氧化單元內(nèi)使用木屑為填料9，含硫化氫臭氣由鼓風(fēng)機(jī)21經(jīng)過臭氣進(jìn)氣口18和納米爆氣頭輸送至化學(xué)吸收液15底部，經(jīng)過與化學(xué)吸收液15的接觸硫化氫被吸收后臭氣經(jīng)臭氣排放口16排出?？諝馔ㄟ^空壓機(jī)14經(jīng)空氣管道、閥門和空氣進(jìn)氣口11輸送至生物氧化塔底部供微生物生長所必須以及提供反沖洗所用氣源?；瘜W(xué)吸收脫硫除臭塔底部的貧液收集槽19B中噴淋液通過蠕動(dòng)泵22經(jīng)貧液管道24和貧液進(jìn)液口2輸送至生物氧化塔頂部，并通過生物滴濾器均勻分布在木屑填料9上被微生物利用，噴淋密度為0.5～1.0m3噴淋液/m3填料·h。而生物氧化塔底部的富液收集槽19B中的噴淋液同樣通過蠕動(dòng)泵22經(jīng)富液管道23和富液進(jìn)液口17噴淋到化學(xué)吸收脫硫除臭塔頂部，化學(xué)吸收液中三價(jià)鐵離子循環(huán)再生。貧液、富液收集槽19A、19B內(nèi)噴淋液的pH值通過pH探頭和控制器控制在2.5左右。生物氧化塔內(nèi)噴淋液的水力停留時(shí)間為20～30天，此后由位于貧液或富液收集槽底部的放空管排放?？刂粕镅趸囟仍?8～30℃。
填料采用普通杉木，采用尺寸為12mm×5mm×1mm的木屑(刨花)和顆?；钚蕴孔鳛楣潭ɑd體；填料在脫臭運(yùn)行前需預(yù)先接種菌源掛膜培養(yǎng)，菌源為自行分離富集的氧化亞鐵硫桿菌菌株，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)3～4天，OD600＝0.4。培養(yǎng)液組成為磷酸氫二銨1～5克/升，氯化鉀0.1～1克/升，硫酸鎂1～3克/升，硝酸鈣0.01～0.1克/升，硫酸亞鐵40～60克/升。長期使用后可在噴淋液中添加適量的微量元素以供微生物更好的生長。
木屑填料在正式運(yùn)行前需預(yù)先掛膜并馴化。掛膜期在噴淋液(培養(yǎng)液)中加入體積10％的菌種進(jìn)行前期掛膜，掛膜時(shí)間約在5～7天，最后兩次強(qiáng)化掛膜則可不用投加菌種進(jìn)行最終掛膜。至噴淋液中約含9.8克/升的二價(jià)鐵離子，控制pH＝2.5。馴化期間只需在化學(xué)吸收脫硫除臭塔的臭氣進(jìn)氣口中通入低濃度的硫化氫氣體進(jìn)行馴化，周期為2～4天。
實(shí)施例3
使用實(shí)施例1相同的裝置，噴淋密度為0.5～1.0m3噴淋液/m3填料·h；生物氧化塔內(nèi)噴淋液的水力停留時(shí)間為2個(gè)月。其他條件與實(shí)施例2相同。
實(shí)施例4
使用實(shí)施例1相同的裝置，噴淋密度為1.0～2.0m3噴淋液/m3填料·h。其他條件與實(shí)施例2相同。
生物脫硫除臭處理結(jié)果分析：
來自養(yǎng)殖廠、堆肥廠、垃圾處理廠、污水處理廠等的臭氣中硫化氫氣體濃度約在20～1000ppm，可根據(jù)不同臭氣源中硫化氫濃度的變化來調(diào)整化學(xué)吸收液液面的高度。在實(shí)施例2中，化學(xué)吸收脫硫除臭塔中臭氣體停留時(shí)間在30～70秒。在連續(xù)運(yùn)行一個(gè)月的時(shí)間里，硫化氫進(jìn)氣濃度約為500～1000ppm，處理后硫化氫的濃度約為20～80ppm，去除率均高于92％。出氣硫化氫濃度均達(dá)到了惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB14554-93)。而且以木屑作為生物填料對(duì)亞鐵離子的轉(zhuǎn)化率1小時(shí)可達(dá)到90％以上，可以使系統(tǒng)中鐵鹽達(dá)到平衡，讓生物滴濾塔正常高效運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)收集槽中分離得到了一定質(zhì)量的單質(zhì)硫顆粒，減少了填料堵塞并實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用。在實(shí)施例3中，停留時(shí)間在30～70秒，在連續(xù)運(yùn)行的43天的時(shí)間里，硫化氫的去除率仍能達(dá)到90％，但43天以后會(huì)有緩慢的降低但去除率均高于80％。在連續(xù)運(yùn)行約20～30天左右時(shí)間生物氧化塔填料會(huì)發(fā)生堵塞問題，但運(yùn)行反沖洗后系統(tǒng)堵塞問題得以大大減少。在實(shí)施例3中，停留時(shí)間為30～70秒。在連續(xù)運(yùn)行的1個(gè)月時(shí)間內(nèi)硫化氫的去除率均高于95％。因此，本發(fā)明的生物脫硫除臭裝置應(yīng)對(duì)養(yǎng)殖廠、堆肥廠、垃圾處理廠、污水處理廠中硫化氫臭氣的去除能達(dá)到較高的處理效果，同時(shí)又能減少處理后造成的二次污染。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述的技術(shù)要旨和原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。