[实用新型]改进的生物过滤塔

说明书

技术领域

本实用新型属于环保设备及应用，特别是指一种改进的生物过滤塔。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)污染已同二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等成为目前我国重点城市群的主要大气污染物。其中工业领域尤为突出,工程技术减排是重要的控制措施之一。挥发性有机物(VOCs)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法和分解法，回收法包括膜分离法、吸附法、冷凝法等，该类方法可实现有机废物的回收，但回收的物质纯度难以保证，再利用价值低，且不能从根本上处理挥发性有机物。分解法包括热焚烧法，催化氧化法、生物过滤法等。其中热焚烧法，催化氧化法处理效率高，分解较为彻底，但能耗大，催化剂容易积碳失活，不适合处理低浓度VOCs气体。生物过滤工艺(主要设备为生物过滤塔)是处理低浓度VOCs较为实用的技术，因其成本低，操作简单，技术清洁等优点而受到广泛关注。

目前国家尚未对生物过滤塔的性能、构造制定相应的技术规范及标准，但在该技术领域对生物过滤塔采用主体构造基本相同的结构布局，其结构主要包括进气口、布气系统、填料区、喷淋区、出气口等。处理工艺为：废气由底部进气口、布气系统(布气系统多为均匀开孔的支撑板，既可以承载填料，又能起到均匀布气的效果)进入填料层，与填料层上的生物膜和喷淋的营养液经过气-液传输、液-膜传输相接触，利用填料上驯化后的单一或者混合微生物的新陈代谢，以污染物为碳源和氮源，将各种有机化合物和某些无机物进行生物降解，最终分解成二氧化碳和水，从而有效去除工业废气中的VOCs。生物过滤塔填料多为惰性物质构成，其顶部设有喷淋装置用以控制填料层的湿度，同时还能通过向喷淋液中加入营养盐物质创造适宜微生物生长繁殖的环境。

生物过滤塔在运行过程中，要求表面气流速度为10-100m³/m²·h，停留时间为15-60s，填料高度为0.5-1.0m，压降500-1000Pa，相对含湿量为30-60％，pH值为7-8(张自杰.《注册环保工程师第一手册》.化学工业出版社)。其中停留时间是生物塔净化有机废气过程中的重要参数之一。在进气浓度一定的情况下，停留时间越长，微生物越能与有机废气充分接触，从而能能够使更多的有机物通过吸附、扩散作用进入到生物膜内部，因此净化效果也就越好。反之，停留时间变短，微生物没有足够的时间充分降解有机物，导致废气的净化效率降低，同时有害物质积累增多，又进一步对微生物产生了负面影响。填料层压降是另一个影响生物过滤塔运行的重要性能指标，该性能指标采用沿气流方向填料层所损失的压力来表征，一般系统压降要控制在500-1000Pa，通常由压力表测定。压降会直接影响过滤塔的运行能耗，填料层压降随运行时间延长会逐步升高，一般在运行60-100天时，压降会呈升高趋势，压降可升高200％-800％，污染物去除率下降40-50％，同时由于压降增大，会增加系统运行的动力能耗，若不及时控制，会使过滤塔无法继续运行。

根据文献报道(黄树杰，《生物滴滤塔处理含H₂S与NH₃恶臭气体的试验研究》，硕士论文，广东工业大学2006)，当生物过滤塔的净化效率连续1周保持稳定在70％时，则表明系统挂膜驯化成功。生物膜表面的微生物与废气接触充分，吸收营养比较容易，而膜内部靠近填料表面的微生物不能从外部得到可作为细胞碳源和其它营养物的营养物，而进入内源呼吸阶段，丧失了附着与填料表面生长的能力，呈老化状态而脱落。

针对VOCS的治理需求，国家和行业相继颁布了排放标准。《大气污染物综合排放标准》(DB16297-1996)中对笨、甲苯、二甲苯等物质作出明确排放限值。《合成革和人造革污染物排放标准》(GB21902-2008)中对VOCs的排放根据工艺不同，分别限值150mg/m³或200mg/m³。河北省发布的地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB13-2322-2016)规定，医药制造工业废气最高允许排放浓度为60mg/m³，最低去除率90％，而交通运输、表面涂装等行业工业废气最高允许排放浓度为60mg/m³，最低去除率为70％。标准中对各行业的排放标准及去除效率做出了明确说明。同时标准中对各VOCs的收集方法、浓度检测方法做出了规定。