專(zhuān)利名稱(chēng)：一種惡臭及有機(jī)廢氣的凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含惡臭物質(zhì)廢氣的凈化方法，特別是濃度較低、成分復(fù)雜、無(wú)回收價(jià)值的惡臭和有機(jī)廢氣的凈化方法。
背景技術(shù)：
石化企業(yè)在含硫量較高原油的煉制及相關(guān)產(chǎn)品加工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重惡臭污染，這些含惡臭的組分主要為硫化氫、硫醇、硫醚等硫系惡臭，還有氨、有機(jī)胺、噻酚等惡臭污染。另一方面各種有毒有害廢氣的排放也嚴(yán)重危害著人們的健康。如苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等芳香烴類(lèi)和其它烴類(lèi)污染。
惡臭污染是通過(guò)人們的嗅覺(jué)而引起的不愉快感，乃至影響人體健康的一種感覺(jué)公害，但它不同于一般環(huán)境的污染物質(zhì)對(duì)人體的直接傷害，而是通過(guò)刺激人的感覺(jué)神經(jīng)，破壞人體新陳代謝，對(duì)人體的神經(jīng)和心理造成傷害。人若長(zhǎng)期生活于惡臭污染的環(huán)境中會(huì)引起厭食、失眠、記憶力下降和心情煩躁等功能性疾病。這種惡臭污染中的致臭成分以含硫的化合物為主，同時(shí)含有低濃度的其它烴類(lèi)、氨類(lèi)、有機(jī)酸等。這些硫的化合物包括無(wú)機(jī)硫(硫化氫)和有機(jī)硫(硫醇、硫醚、羥基硫等)，其特點(diǎn)是其閾值很低，對(duì)人體危害很大，其濃度較低，波動(dòng)范圍很大，一般小于1000mg/m3，偶爾可達(dá)10000mg/m3，若采用硫回收工藝則經(jīng)濟(jì)上不合理。其它惡臭組分比較復(fù)雜，濃度較低，無(wú)回收價(jià)值，但長(zhǎng)期生活于此環(huán)境，對(duì)人體會(huì)造成很大影響。
針對(duì)這種惡臭污染，人們開(kāi)發(fā)了吸收法，燃燒法等化學(xué)法，但這些方法運(yùn)行費(fèi)用較高，對(duì)于低濃度的惡臭污染治理則經(jīng)濟(jì)上不合理。后來(lái)，人們又開(kāi)發(fā)了生物法和吸附法。吸附法脫臭效率高，但存在失活活性炭后續(xù)處理的問(wèn)題，而且需要再生處理。且活性炭纖維比較昂貴，用很昂貴的材料，進(jìn)行沒(méi)有回收價(jià)值的惡臭物質(zhì)的去除，在經(jīng)濟(jì)上不合理。生物法是通過(guò)微生物分解惡臭氣體分子，實(shí)現(xiàn)惡臭的凈化。其特點(diǎn)是無(wú)二次污染、運(yùn)行費(fèi)用較低，生物填料容易得到因而備受人們歡迎。
專(zhuān)利CN1039190提出了以固定硫桿菌的生物填料處理含硫廢氣，以硫酸鹽為噴淋液循環(huán)噴淋。此方法對(duì)高濃度硫化氫較為適用，而對(duì)于低濃度的硫化氫廢氣則能耗較大，經(jīng)濟(jì)性差，對(duì)含其它惡臭組分的廢氣沒(méi)有去除作用。
專(zhuān)利CN 1217952A也采用固定有硫桿菌的填料處理含硫化氫和甲硫醇的惡臭氣體(硫化氫濃度91mg/m3，甲硫醇濃度6.4mg/m3)，凈化過(guò)程中通過(guò)噴淋營(yíng)養(yǎng)鹽保持填料濕度20％～80％，硫化氫和甲硫醇去除率可達(dá)100％。但由于固定的菌群為單一的硫桿菌，故存在以下缺點(diǎn)凈化過(guò)程在固載單一菌群的生物填料上進(jìn)行，當(dāng)惡臭廢氣中含有硫化物之外的其它類(lèi)惡臭組分如酚類(lèi)、苯類(lèi)等惡臭廢氣時(shí)，則不能達(dá)到好的效果，另外，去除負(fù)荷也有限，對(duì)于風(fēng)量很大的惡臭廢氣，則消耗的營(yíng)養(yǎng)鹽會(huì)很大，經(jīng)濟(jì)性降低。
專(zhuān)利CN1393280A采用多層結(jié)構(gòu)的填料塔處理含復(fù)雜組分的廢氣，各層裝填相同或不同的填料，填料層之間設(shè)置可以使淋洗液體排除塔外的裝置，使得各填料層間的淋洗操作互相不受影響，能夠同時(shí)或分別進(jìn)行獨(dú)立的淋洗和連續(xù)的廢氣凈化操作，各填料層分別使用相同或不同的廢氣凈化工藝。該方法使用常規(guī)的生物填料，填料的耐沖擊性較差，污染物去除率可以進(jìn)一步提高。并且，該方法在操作時(shí)，污染物的去除效果受季節(jié)的影響較大，運(yùn)行周期較短。
JP63277467、JP810560等公開(kāi)了一種微生物脫臭裝置，其主要特征為使用了一種以泥炭、黃土或含有泥炭黃土的顆粒物為微生物的載體。該方法不能解決填料在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易堵塞、壓降增大的問(wèn)題。JP494733公開(kāi)了一種凈泥炭填料成型化技術(shù)，在泥炭中加入一種或幾種有機(jī)或無(wú)機(jī)添加劑，較好地解決了填料易堵塞、壓降大的問(wèn)題。但采用填料先成型后掛載微生物的方式，微生物膜在微生物填料上的掛載強(qiáng)度低，易于脫落，微生物的生長(zhǎng)環(huán)境不穩(wěn)定，耐沖擊性差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可以穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的微生物法凈化化含惡臭及有機(jī)污染物廢氣的方法。
本發(fā)明廢氣凈化方法主要包括1～3級(jí)微生物處理。微生物處理過(guò)程采用微生物填料塔，微生物填料使用固定化微生物填料。因定化微生物填料以顆?；蚶w維物體為載體，載體表面固化微生物膜，微生物填料中含有交聯(lián)劑，交聯(lián)劑將微生物膜固化在載體上。用于載體的顆粒和/或纖維物體包括植物的莖、葉、根的殘?bào)w、泥炭、活性炭、紡織物、動(dòng)物毛發(fā)、工程塑料中的一種或幾種的混合物。微生物膜來(lái)自于經(jīng)過(guò)馴化、培養(yǎng)后獲得的菌液。用于微生物填料的菌液通常來(lái)自于活性污泥、受污染地區(qū)周?chē)耐寥?、廢水生化處理廠中的廢水或經(jīng)過(guò)馴化后的菌種。微生物膜的量為1×105～3×109株/g干填料。交聯(lián)劑包括殼聚糖、聚乙烯化合物(如聚乙烯醇、聚氨酯、聚醋酸乙烯等)、海藻酸鹽、明膠中、氫氧化鈣、氧化鈣等中的一種或幾種。交聯(lián)劑用量為0.02～0.5g/g干填料，優(yōu)選為0.05～0.3g/g干填料。
廢氣微生物處理可以采用常規(guī)的操作條件，如廢氣采用向上流動(dòng)通過(guò)微生物填料層，每級(jí)微生物處理的空速一般為20h-1～600h-1，優(yōu)選60h-1～360h-1，操作溫度為14℃～40℃，最佳控制溫度為20℃～35℃。
根據(jù)所處理廢氣的具體情況決定微生物處理的級(jí)數(shù)廢氣中組份類(lèi)型少可以采用一級(jí)微生物處理，組份類(lèi)型復(fù)雜可以采用兩級(jí)或三級(jí)微生物處理。如果待處理廢氣中以含硫化氫或氨等惡臭物質(zhì)，則可以采用一級(jí)微生物處理；如果待處理廢氣中同時(shí)含有惡臭物質(zhì)和有機(jī)硫以及苯類(lèi)等烴類(lèi)物質(zhì)，則可以采用兩級(jí)微生物處理，第一級(jí)微生物處理以去除硫化氫物質(zhì)為主，第二級(jí)微生物處理以除有機(jī)硫和烴類(lèi)物質(zhì)為主。如果廢氣組份更復(fù)雜，還可以使用三級(jí)微生物處理。微生物填料可以采用生化處理達(dá)標(biāo)排放廢水連續(xù)或定期噴淋，也可以添加一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保持微生物填料微生物生長(zhǎng)環(huán)境，不同級(jí)微生物處理進(jìn)行獨(dú)立的噴淋操作，具體操作方法可按本領(lǐng)域常規(guī)知識(shí)進(jìn)行。
在第一級(jí)微生物處理的固定化微生物膜填料的上部，可以使用一定量的吸附劑，吸附劑一般為活性炭、特種活性炭、分子篩、硅膠、氧化鋁、硅藻土等中的一種或幾種，吸附劑用量為微生物填料體積的1％～30％。
在微生物處理之前，廢氣可以經(jīng)過(guò)預(yù)處理，以去除其中的粉塵、油霧等，并調(diào)整廢氣的溫度。預(yù)處理一般可以采用濕式除塵塔進(jìn)行。
在微生物處理之后，可以進(jìn)行深度吸附處理，以進(jìn)一步提高凈化效果。
本發(fā)明廢氣凈化工藝以微生物法為主，具有凈化率高、成本低等特點(diǎn)。采有本發(fā)明涉及的固定化微生物填料，加強(qiáng)了微生物填料體內(nèi)微生物膜的掛載強(qiáng)度，使其不會(huì)脫落，穩(wěn)定了微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，耐沖擊性增強(qiáng)。另外填料經(jīng)過(guò)定型后，填料的構(gòu)架強(qiáng)度增強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)填料體積變化很大，使氣體出現(xiàn)偏流的現(xiàn)象。微生物填料的凈化活性保持較長(zhǎng)時(shí)期的穩(wěn)定，確保廢氣凈化工藝的連續(xù)正常運(yùn)行，提高凈化效率。按照廢氣的組份進(jìn)行分級(jí)微生物處理，可以使各種類(lèi)型的污染物均可以達(dá)到理想的處理效果。微生物填料層上增加吸附劑，可以防止廢氣濃度、氣量波動(dòng)劇烈或微生物處理出現(xiàn)異常以及運(yùn)轉(zhuǎn)初期微生物馴化階段，影響后續(xù)處理或影響最終凈化效果。廢氣預(yù)處理可以去除廢氣中的粉塵、油霧等，這些物質(zhì)進(jìn)入微生物填料，會(huì)使微生物的生長(zhǎng)環(huán)境惡化，導(dǎo)至污染物去除率的下降，甚至?xí)固盍蠈佣氯瑹o(wú)法運(yùn)行。另外，廢氣預(yù)處理的一個(gè)重要功能是調(diào)整廢氣的溫度，使廢氣處于微生物可發(fā)揮最高凈化功能的溫度區(qū)域，溫度對(duì)微生物有的重大影響，如冬季廢氣溫度較低時(shí)，微生物生長(zhǎng)緩慢，無(wú)法實(shí)現(xiàn)較高的凈化效果。微生物處理后進(jìn)行吸附處理，可以進(jìn)一步提高凈化效果，這在人口密集地區(qū)十分重要。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合石化企業(yè)污水處理場(chǎng)排放的含硫惡臭廢氣，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方案。
石化企業(yè)污水處理場(chǎng)排放的含硫惡臭廢氣，主要組分有硫化氫、有機(jī)硫化物、苯系物以及其它惡臭組分。有機(jī)硫化物包括硫醇(甲硫醇、乙硫醇、丁硫醇等)、硫醚(甲硫醚、甲乙硫醚等)、羰基硫、羥基硫、有機(jī)二硫化合物(二甲二硫、二硫化碳等)、噻酚等一切可能由加工含硫原油而產(chǎn)生的含硫混合物。其它惡臭組分為無(wú)機(jī)氨及有機(jī)胺(氨、甲胺、二甲胺、三甲胺等)，酚類(lèi)(苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚等)，苯系物(苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等)、有機(jī)酸(甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸)以及其它的造成惡臭污染的揮發(fā)性化合物。廢氣中的有害組份濃度一般為50～10000mg/m3，其中硫化氫一般為0～1000mg/m3，有機(jī)硫化物濃度一般為0～500mg/m3，總烴一般為0～5000mg/m3，其它惡臭組分濃度總和一般為0～4000mg/m3。屬于組份類(lèi)型復(fù)雜的廢氣。
針對(duì)石化企業(yè)污水處理場(chǎng)排放廢氣的具體情況，本發(fā)明的凈化方案包括以下步驟(1)惡臭氣體的收集與輸送。通過(guò)收集系統(tǒng)和管道輸送，使待處理的惡臭廢氣進(jìn)入惡臭氣體處理裝置。
(2)惡臭氣體先經(jīng)過(guò)預(yù)處理，去除掉惡臭廢氣中的顆粒雜質(zhì)、易凝組分以及進(jìn)行預(yù)熱處理。
(3)預(yù)處理后的惡臭氣體經(jīng)過(guò)微生物-吸附塔，在這個(gè)塔內(nèi)可去除酸性氣組分、堿性組分，如硫化氫、氨等。經(jīng)過(guò)此塔后惡臭氣體中硫化氫去除率可＞98％，氨類(lèi)可完全去除。此時(shí)惡臭氣體以烴類(lèi)為主要成分。
(4)經(jīng)過(guò)生物-吸附塔的處理后，進(jìn)入二級(jí)生物塔進(jìn)一步去除以烴類(lèi)為主的惡臭廢氣。經(jīng)過(guò)此步驟后廢氣中的惡臭組分基本上完全去除，有機(jī)硫化物可去除98％以上，苯系物可去除97％以上，其它烴類(lèi)可去除95％以上，還剩余少量的難以生物去除的惡臭廢氣。
(5)經(jīng)過(guò)(4)處理后惡臭廢氣再經(jīng)過(guò)深度凈化塔進(jìn)一步處理，此時(shí)惡臭廢氣已經(jīng)完全被去除。
惡臭排放源分為有組織排放源和無(wú)組織排放源。有組織排放源主要由煙囪等高架源排放的惡臭廢氣，這類(lèi)惡臭廢氣可直接由風(fēng)機(jī)引入惡臭治理裝置。無(wú)組織排放源則需要先將惡臭污染物收集起來(lái)，然后引入惡臭治理裝置。在石化企業(yè)污水處理場(chǎng)的惡臭污染是無(wú)組織排放，即通過(guò)敞口向外散發(fā)，要防止其污染環(huán)境，首先必須考慮將這些敞口密閉，密閉方式可采用遮棚方式密閉、平蓋方式密閉、活動(dòng)式密閉以及其它可以將惡臭氣體封閉起來(lái)的方法密閉。密封后留出引氣口，以便將惡臭廢氣引入處理裝置。密封方式要選擇便于污水處理設(shè)施便于維修。
上述惡臭氣體的處理系統(tǒng)由惡臭氣預(yù)處理系統(tǒng)、生物-吸附塔、二級(jí)生物塔、深度凈化塔四部分組成。惡臭氣體的預(yù)處理作用是去除廢氣中的比較大的雜質(zhì)顆粒、易凝油，并且具有對(duì)廢氣加熱的功能。預(yù)處理通過(guò)濕式除塵塔實(shí)現(xiàn)，濕式除塵塔有重力噴霧塔、離心噴灑洗滌器、自激噴霧洗滌器、文丘里洗滌器、機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器、旋風(fēng)水膜除塵器、填料層洗滌器、泡沫洗滌器等有氣液接觸的處理塔或處理器。濕式除塵塔中的液相為5℃～55℃的溶液，最優(yōu)溫度為20℃～45℃。濕式除塵塔優(yōu)選使用水洗填料塔、噴霧塔、洗滌塔。噴淋水淋洗后可循環(huán)噴淋，也可直接排入下水道。使用填料水洗塔時(shí)，水洗塔中所用的填料為鋼性填料，如各種形式的塑料球、拉西環(huán)、鮑爾環(huán)及各種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的填料，填料的當(dāng)量直徑為8mm～40mm，最優(yōu)為10mm～30mm。通過(guò)預(yù)處理，廢氣中的0.1μm以上的顆粒狀油滴和固體顆?？筛咝コ?，去除后氣體中的顆粒濃度小于400mg/m3，廢氣中的濕度可降低到90％以下，廢氣溫度為15℃～45℃。
惡臭廢氣經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)入生物-吸附塔，在本級(jí)塔內(nèi)可去除酸性惡臭氣體以及一些堿性惡臭氣體。酸性惡臭氣主要為硫化氫等水溶液為弱酸性的氣體，堿性惡臭氣為氨等氣體。惡臭氣體上流進(jìn)入塔內(nèi)，塔底部為生物填料層，塔頂部為吸附層。
微生物填料上的微生物種類(lèi)可隨惡臭氣體濃度大小而不同，酸性惡臭氣體濃度較大時(shí)，生物填料上所附著的微生物為嗜酸性微生物，惡臭氣體濃度較低時(shí)，生物填料上微生物為嗜中性微生物，正常運(yùn)行時(shí)噴淋液為污水處理場(chǎng)生化達(dá)標(biāo)出水，經(jīng)濟(jì)性較好。由于硫化氫等惡臭的閾值很低，故在需要在生物填料的上部加填一層或多層吸附劑，以保證在裝置運(yùn)行初期，硫化氫等酸性惡臭氣體濃度波動(dòng)較大時(shí)保證裝置出口的零排放。吸附劑為吸附性較強(qiáng)的物質(zhì)，包括活性炭、分子篩、硅膠、氧化鋁、硅藻土等的一種或幾種。惡臭氣體經(jīng)過(guò)此塔時(shí)，空速為20h-1～600h-1，優(yōu)選60h-1～360h-1，溫度為14℃～40℃，最佳控制溫度為20℃～35℃。
惡臭氣體在經(jīng)過(guò)生物-吸附塔后，進(jìn)入二級(jí)生物塔，在二級(jí)生物塔內(nèi)，微生物填料上微生物為嗜中性的微生物，降解剩余的少量有機(jī)硫化物和大部分烴類(lèi)，正常運(yùn)行時(shí)噴淋液為污水處理場(chǎng)生化達(dá)標(biāo)出水，節(jié)省新鮮水。惡臭氣體經(jīng)過(guò)此塔時(shí)，空速為20h-1～600h-1，優(yōu)選60h-1～360h-1，溫度為14℃～40℃，最佳控制溫度為20℃～35℃。
含少量惡臭組分的廢氣再進(jìn)入深度凈化塔，此塔可為吸附塔、吸收塔，吸附劑為吸附性較強(qiáng)的物質(zhì)，包括活性炭、分子篩、硅膠、氧化鋁、硅藻土等的一種或幾種。惡臭氣體經(jīng)過(guò)此塔時(shí)，空速為200h-1～3000h-1，優(yōu)選600h-1～2000h-1，溫度范圍為-30℃～80℃，優(yōu)選10℃～50℃。
使用上述工藝步驟“廢氣預(yù)處理→生物-吸附處理→二級(jí)生物凈化→深度凈化”處理含硫惡臭廢氣，特別是石化企業(yè)污水處理場(chǎng)排放的含硫的組分復(fù)雜惡臭廢氣，在常溫下，硫系惡臭組分去除率可達(dá)98％以上，主要組分出口濃度小于0.4μL/L，苯系物、噻酚、苯乙烯、氨的去除率可保持90％以上。
本發(fā)明方法使用的固定化微生物填料制備過(guò)程包括如下步驟(1)選擇顆粒或纖維物體作為微生物填料的載體；(2)用微生物菌液浸漬上述載體，然后用營(yíng)養(yǎng)液噴淋；(3)用交聯(lián)劑將步驟(2)得到的掛載微生物的載體進(jìn)行微生物膜固化；(4)將步驟(3)得到的固化微生物膜的載體定型為微生物填料。
步驟(1)中涉及的顆?；蚶w維狀物體可以是植物的莖、葉、根的殘?bào)w、泥炭、活性炭、紡織物、動(dòng)物毛發(fā)、工程塑料中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選泥炭和植物的莖、葉、根的殘?bào)w、活性炭的一種或幾種的混合物。其中所述的泥炭的含水率為30％～90％，最優(yōu)為55％～70％，泥炭纖維的長(zhǎng)度平均為1mm～50mm，優(yōu)選15mm～40mm，填充密度為150kg/m3～400kg/m3，最優(yōu)為220kg/m3～280kg/m3?；钚蕴繛橹鶢罨虿欢ㄐ皖w粒，柱狀直徑為2mm～7mm，最優(yōu)為3mm～4.5mm。泥炭與其它材料混合使用時(shí)，泥炭的體積含量一般為40％～90％，優(yōu)選為55％～75％。
步驟(2)微生物菌液浸漬載體的過(guò)程為將載體完全浸沒(méi)于菌液當(dāng)中，使凈化微生物生長(zhǎng)并附著于載體上。菌液通常來(lái)自于活性污泥，活性污泥一般需使用營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行好氧或厭氧方式培養(yǎng)1～7天，營(yíng)養(yǎng)液可以使用本領(lǐng)域通常的營(yíng)養(yǎng)液組成，如用含有0.1～0.5w％牛肉膏、0.1～0.5w％蛋白胨、0.2～0.8w％NaCl、0.01～0.1w％Na2S2O3及0.02～0.1M磷酸等。培養(yǎng)條件采用本領(lǐng)域常規(guī)方法和和條件，如在pH 7.0～7.2、溫度20～30℃左右，好氧培養(yǎng)進(jìn)行通空氣或攪動(dòng)。菌液也可以來(lái)自菌種篩選或其它方法所獲得的微生物培養(yǎng)液。然后用營(yíng)養(yǎng)液體對(duì)經(jīng)過(guò)菌液浸漬的載體進(jìn)行1～3天持續(xù)或間斷的淋洗，強(qiáng)化載體表面的微生物膜，并清除多余的微生物量。
步驟(3)涉及的微生物膜固化過(guò)程為采用交聯(lián)劑，將載體表面經(jīng)過(guò)淋洗后的微生物膜進(jìn)行交聯(lián)固化。交聯(lián)劑可以是殼聚糖、聚乙烯化合物(如聚乙烯醇、聚氨酯、聚醋酸乙烯等)、海藻酸鹽、明膠中的一種或幾種，也可以是無(wú)機(jī)物如氫氧化鈣，氧化鈣等。使用時(shí)，將交聯(lián)劑和載體混合在一起，攪拌均勻，加入載體體積的1～5倍的水，優(yōu)選2～3倍，再稍微攪拌，使載體和交聯(lián)劑混合均勻?；蛑苯佑媒宦?lián)劑水溶液浸泡已掛載微生物的填料。固化處理溫度為30～90℃，優(yōu)選為40～60℃，處理時(shí)間20～120小時(shí)，優(yōu)選為48～72小時(shí)。然后將多余的水瀝出，使填料的含水率達(dá)到40w％～95w％。
步驟(4)涉及的填料定型過(guò)程為將經(jīng)過(guò)微生物膜固化的載體用混合、擠壓的方法加工成所需要的形狀，如球形、柱形、環(huán)形、鞍形、板形以及其它各種形狀。然后在溫度為30℃～80℃條件下處理12～240小時(shí)，最好在40℃～70℃下處理24～96小時(shí)。
下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方法和效果，實(shí)施例的目的在于舉例說(shuō)明本發(fā)明的效果和特征，這些實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
實(shí)施例1～3本發(fā)明使用的固定化微生物填料及制備過(guò)程。
實(shí)施例1以泥炭纖維為載體，微生物填料的制備方法如下
將取自污水處理場(chǎng)生化曝氣反應(yīng)池的活性污泥，用含有0.4w％牛肉膏、0.3w％蛋白胨、0.2w％NaCl、0.1w％Na2S2O3及0.1M磷酸緩沖液的培養(yǎng)基在pH7.0、25℃下曝氣4天，離心分離殘余的污泥，獲得的富含凈化微生物的菌液，用這種菌液將泥炭纖維完全浸漬，添加0.4w％酵母膏、2w％NH4Cl、0.1w％Na2S2O3以及0.001mol的Fe+和Mg+、0.01w％維生素等成分，調(diào)控pH為7.0、在25℃下用好氧方式(攪拌操作)培養(yǎng)6天，使菌液中的凈化微生物能夠充分生長(zhǎng)并附著于泥炭纖維上，再將泥炭纖維取出，用含有0.4w％牛肉膏、0.3w％蛋白胨及Na+、K+的0.1M磷酸緩沖液的營(yíng)養(yǎng)液體對(duì)上述泥炭纖維進(jìn)行每隔4h進(jìn)行循環(huán)淋洗，淋洗強(qiáng)度為每立方米填料每小時(shí)用0.03立方米營(yíng)養(yǎng)液。同時(shí)調(diào)控pH為7.0，持續(xù)進(jìn)行3天，使附著于泥炭纖維表面的微生物膜得到強(qiáng)化，并使多余的微生物量隨淋洗液排出。然后用聚醋酸乙烯溶液浸泡泥炭纖維(交聯(lián)劑用量為0.2g/g干填料)，將其表面經(jīng)過(guò)淋洗后的微生物膜在30℃下進(jìn)行72h的交聯(lián)固化，最后，將固化后的泥炭纖維瀝水，使其含水率達(dá)到85w％后，擠壓成柱型填料體，再用40℃下熱穩(wěn)定4天即可。
上述過(guò)程制備出的固定化微生物填料性能參數(shù)如下表所示表1 泥炭纖維微生物填料體物性(S1)

實(shí)施例2以活性炭顆粒為載體的微生物填料。微生物填料的制備方法如下將取自污水處理設(shè)施的活性污泥，用含有0.4w％牛肉膏、0.2w％(NH4)2SO4、0.2w％NaCl、及0.1M磷酸緩沖液的培養(yǎng)基在pH 7.0、25℃下曝氣培養(yǎng)4天，離心分離后獲得的富含凈化微生物的菌液，用這種菌液將活性炭顆粒完全浸漬，繼續(xù)用上述培養(yǎng)基并添加0.001mol的Fe+、Mg+和0.01w％維生素等成分，調(diào)控pH為7.0、在20～30℃下好氧培養(yǎng)6天后，再將活性炭顆粒取出，用含有0.4w％牛肉膏、0.01w％Na2S2O3及Na+、K+的0.1M磷酸緩沖液的營(yíng)養(yǎng)液體對(duì)上述活性炭顆粒進(jìn)行4h間隔的循環(huán)淋洗，同時(shí)調(diào)控pH為7.0～7.5，持續(xù)進(jìn)行3天，然后用海藻酸鈉溶液浸泡活性炭顆粒(交聯(lián)用量為0.3g/g干填料)，在80℃下對(duì)微生物膜進(jìn)行48h的交聯(lián)固化，在70℃穩(wěn)定2天即可。
制備出的固定化微生物填料性能參數(shù)如下表所示表2 活性炭纖維微生物填料體物性(S2)

實(shí)施例3按照實(shí)施例1所述的制備過(guò)程，將其中的泥炭換為泥炭與活性炭體積比為3∶1的混合載體材料。微生物菌液浸漬、營(yíng)養(yǎng)液噴淋過(guò)程與實(shí)施例相同。交聯(lián)劑使用殼聚糖和氫氧化鈣(重量比2∶1)的混合物，每克干填料加交聯(lián)劑0.05克，混合均勻，加載體體積2倍的水混合均勻，在50℃下對(duì)微生物膜進(jìn)行30h的交聯(lián)固化，瀝出多余水，成型后在70℃穩(wěn)定2天即可。
上述過(guò)程制備出的固定化微生物填料性能參數(shù)如下表所示表3 泥炭纖維微生物填料體物性(S3)

實(shí)施例4將實(shí)施例1中的填料應(yīng)用于含硫化氫廢氣的凈化處理，采用一級(jí)微生物處理，硫化氫的濃度為120mg/m3，廢氣空速為150h-1，操作溫度為30℃，48小時(shí)后含硫化氫去除率穩(wěn)定在100％。
實(shí)施例5將實(shí)施例2中的填料應(yīng)用于以硫化氫、有機(jī)硫、苯系物為主要污染物的廢氣處理，硫化氫的濃度為80mg/m3左右，有機(jī)硫化物(甲硫醚)濃度為130mg/m3左右，苯濃度為220mg/m3左右。采用兩級(jí)微生物處理，均采用實(shí)施例2中的填料，第一級(jí)空速為400h-1，第二級(jí)空速為200h-1，操作溫度為28℃。36h后硫化氫去除率達(dá)100％，有機(jī)硫去除率達(dá)到95％，苯去除率達(dá)到98％。
實(shí)施例6將實(shí)施例1中的填料應(yīng)用于以硫化氫主要污染物的廢氣處理裝置，硫化氫的平均濃度為71.2mg/m3，廢氣空速為150h-1，操作溫度為30℃，一周后硫化氫的去除率穩(wěn)定在100％。將濃度突然升高至181.5mg/m3，去除率降低到98％，經(jīng)過(guò)2天后，去除率又恢復(fù)到100％。將濃度提高至322.1mg/m3，去除率僅降低到90.3％。
比較例1將沒(méi)有掛載微生物的泥炭作為生物載體，應(yīng)用于硫化氫的平均濃度為50mg/m3的處理裝置上。在活性炭吸附飽和后，開(kāi)始馴化，五周后，硫化氫去除率為98％。將濃度提高至150mg/m3，去除率則降低到85％。濃度提高至250mg/m3，則去除率下降至71％。從實(shí)施例6和比較例1可看出，掛載微生物的填料比未掛載微生物的填料抗負(fù)荷沖擊能力高出一倍多。
實(shí)施例7～11在石化企業(yè)污水處理場(chǎng)敞口排放含硫惡臭廢氣的設(shè)施上方安裝拱形遮棚，將惡臭廢氣收集起來(lái)，在遮棚上留有檢查口，可檢查污水處理設(shè)施的運(yùn)行狀況，在遮棚頂端留有惡臭廢氣排出口，由鼓風(fēng)機(jī)將惡臭廢氣從排出口送入惡臭廢氣預(yù)處理系統(tǒng)，預(yù)處理塔采用水洗填料塔，填料為塑料環(huán)，操作空速為150h-1，作用除塵除油并有對(duì)廢氣調(diào)整溫度的功能，預(yù)處理塔出口廢氣溫度為20～35℃；然后進(jìn)入生物-吸附塔，在本級(jí)塔內(nèi)可去除酸性惡臭氣體以及一些堿性惡臭氣體，生物段的溫度保持20～35℃，然后進(jìn)入二級(jí)生物塔，在此塔內(nèi)大部分烴類(lèi)可被生物降解，剩余的含少量惡臭組分的廢氣經(jīng)過(guò)深度凈化塔凈化后經(jīng)煙囪排放。各實(shí)施例的凈化條件見(jiàn)表4，各實(shí)施例均在常壓下運(yùn)行。惡臭廢氣凈化效果如表5。其中微生物-吸附塔中的吸附劑為活性炭，比表面積1200m2/g，吸附劑量占微生物填料量的體積百分比。深度凈化塔中有吸附劑為硅膠，比表面積為950m2/g。
表4 惡臭廢氣處理?xiàng)l件

表5 惡臭廢氣凈化效果

實(shí)施例12在實(shí)施例9的條件下，運(yùn)行2500小時(shí)結(jié)果如下。

權(quán)利要求
1.一種惡臭及有機(jī)廢氣的凈化方法，包括1～3級(jí)微生物處理，微生物處理過(guò)程采用微生物填料塔，其特征在于微生物填料使用固定化微生物填料，所述的固定化微生物填料以顆粒或纖維物體為載體，載體表面固化微生物膜，微生物填料中含有交聯(lián)劑，交聯(lián)劑將微生物膜固化在載體上，交聯(lián)劑用量為0.02～0.5g/g干填料。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的固定化微生物填料的微生物膜來(lái)自于經(jīng)過(guò)馴化、培養(yǎng)后獲得的菌液，微生物膜的量1×105～3×109株/g干填料。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述固定化微生物填料的載體選自植物的莖、葉、根的殘?bào)w、泥炭、活性炭、紡織物、動(dòng)物毛發(fā)、工程塑料中的一種或幾種的混合物。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述固定化微生物填料的交聯(lián)劑選自殼聚糖、聚乙烯化合物、海藻酸鹽、明膠中、氫氧化鈣、氧化鈣中的一種或幾種，交聯(lián)劑用量為0.05～0.3g/g干填料。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述微生物處理中廢氣向上流動(dòng)通過(guò)微生物填料層，每級(jí)微生物處理的空速為20h-1～600h-1，操作溫度為14℃～40℃。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的微生處理空速為60h-1～360h-1，操作溫度為20℃～35℃。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在第一級(jí)微生物處理的固定化微生物膜填料的上部，使用微生物填料體積的1％～30％的吸附劑。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的吸附劑選自活性炭、分子篩、硅膠、氧化鋁、硅藻土中的一種或幾種。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每級(jí)微生物處理進(jìn)行獨(dú)立的噴淋操作。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的惡臭及有機(jī)廢氣來(lái)源于石化企業(yè)的污水處理場(chǎng)。
11.按照權(quán)利要求1或10所述的方法，其特征在于在廢氣微生物處理前經(jīng)過(guò)濕式除塵塔進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后廢氣的溫度為15～40℃。
12.按照權(quán)利要求1或10所述的方法，其特征在于在廢氣微生物處理后進(jìn)行深度吸附處理，吸附劑為活性炭、分子篩、硅膠、氧化鋁、硅藻土中的一種或幾種，空速為200h-1～3000h-1。
全文摘要
一種治理惡臭污染特別是石化污水處理場(chǎng)散發(fā)的惡臭污染的方法以及低濃度有機(jī)廢氣的凈化方法。本發(fā)明采用固定化微生物膜填料，采用1～3級(jí)微生物處理，以微生物處理前可以用濕式除塵塔進(jìn)行預(yù)處理，微生物處理后可以用吸附劑進(jìn)行深度處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有操作成本低、凈化率高、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、耐沖擊、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)?？梢杂糜诟鞣N惡臭源的脫臭，也可應(yīng)用于各種低濃度有機(jī)廢氣的凈化，如石化企業(yè)污水處理場(chǎng)、市政污水處理廠、醫(yī)藥企業(yè)、養(yǎng)雞廠、化工廠等排放的廢氣。
文檔編號(hào)B01D53/72GK1745883SQ200410050398
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月11日
發(fā)明者郭兵兵 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院