專利名稱：移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備。
背景技術(shù)：
惡臭氣體是污染環(huán)境、危害人體健康的重要公害之一，惡臭物質(zhì)的重要發(fā)生源主要來自城市污水輸送泵站、城市污水處理廠、畜禽養(yǎng)殖場、垃圾填埋場、冶金、石油、化工、魚肉加工廠等等。惡臭對人和動物的危害與其濃度和作用時間有關(guān)，低濃度、短時間的作用一般不會有顯著危害，高濃度臭氣往往導(dǎo)致對健康損害的急性癥狀，但在生產(chǎn)條件下這種機(jī)會較少。值得注意的是在低濃度、長時間的作用下有產(chǎn)生慢性中毒的危險，對人畜的健康和家畜生產(chǎn)力產(chǎn)生漸進(jìn)性的危害，使人們難以意識到是惡臭作用的結(jié)果。因此，惡臭帶來的環(huán)境污染已成為我國亟待解決的環(huán)保難題之一。
對惡臭污染物的終端治理主要包括物理方法、化學(xué)方法、生物方法三種，如圖1所示。多年的研究和實(shí)踐，使得這些方法在處理特定惡臭污染物中均取得了一定效果，各種除臭方法的應(yīng)用效果比較如表1和表2所示。
表1除臭方法應(yīng)用效果比較

表2各種除臭技術(shù)的成本與效果比較


上述處理方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，對于大流量、低濃度的揮發(fā)性有機(jī)廢氣和惡臭氣體，使用物理和化學(xué)方法處理存在投資大、操作復(fù)雜、運(yùn)行成本高的問題。生物除臭是20世紀(jì)50年代后期發(fā)展起來的處理臭氣的方法，該方法因其處理效率高、無二次污染、所需設(shè)備簡單、便于操作、費(fèi)用低廉和管理維護(hù)方便的特點(diǎn)，已成為許多國家研究的熱點(diǎn)，是惡臭治理的一個發(fā)展方向。實(shí)踐證明，微生物降解惡臭污染物的方法具有物理方法和化學(xué)方法無可比擬的優(yōu)越性。
常見的廢氣生物處理工藝包括生物過濾、生物滴濾、生物洗滌、膜生物反應(yīng)器和轉(zhuǎn)盤生物過濾反應(yīng)器。其中，生物濾器是廢氣生物處理中最有前景的生物反應(yīng)器，目前在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛，其他類型的生物反應(yīng)器尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。生物濾器涉及到氣、液、固相傳質(zhì)及生化反應(yīng)，影響因素多而復(fù)雜。盡管迄今已對生物濾器工藝技術(shù)優(yōu)化研究作了廣泛的工作，但大多數(shù)研究將生物濾器視作“黑箱”系統(tǒng)，對反應(yīng)器內(nèi)微生物種群結(jié)構(gòu)和功能及其在反應(yīng)器設(shè)計(jì)、運(yùn)行和過程控制等方面的研究鮮見報(bào)道。近年來，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境微生物分子生態(tài)學(xué)研究取得突破性的進(jìn)展，揭示微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性機(jī)理的微生物分子生態(tài)學(xué)技術(shù)逐漸在生物濾器研究中得到應(yīng)用。通過分子水平上研究反應(yīng)器微生物生態(tài)，氣體污染物在反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)機(jī)制和分子水平上的轉(zhuǎn)化規(guī)律，為新型高效生物濾器設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程控制提供了理論依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備。
一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備具有載車，在載車上設(shè)有生物滴濾除臭裝置，生物滴濾除臭裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)和液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)；進(jìn)氣系統(tǒng)包括相連接的空氣泵、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)、增濕器、混合器、第一緩沖器、第二緩沖器、生物滴濾器底部或者頂部進(jìn)口，氣體實(shí)驗(yàn)氣體鋼瓶依次與控制開關(guān)、氣體質(zhì)量流量計(jì)、混合器相連，微量注射泵依次與注射器、混合器相連，微電腦時間控制器分別與空氣泵、控制開關(guān)和微量注射泵相連；氣體凈化系統(tǒng)包括相連接的營養(yǎng)液供應(yīng)箱、精密蠕動泵、生物滴濾器、滲濾液收集器，微電腦時間控制器與精密蠕動泵相連，生物滴濾器頂部設(shè)有噴頭，共有三段填料層，每層填料間有孔徑分布均勻的不銹鋼網(wǎng)格隔離，每段均布有氣體采樣口，每層設(shè)3個填料生物膜樣品取樣口，且呈平面120°夾角；生物滴濾器頂部或者底部尾氣出口與尾氣吸收瓶相接。
另一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備具有載車，在載車上設(shè)有生物滴濾除臭裝置，生物滴濾除臭裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)和液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)；進(jìn)氣系統(tǒng)包括相連接的風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣管道、生物滴濾器底部或者頂部進(jìn)口；氣體凈化系統(tǒng)包括相連接的營養(yǎng)液供應(yīng)箱、精密蠕動泵、生物滴濾器、滲濾液收集器，微電腦時間控制器與精密蠕動泵相連，生物滴濾器頂部設(shè)有噴頭，共有三段填料層，每層填料間有孔徑分布均勻的不銹鋼網(wǎng)格隔離，每段均布有氣體采樣口，每層設(shè)3個填料生物膜樣品取樣口，且呈平面120°夾角；生物滴濾器頂部或者底部尾氣出口與尾氣吸收瓶相接。
所述的氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括相連接的生物滴濾器采樣口、溫度和濕度傳感器、氣相色譜儀或者氣體傳感器，數(shù)據(jù)傳輸至電腦進(jìn)行記錄和處理。
液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括在滲濾液收集器中的pH計(jì)探頭和ORP計(jì)探頭，pH計(jì)探頭與pH計(jì)相連，ORP計(jì)探頭與ORP計(jì)相連。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)可針對多組分模擬惡臭氣體或是實(shí)際氣體進(jìn)行生物除臭；(2)可移動的特性便于各種實(shí)際需要，占地面積??；(3)采用了氣體傳感器或者氣相色譜儀、溫度和濕度傳感器、pH計(jì)探頭、ORP計(jì)探頭等對氣液進(jìn)行在線監(jiān)測；(4)設(shè)計(jì)了多段填料層，還可根據(jù)處理氣體的成分和性質(zhì)，在各段內(nèi)裝填不同的填料；(5)實(shí)現(xiàn)對生物滴濾器中填料生物膜樣品的分層采樣，使對微生物生態(tài)的分析成為可能，從而可實(shí)現(xiàn)對微生物的活性和生物濾器的性能進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)控。


圖1是脫臭技術(shù)分類；圖2是實(shí)驗(yàn)室移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備(逆流式)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)驗(yàn)室移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備(并流式)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是現(xiàn)場移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備(逆流式)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是現(xiàn)場移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備(并流式)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中載車1、微電腦時間控制器2、空氣泵3、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)4、增濕器5、混合器6、第一緩沖器7、第二緩沖器8、氣體實(shí)驗(yàn)氣體鋼瓶9、控制開關(guān)10、氣體質(zhì)量流量計(jì)11、微量注射泵12、注射器13、風(fēng)機(jī)14、進(jìn)氣管道15、營養(yǎng)液供應(yīng)箱16、精密蠕動泵17、噴頭18、生物滴濾器19、不銹鋼網(wǎng)格20、氣體樣品采集口21、填料生物膜樣品取樣口22、尾氣吸收瓶23、溫度和濕度傳感器24、氣體傳感器或GC儀25、pH計(jì)探頭26、ORP計(jì)探頭27、ORP計(jì)28、pH計(jì)29、填料30、滲濾液收集器31、電腦32。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想是以微生物除臭機(jī)理、微生物生態(tài)學(xué)理論和在線監(jiān)測技術(shù)為指導(dǎo)，從解決惡臭氣體公害的現(xiàn)實(shí)需求出發(fā)，同時考慮微生物除臭技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的可操作性與運(yùn)行費(fèi)用，以達(dá)到“高效除臭-功能微生物-在線監(jiān)測-移動運(yùn)行”四位一體關(guān)系，并以現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)為手段，通過實(shí)驗(yàn)室條件下模擬惡臭氣體，分析研究惡臭種類、負(fù)荷、停留時間、營養(yǎng)液噴淋量、溫度等條件對微生物除臭效率和填料生物膜中微生物群落結(jié)構(gòu)及其活性變化的影響，揭示氣體污染物在反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)機(jī)制和分子水平上的轉(zhuǎn)化規(guī)律，為新型高效生物濾器設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程控制提供了理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
如圖2、3所示，移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備具有載車1，在載車上設(shè)有生物滴濾除臭裝置，生物滴濾除臭裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)和液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)；進(jìn)氣系統(tǒng)包括相連接的空氣泵3、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)4、增濕器5、混合器6、第一緩沖器7、第二緩沖器8、生物滴濾器19底部或者頂部進(jìn)口，氣體實(shí)驗(yàn)氣體鋼瓶9依次與控制開關(guān)10、氣體質(zhì)量流量計(jì)11、混合器6相連，微量注射泵12依次與注射器13、混合器6相連，微電腦時間控制器2分別與空氣泵3、控制開關(guān)10和微量注射泵12相連；氣體凈化系統(tǒng)包括相連接的營養(yǎng)液供應(yīng)箱16、精密蠕動泵17、生物滴濾器19、滲濾液收集器31，微電腦時間控制器2與精密蠕動泵17相連，生物滴濾器19頂部設(shè)有噴頭18，共有三段填料層30，每層填料間有孔徑分布均勻的不銹鋼網(wǎng)格20隔離，每段均布有氣體采樣口21，每層設(shè)3個填料生物膜樣品取樣口22，且呈平面120°夾角；生物滴濾器19頂部或者底部尾氣出口與尾氣吸收瓶23相接。
所述的氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括相連接的生物滴濾器19采樣口21、溫度和濕度傳感器24、氣相色譜儀或者氣體傳感器25，數(shù)據(jù)傳輸至電腦32進(jìn)行記錄和處理。液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括在滲濾液收集器31中的pH計(jì)探頭26和ORP計(jì)探頭27，pH計(jì)探頭26與pH計(jì)29相連，ORP計(jì)探頭27與ORP計(jì)28相連。
如圖4、5所示，移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備具有載車1，在載車上設(shè)有生物滴濾除臭裝置，生物滴濾除臭裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)和液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)；進(jìn)氣系統(tǒng)包括相連接的風(fēng)機(jī)14、進(jìn)氣管道15、生物滴濾器19底部或者頂部進(jìn)口；氣體凈化系統(tǒng)包括相連接的營養(yǎng)液供應(yīng)箱16、精密蠕動泵17、生物滴濾器19、滲濾液收集器31，微電腦時間控制器2與精密蠕動泵17相連，生物滴濾器19頂部設(shè)有噴頭18，共有三段填料層30，每層填料間有孔徑分布均勻的不銹鋼網(wǎng)格20隔離，每段均布有氣體采樣口21，每層設(shè)3個填料生物膜樣品取樣口22，且呈平面120°夾角；生物滴濾器19頂部或者底部尾氣出口與尾氣吸收瓶23相接。
所述的氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括相連接的生物滴濾器19采樣口21、溫度和濕度傳感器24、氣相色譜儀或者氣體傳感器25，數(shù)據(jù)傳輸至電腦32進(jìn)行記錄和處理。液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括在滲濾液收集器31中的pH計(jì)探頭26和ORP計(jì)探頭27，pH計(jì)探頭26與pH計(jì)29相連，ORP計(jì)探頭27與ORP計(jì)28相連。
本實(shí)用新型的具體操作方式1)進(jìn)氣對于逆流式和并流式，所不同的在于進(jìn)氣系統(tǒng)與生物滴濾器進(jìn)氣管路的連接位置，逆流式的進(jìn)氣口位于生物滴濾器的最下部，并流式的進(jìn)氣口位于生物滴濾器的最上部。對于實(shí)驗(yàn)室模擬氣體研究和現(xiàn)場氣體除臭，所不同的在于配氣還是風(fēng)機(jī)收集，氣態(tài)目標(biāo)污染物配氣是采用鋼瓶，易揮發(fā)性液態(tài)目標(biāo)污染物配氣采用微量注射泵慢慢注射入混合器，通過空氣泵吹入氣體擴(kuò)散后進(jìn)氣。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)單一氣體或是多種混合氣體的配制。
2)生物滴濾器生物滴濾器設(shè)計(jì)充分考慮了分層采集氣相樣品和填料生物膜樣品的可操作性，其高度為1m，直徑為0.2m，由加厚有機(jī)玻璃管加工制作而成；分三層采集樣品，層與層之間的高度為0.2m，每層設(shè)1個氣體取樣口和3個填料生物膜樣品取樣口，后者呈平面120°夾角，這樣使得所采集的樣品具有代表性，平時用法蘭關(guān)閉，取樣時打開。填料為由無機(jī)填料和有機(jī)填料混合組成的新型填料。其中的無機(jī)填料由高分子聚合物制成，由纖維構(gòu)成呈層狀分布，具有彈性可壓縮，比表面積大，空隙率高，長度在5mm左右；有機(jī)填料呈纖維木屑狀或顆粒狀，選用粒徑大于4mm。
3)營養(yǎng)液供給營養(yǎng)液是填料生物膜中微生物的營養(yǎng)來源，由微電腦時間控制器連接蠕動泵以控制供給量和供給頻率，通過生物滴濾器上部噴頭均勻噴灑到填料上。
4)滲濾液收集供給的營養(yǎng)液流經(jīng)填料層被微生物利用之后，順著生物滴濾器下部的管路流入滲濾液收集器中，通過安裝在內(nèi)部的pH計(jì)探頭和ORP探頭來在線監(jiān)測滲濾液性質(zhì)的變化，從而指導(dǎo)營養(yǎng)液成分和性質(zhì)的調(diào)節(jié)，調(diào)控生物濾器微生態(tài)環(huán)境。
5)尾氣吸收根據(jù)目標(biāo)污染物不同的性質(zhì)配制尾氣吸收液，如對酸性目標(biāo)污染物配制堿性吸收液，以除去殘留惡臭氣體。逆流式的尾氣吸收口位于生物濾器的最上部，并流式的尾氣吸收口位于最下部。
6)氣體樣品采集與分析按設(shè)定的采樣時間，定期依次打開各層出氣閥，使氣體流入溫度、濕度傳感器和氣體傳感器或氣相色譜儀，進(jìn)行在線監(jiān)測氣體溫度、濕度和濃度，數(shù)據(jù)輸入電腦進(jìn)行記錄和處理。
7)滲濾液樣品采集與分析按照預(yù)先設(shè)定的采樣量定期從滲濾液收集器中采集滲濾液，進(jìn)行水質(zhì)分析、懸浮生物膜組成和活性分析。
8)填料生物膜樣品采集與分析為分析附著在填料表面生物膜的微生物種群結(jié)構(gòu)、數(shù)量和活性，需定期采集生物濾器內(nèi)的生物膜樣品。一般來講，在一組運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定運(yùn)行一段時間后采集；采樣時，停止進(jìn)氣和營養(yǎng)液供給，打開取樣口法蘭，進(jìn)行生物膜取樣，并充分混合同一裝置同一層3個采樣口所采集到的生物膜樣品，實(shí)施實(shí)驗(yàn)分析。
權(quán)利要求1.一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備，其特征在于，它具有載車(1)，在載車上設(shè)有生物滴濾除臭裝置，生物滴濾除臭裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)和液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)；進(jìn)氣系統(tǒng)包括相連接的空氣泵(3)、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(4)、增濕器(5)、混合器(6)、第一緩沖器(7)、第二緩沖器(8)、生物滴濾器(19)底部或者頂部進(jìn)口，氣體實(shí)驗(yàn)氣體鋼瓶(9)依次與控制開關(guān)(10)、氣體質(zhì)量流量計(jì)(11)、混合器(6)相連，微量注射泵(12)依次與注射器(13)、混合器(6)相連，微電腦時間控制器(2)分別與空氣泵(3)、控制開關(guān)(10)和微量注射泵(12)相連；氣體凈化系統(tǒng)包括相連接的營養(yǎng)液供應(yīng)箱(16)、精密蠕動泵(17)、生物滴濾器(19)、滲濾液收集器(31)，微電腦時間控制器(2)與精密蠕動泵(17)相連，生物滴濾器(19)頂部設(shè)有噴頭(18)，共有三段填料層(30)，每層填料間有孔徑分布均勻的不銹鋼網(wǎng)格(20)隔離，每段均布有氣體采樣口(21)，每層設(shè)3個填料生物膜樣品取樣口(22)，且呈平面120°夾角；生物滴濾器(19)頂部或者底部尾氣出口與尾氣吸收瓶(23)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備，其特征在于，所述的氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括相連接的生物滴濾器(19)采樣口(21)、溫度和濕度傳感器(24)、氣相色譜儀或者氣體傳感器(25)，數(shù)據(jù)傳輸至電腦(32)進(jìn)行記錄和處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備，其特征在于，所述的液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括在滲濾液收集器(31)中的pH計(jì)探頭(26)和ORP計(jì)探頭(27)，pH計(jì)探頭(26)與pH計(jì)(29)相連，ORP計(jì)探頭(27)與ORP計(jì)(28)相連。
4.一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備，其特征在于，它具有載車(1)，在載車上設(shè)有生物滴濾除臭裝置，生物滴濾除臭裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)和液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)；進(jìn)氣系統(tǒng)包括相連接的風(fēng)機(jī)(14)、進(jìn)氣管道(15)、生物滴濾器(19)底部或者頂部進(jìn)口；氣體凈化系統(tǒng)包括相連接的營養(yǎng)液供應(yīng)箱(16)、精密蠕動泵(17)、生物滴濾器(19)、滲濾液收集器(31)，微電腦時間控制器(2)與精密蠕動泵(17)相連，生物滴濾器(19)頂部設(shè)有噴頭(18)，共有三段填料層(30)，每層填料間有孔徑分布均勻的不銹鋼網(wǎng)格(20)隔離，每段均布有氣體采樣口(21)，每層設(shè)3個填料生物膜樣品取樣口(22)，且呈平面120°夾角；生物滴濾器(19)頂部或者底部尾氣出口與尾氣吸收瓶(23)相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備，其特征在于，所述的氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括相連接的生物滴濾器(19)采樣口(21)、溫度和濕度傳感器(24)、氣相色譜儀或者氣體傳感器(25)，數(shù)據(jù)傳輸至電腦(32)進(jìn)行記錄和處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備，其特征在于，所述的液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)包括在滲濾液收集器(31)中的pH計(jì)探頭(26)和ORP計(jì)探頭(27)，pH計(jì)探頭(26)與pH計(jì)(29)相連，ORP計(jì)探頭(27)與ORP計(jì)(28)相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種移動型在線監(jiān)測生物滴濾除臭設(shè)備。它具有載車，在載車上設(shè)有生物滴濾除臭裝置，生物滴濾除臭裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)和液體樣品在線監(jiān)測系統(tǒng)。本實(shí)用新型可對多組分模擬惡臭氣體或?qū)嶋H氣體進(jìn)行生物除臭，可移動的特性便于各種實(shí)際需要；采用了氣體傳感器或者氣相色譜儀、溫度和濕度傳感器、pH計(jì)探頭、ORP計(jì)探頭等對氣液進(jìn)行在線監(jiān)測；實(shí)現(xiàn)對生物滴濾器中填料生物膜樣品的分層采樣，使對微生物生態(tài)的分析成為可能，從而實(shí)現(xiàn)對微生物的活性和生物濾器的性能進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)控。
文檔編號B01D53/84GK2894809SQ20062010402
公開日2007年5月2日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者陳英旭, 丁穎, 吳偉祥 申請人:浙江大學(xué)