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一种生物滴滤装置及废气处理系统

阅读：934发布：2024-01-02

专利汇可以提供一种生物滴滤装置及废气处理系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种生物滴滤装置及废气处理系统，其涉及废气处理领域。其中，该生物滴滤装置通过在生物滴滤本体内部设置碱性吸附层和生物填料复合层，使得废气能够先后进行碳氧化物、硫化物的吸附过滤和其它有害气体的生物降解处理；通过设置与生物滴滤本体两端连通且具有雾化水汽输送泵的循环传输系统，使得生物滴滤本体内部的废气能够进行循环降解，提高了废气处理的效果；通过在废气入口处设置活性炭吸附层，使得生物滴滤装置的废气处理效果更佳。因此，包含多个并联设计的生物滴滤装置的废气处理系统，其不但能够快速有效的对废气进行吸附降解处理，而且处理过程简单，成本低，不容易造成二次污染，其可主要推广应用于工业废气处理领域。，下面是一种生物滴滤装置及废气处理系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种生物滴滤装置，其特征在于，包括生物滴滤本体和循环传输系统，其中，所述生物滴滤本体的两端分别设置有废气入口和降解气体出口，并且所述生物滴滤本体的内部设置有空腔，所述空腔内设置有废气降解层，所述废气降解层具有两层，其包括碱性吸附层和生物填料复合层，所述碱性吸附层和所述生物填料复合层沿废气入口到降解气体出口的气体流动方向依次设置，所述废气入口和所述降解气体出口分别设置有第一阀门和第二阀门，所述生物滴滤本体靠近所述废气入口的一端和靠近降解气体出口的一端通过所述循环传输系统连通。
2.根据权利要求1所述的生物滴滤装置，其特征在于，所述废气入口处还设置有活性炭吸附层，且所述活性炭吸附层位于所述第一阀门和所述空腔之间。
3.根据权利要求2所述的生物滴滤装置，其特征在于，所述第一阀门包括阀门本体和用于控制所述第一阀门开闭状态的气压感应装置。
4.根据权利要求3所述的生物滴滤装置，其特征在于，所述气压感应装置包括气压传感器和控制器，所述气压传感器设置于所述第一阀门靠近所述空腔的一侧，所述阀门本体和所述气压传感器与所述控制器电连接。
5.根据权利要求1所述的生物滴滤装置，其特征在于，所述生物滴滤本体内壁还设置有两个用于承载所述碱性吸附层和所述生物填料复合层的环形承载台，并且两个所述环形承载台之间的距离大于所述碱性吸附层的厚度。
6.根据权利要求1所述的生物滴滤装置，其特征在于，所述生物填料复合层为海藻酸钙凝胶和生物填料载体制成的生物填料复合层，所述海藻酸钙凝胶包覆在所述填料载体表面，所述生物填料载体包括填料载体和寄生于所述填料载体的微生物。
7.根据权利要求6所述的生物滴滤装置，其特征在于，所述海藻酸钙凝胶的包覆厚度为
1.5-4.5mm。
8.根据权利要求1所述的生物滴滤装置，其特征在于，所述循环传输系统包括输送管道和控制所述生物滴滤本体内部气体沿碱性吸附层到生物填料复合层方向进行循环流动的雾化水汽输送泵，所述雾化水汽输送泵密封连通于所述输送管道靠近废气入口的一端。
9.根据权利要求1所述的生物滴滤装置，其特征在于，所述生物滴滤本体上还设置有用于观察所述生物滴滤本体内部降解情况的观察窗。
10.一种废气处理系统，其特征在于，其包括如权利要求1-9任意一项所述的生物滴滤装置。

说明书全文

一种生物滴滤装置及废气处理系统

技术领域

[0001] 本发明涉及废气处理领域，具体而言，涉及一种生物滴滤装置及废气处理系统。

背景技术

[0002] 随着社会经济的快速发展，大气污染已经越来越严重，尤其是在能源、化工等行业，排出来的废气对大气污染最为严重。像近些年来越来越严重的雾霾，很大一部分原因就是人类生产生活过程中向大气中过度排放废气所造成的，因此，采用恰当的方式对废气进行处理已刻不容缓。

[0003] 通常，常见的废气污染物有硫化物、氮氧化物和其它有机致害物等，而目前针对废气处理所采用的方法有很多种，如吸收法、催化燃烧法和中和法等，但是，目前这些方法存在的缺点有：实施过程复杂、成本高、处理效果不佳且不稳定以及容易造成二次污染。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种生物滴滤装置，其废气处理性能稳定、实施过程简单，且不容易造成二次污染。

[0005] 本发明的另一目的在于提供一种废气处理系统，其能够对废气进行有效的降解处理，其不但对废气的降解处理效果佳，而且实施过程简单，成本较低，适合推广应用于工业废气处理领域。

[0006] 本发明的实施例是这样实现的：

[0007] 一种生物滴滤装置，其包括生物滴滤本体和循环传输系统。其中，生物滴滤本体的两端分别设置有废气入口和降解气体出口，并且生物滴滤本体的内部设置有空腔，空腔内设置有废气降解层，废气降解层具有两层，其包括碱性吸附层和生物填料复合层，碱性吸附层和生物填料复合层沿废气入口到降解气体出口的气体流动方向依次设置，废气入口和降解气体出口分别设置有第一阀门和第二阀门，生物滴滤本体靠近废气入口的一端和靠近降解气体出口的一端通过循环传输系统连通。

[0008] 在本发明较佳的实施例中，上述废气入口处还设置有活性炭吸附层，且活性炭吸附层位于第一阀门和空腔之间。

[0009] 在本发明较佳的实施例中，上述第一阀门包括阀门本体和用于控制第一阀门开闭状态的气压感应装置。

[0010] 在本发明较佳的实施例中，上述气压感应装置包括气压传感器和控制器，气压传感器设置于第一阀门靠近空腔的一侧，阀门本体和气压传感器与控制器电连接。

[0011] 在本发明较佳的实施例中，上述生物滴滤本体内壁还设置有两个用于承载碱性吸附层和生物填料复合层的环形承载台，并且两个环形承载台之间的距离大于碱性吸附层的厚度。

[0012] 在本发明较佳的实施例中，上述生物填料复合层为海藻酸钙凝胶和生物填料载体制成的生物填料复合层，海藻酸钙凝胶包覆在填料载体表面，生物填料载体包括填料载体和寄生于填料载体的微生物。

[0013] 在本发明较佳的实施例中，上述海藻酸钙凝胶的包覆厚度为1.5-4.5mm。

[0014] 在本发明较佳的实施例中，上述循环传输系统包括输送管道和控制生物滴滤本体内部气体沿碱性吸附层到生物填料复合层方向进行循环流动的雾化水汽输送泵，雾化水汽输送泵密封连通于输送管道靠近废气入口的一端。

[0015] 在本发明较佳的实施例中，上述生物滴滤本体上还设置有用于观察生物滴滤本体内部降解情况的观察窗。

[0016] 一种废气处理系统，其包括上述的生物滴滤装置。

[0017] 本发明实施例的有益效果是：通过在生物滴滤本体内部沿废气入口到降解气体出口的气体流动方向依次设置碱性吸附层和生物填料复合层，使得废气能够先后进行碳氧化物、硫化物的吸附过滤和其它有害气体的生物降解处理；通过设置循环传输系统使得生物滴滤本体内部的废气能够进行循环降解，从而进一步提高了废气处理的效果，并使得废气降解转化率得到提高。因此，包含上述生物滴滤装置的废气处理系统，不但对于废气处理效果较佳，而且实施过程简单，成本低，不容易造成二次污染，其可广泛推广应用于工业的废气处理领域。附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0019] 图1为本发明第一实施例提供生物滴滤装置的平面结构示意图；

[0020] 图2为本发明第一实施例提供废气处理系统的平面结构示意图；

[0021] 图3为本发明第二实施例提供生物滴滤装置的平面结构示意图；

[0022] 图4为本发明第二实施例提供废气处理系统的平面结构示意图。

[0023] 图标：10-废气处理系统；20-废气处理系统；100-生物滴滤装置；200-生物滴滤装置；120-生物滴滤本体；121-废气入口；122-空腔；123-第一阀门；124-阀门本体；125-气压感应装置；126-气压传感器；127-第二阀门；128-控制器；129-降解气体出口；130-废气降解层；131-抽真空装置；132-碱性吸附层；135-海藻酸钙凝胶；136-生物填料复合层；137-生物填料载体；140-循环传输系统；142-输送管道；144-雾化水汽输送泵；220-生物滴滤本体；221-废气入口；222-空腔；223-第一阀门；233-活性炭吸附层；250-观察窗。

具体实施方式

[0024] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0025] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0028] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0029] 第一实施例

[0030] 请参照图1，本实施例提供了一种生物滴滤装置100，其包括生物滴滤本体120和循环传输系统140。其中，生物滴滤本体120为进行废气处理的主要装置，循环传输系统140与生物滴滤本体120的两端连通，使得生物滴滤本体120能够对废气进行循环降解，提高生物滴滤装置100对废气处理的转化率。

[0031] 具体地，继续参照图1，生物滴滤本体120的两端分别设置有废气入口121和降解气体出口129，内部设置有空腔122，废气入口121和降解气体出口129均与空腔122连通。需要说明的是，废气从废气入口121进入空腔122，经过多次的循环降解，最终从降解气体出口129排出。

[0032] 其中，废气入口121在生物滴滤本体120上端侧壁，用于接收收集来的废气；降解气体出口129在生物滴滤本体120的下端，用于对降解处理过后的气体进行排放；空腔122内设置有废气降解层130，用于对废气进行转化和降解处理。

[0033] 进一步地，废气入口121和降解气体出口129分别设置有第一阀门123和第二阀门127，其中，优选地，为了实现第一阀门123的自动化控制，提高生物滴滤装置100的废气处理效率，第一阀门123包括阀门本体124和用于控制第一阀门123开闭状态的气压感应装置
125。其中，气压感应装置125包括气压传感器126和控制器128，气压传感器126设置于第一阀门123靠近空腔122的一侧，阀门本体124和气压传感器126与控制器128电连接。

[0034] 需要说明的是，具有气压感应装置125的第一阀门123的工作原理是：最初，阀门本体124打开，废气从废气入口121进入到空腔122内，控制器128里边设置有控制阀门本体124打开状态停留时间的程序，即在经过t时间后，阀门本体124自动关闭，此过程中，第二阀门127一直处于关闭状态；进入到空腔122内的废气开始在循环传输系统140的作用下进行循环吸附和降解处理废气，随着废气不断的被循环吸附和降解，空腔122内的气压逐渐降低，当降低到气压传感器126的感应阀值时，气压传感器126传输指令给控制器128，控制器128便控制阀门本体124，将阀门本体124打开，从而使得废气再次向空腔122内注入，继续进行循环吸附和降解处理。需要强调的是，控制器128里边控制阀门本体124打开状态停留的时间t取值是根据空腔122所能容纳废气的容量进行确定；另外，每隔25-35min在空腔122内进行废气处理的后期，打开第二阀门127，通过抽真空装置131将空腔122内循环多次的废气转化气体从降解气体出口129进行输出，待抽真空装置131将空腔122内的气体抽出时，空腔
122内的气压降低，且在第一阀门123的气压感应装置125开始工作将阀门本体124打开的同时，将第二阀门127关闭，从而继续上述的循环降解过程。

[0035] 进一步地，废气降解层130具有两层，分别为碱性吸附层132和生物填料复合层136，并且碱性吸附层132和生物填料复合层136沿废气入口121到降解气体出口129的气体流动方向依次设置，需要强调的是，碱性吸附层132主要是由氢氧化钠或氢氧化钙的一种构成，并且之所以将碱性吸附层132设置在生物滴滤本体120内壁靠近废气入口121的一侧，主要是希望在废气进行生物降解前，先进行碱性吸附层132对碳化物和硫化物的初步吸附处理，这样一方面能够减少从废气入口121进入的高浓度废气直接与生物填料复合层136接触所造成的对微生物的过渡刺激，维持生物填料复合层136中微生物的正常生理活动，另外一方面，可以整体提高废气降解层130的废气处理效果，维持废气降解层130的性能稳定。

[0036] 优选地，生物滴滤本体120内壁设置有两个用于承载碱性吸附层132和生物填料复合层136的环形承载台，其既不影响废气流动，也能起到支撑废气降解层130的作用。另外，两个环形承载台之间的距离大于生物填料复合层136的厚度，即碱性吸附层132与生物填料复合层136之间是具有一定的间隙的，这样做的目的主要是为了避免碱性吸附层132对生物填料复合层136造成二次污染，并且由于生物填料复合层136中具有微生物，因此，设置间隙将碱性吸附层132和生物填料复合层136隔离，有利于保证微生物寄生环境的稳态。需要说明的是，由于生物填料复合层136是生物滴滤本体120中起生物降解的直观重要的废气降解层130，因此，在其它实施例当中，生物填料复合层136不局限于本实施例介绍的这一层，其可以更加实际的工业应用环境和标准，设置多层的生物填料复合层136，如3层、5层等，并且为了实现较佳的生物降解效果，可以在本实施例的基础上将厚度扩大到5-10倍，以满足实际的使用效果和需求为设计标准。

[0037] 进一步地，生物填料复合层136包括均有微小孔隙的海藻酸钙凝胶135和生物填料载体137，海藻酸钙凝胶135包覆在生物填料载体137表面，生物填料载体137包括填料载体和寄生于填料载体的微生物，需要特别强调的是，海藻酸钙凝胶135将生物填料载体137进行包覆，为寄生于填料载体内的微生物提供了稳定的生态环境，避免了微生物受损和污染，提高了生物填料复合层136对不良环境的抗干扰能力。

[0038] 进一步地，海藻酸钙凝胶135的厚度决定了其生物填料复合层136的降解过滤能力，其厚度过大，容易使得降解过滤过程受阻，厚度过小，又起不到应该有的包覆防护作用，其生物降解能力也会减弱。因此，本实施例提供的海藻酸钙凝胶135在生物填料载体137上的包覆厚度优选地为1.5-4.5mm，其中，更优选的为3.5mm。

[0039] 另外，循环传输系统140主要包括输送管道142和控制生物滴滤本体120内部气体沿碱性吸附层132到生物填料复合层136方向进行循环流动的雾化水汽输送泵144，且雾化水汽输送泵144密封连通于输送管道142靠近废气入口121的一端。需要说明的是，通过设置雾化水汽输送泵144的目的是为生物滴滤本体120内部废气的处理提供了一定的湿度，这样一方面可以将部分气体进行溶解使其直接吸附在碱性吸附层132和生物填料复合层136上，加速了废气降解吸附处理的速度，另外一方面还能够为生物填料复合层136中的微生物提供水源，使其能够正常的进行生命活动，从而完成生物降解的过程。需要强调的是，雾化水汽输送泵144是通过直接引入外界水源，将液态水雾化，从而使得引入到雾化水汽输送泵144的水最终以水雾的形式喷向空腔122，不断输送到空腔122内的水雾带动废气流使得整个系统沿着碱性吸附层132到生物填料复合层136的方向进行循环流动。

[0040] 本实施例提供的生物滴滤装置100的工作原理是：废气在第一阀门123的控制下从废气入口121进入，在相互连通的空腔122和输送管道142中进行循环吸附和降解，其吸附和降解过程主要通过碱性吸附层132和生物填料复合层136来实现，另外，整个循环过程中，还通过在输送管道142中设置雾化水汽输送泵144，不但使得废气吸附降解的速度得以提升，而且还为生物填料复合层136中的微生物提供了水源，保持生物填料复合层136始终维持一个稳态，从而表现出较佳的生物降解效果，最终，通过控制安装在第二阀门127处的抽真空装置131将经过多次吸附降解的处理尾气进行排放。需要说明的是，最终处理的尾气基本为少量的二氧化碳和水蒸气，对环境已不会造成二次污染，故本实施例提供的生物滴滤装置100整体上已经满足了低成本、高成效的工业废气处理要求，其可在废气处理领域进行推广应用。

[0041] 请参照图2，本实施例还提供了一种废气处理系统10，其包括3个上述的生物滴滤装置100。3个生物滴滤装置100进行并联，加快了废气处理系统10的废气处理速度，并且包含有上述3个生物滴滤装置100的废气处理系统10，不但对于废气处理效果较佳，而且实施过程简单，成本低，不容易造成二次污染，其可广泛推广应用于工业的废气处理领域。需要说明的是，在其它实施例当中，废气处理系统10的个数并不仅限于上述3个，可以根据实际的需求进行多个生物滴滤装置100的并联设计，如2个、4个、6个等；另外，也可以根据废气处理的效果对生物滴滤装置100进行串联设计，以加强废气处理系统10对废气的处理效果。

[0042] 第二实施例

[0043] 请参照图3，本实施例提供了一种生物滴滤装置200，其与第一实施例提供的生物滴滤装置100大致相同，不同之处在于，本实施例提供的生物滴滤装置200在废气入口221处还设置有活性炭吸附层233。

[0044] 进一步地，在废气入口221处设置活性炭吸附层233，并且将其置于第一阀门223和空腔222之间，以使得生物滴滤装置200的废气处理效果更佳。需要说明的是，将活性炭吸附层233设置在废气进入空腔222之前，主要是对废气进行最先的预处理吸附，其主要吸附对象为二氧化硫和氮氧化物等，这使得生物滴滤装置200的废气处理能力进一步提高。

[0045] 更进一步地，为了使得活性炭吸附层233达到更好的吸附效果，活性炭吸附层233的厚度为6-12mm，并且在其它实施例当中，活性炭吸附层233可以设计多层，如2层、4层等，需要说明的是，在实际使用过程中，活性炭吸附层233使用一段时间后，其吸附活性会减弱，吸附效果会变差，因此，本实施例提供的活性炭吸附层233设置于废气入口221处时，其进行的是可拆卸连接，这样可以方便活性炭吸附层233的及时更换和清洗，使得活性炭吸附层233始终保持一个稳定而良好的吸附特性。

[0046] 另外，为了及时的观察和了解生物滴滤本体220内部的废气吸附降解情况，本实施例提供的生物滴滤装置200还设置有由透明玻璃制成的观察窗250，需要说明的是，观察窗250密封设置于生物滴滤本体220侧壁处，并且其为由抗压透明玻璃制成，这使得其能够在满足观察需求的同时，也能够适应生物滴滤本体220内部不断变化的压力状况，具体地，观察窗250为热稳定性好、抗压应力能力强的钢化玻璃制成。

[0047] 请参照图4，同样的，本实施例还提供了一种废气处理系统20，其包括3个上述的生物滴滤装置200，3个上述的生物滴滤装置200并联设计。需要说明的是，本实施例提供的废气处理系统20与第一实施例提供的废气处理系统10大致相同，不同之处在于，其包括的3个并联的生物滴滤装置200，使得整个废气处理系统20相对于废气处理系统10废气处理速度更快、效果更加，而且提高了其工作安全性。

[0048] 综上所述，本发明通过在生物滴滤本体内部沿废气入口到降解气体出口的气体流动方向依次设置碱性吸附层和生物填料复合层，使得废气从废气入口进入到空腔后，能够先后进行碳氧化物、硫化物的吸附过滤和其它有害气体的生物降解处理；通过设置循环传输系统，且在输送管道中设置雾化水汽输送泵，使得生物滴滤本体内部的废气能够进行循环降解，从而进一步提高了废气处理的效果，并使得废气降解转化率得到提高；通过在废气入口处设置活性炭吸附层，使得生物滴滤装置的废气处理效果更佳。因此，包含多个并联的上述生物滴滤装置的废气处理系统，不但能够快速有效的对废气进行吸附降解处理，而且实施过程简单，成本低，不容易造成二次污染，其可广泛推广应用于工业的废气处理领域。

[0049] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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