江苏丹阳毛甲废弃物处置中心粪便车间生物过滤器操作维修指南NO：C-8016末端除臭项目DATE:2006.10一、生物过虑器的一般原理A.运行概要本生物过滤设备从集气系统收集的臭气，进入生物过滤器，通过附着微生物的填料，利用微生物的代谢活动，把恶臭物质分解成水，二氧化碳和无害的碱，从而达到除臭的目的。B.原理生物过滤重点放在污染源的微生物退化，被处理污染物质在通过以软木填充的介质的气孔空间过程中在介质表面形成生物膜，在其内部处于活动中的微生物会把污染物质转化成二氧化碳、水或者矿物质。用于祛除VOC的微生物大部分为化能生物。像硫化氢或氨，既属于无机化合物又可氧化的污染气体流入时，把二氧化碳用于碳素源的Autolithotrophic微生物才是优势种。氧气与水分对微生物生长是必部可少的，随着微生物种类、污染源种类不同，生成的盐类种类会不同，但一般可用下列图片说明。这里简略说明了污染气体被微生物膜内部吸收或实吸着等过程和微生物与介质内的氧气进行反应，把污染物质转换为二氧化碳和水的微生物退化过程。1-1过滤微生物器的祛除原理江苏丹阳毛甲废弃物处置中心粪便车间生物过滤器操作维修指南NO：C-8016末端除臭项目DATE:2006.10第一阶段：为传质阶段，首先气态化学物质通过气/液分界面。第二阶段：化学物质朝着微生物生长的液状生物膜的方向扩散。第三阶段：微生物把化学物质氧化为一次基质或以非特异酵素为媒介进行共同代谢,从而获得能量。同时生物膜会促使氮或磷等营养物及氧气的扩散和吸收。生物过滤器通过上述三阶段机制把污染物质转化为二氧化碳、水、无机盐、矿物质。为了确保生物过滤器正常运行，必须对废气进行预处理。预处理工艺如图1-2所示。图1-2生物过滤器除臭工艺与预处理过程祛除粒状物质：在包含高浓度粒状物质的污染气体中祛除粒子，可预防底部堵塞或者压力损失的增加。加湿调节：生物除臭过滤器内流入气体应为有水分的，在进行预处理时，要让污染气体的相对湿度接近于95％。这是因为要保证空气在通过过虑床时不让媒介自身水分丢失。在加湿侧面上，媒介的含水能力起到重要作用。温度调节：为了将微生物活性维持在适当水平，有必要对气体进行加热或降温。温度调节可与加湿调节同时进行。C.生物除臭器性能因素（1）空床接触时间（EBCT）EBCT是生物除臭器运行与设计的重要指标。EBCT是气体1次通过空生物除臭反应器的时间。例如，生物除臭反应器为5M/min时，EBCT为1分钟。气体的实际滞留江苏丹阳毛甲废弃物处置中心粪便车间生物过滤器操作维修指南NO：C-8016末端除臭项目DATE:2006.10时间是EBCT除以生物除臭器媒质细胞间隙率。但是因为细胞间隙率会根据填充媒质的种类与物理形象有差异，所以通常在计算生物除臭器媒质内气体相对滞留时间时把EBCT当成指标来使用。污染物质生物除臭器内滞留时间比EBCT长。这是因为媒质会吸着、吸收污染物质，而且会产生分解反应。一般来说，此时间比例与EBCT。（2）表面负载（SurfaceLoading）表面负载是生物除臭器媒质一单位表面积内气状污染物质的负载量，它以m/hr表示。生物除臭器的表面负载大，反应器内流速快，反之，EBCT短。在相对湿度低时，表面负载过大，媒质表面会干燥，不能满足设计EBCT。（3）负载率（LoadingRate）负载率是一单位时间内生物除臭器内流入的污染物质量，它以g/m3/hr。因为是从流入部分开始产生祛除反应，所以越是到反应器里面，负载率会越小。污染物质的浓度高，生物膜扩散的推进力越大，在分解限度内，生物分解反应速度会越快，EBCT越长，扩散时间越充分。但是污染物质的负载率超过限度，取出率会急剧下滑。而且，为了获得一定的祛除率，负载率上限很有必要。极高的负载率，会引起生物堵塞，或者可能会排出毒性物质或酸性的中间产物。（4）祛除量（EliminationCapacity）祛除量是在一单位时间内生物除臭器祛除的污染物质量，它以g/m3/hr表示。影响祛除量的因素有污染物质负载量、EBCT、媒质种类、污染物质种类、环境条件等。（5）祛除率祛除率决定生物除臭器运行成功与否。祛除率以生物过滤器流入浓度和流出浓度的百分比来表示。表2.生物除臭器运行因素名称概述公式单位范围EBCT气体停留时间15－16表面负载物除臭器媒质一单位表面积内气状污染物质的负载量m3/m2/hr50－200负载率一单位时间内生物除臭器内流入的污染物质量QCi/Vg/m3/hr10－160祛除量在一单位时间内生物除臭器祛除的污染物质量Q(Ci-Ce)/Vg/m3/hr10－160祛除率过滤器流入浓度和流出浓度的百分比(Ci-Ce)/Ci10095－99江苏丹阳毛甲废弃物处置中心粪便车间生物过滤器操作维修指南NO：C-8016末端除臭项目DATE:2006.10/hr）A：横截面积（mD：生物除臭器运行变量：生物除臭器大体上分为加湿器、生物除臭器罐体、喷水装置等。根据情况使用营养剂罐和附属泵。为调节媒质含水量，常用的生物除臭器就会另外配备填料负载和冲洗泵的电控装置。要处理流入气体通过加湿器达到相对湿度95％以上，流入到生物除臭器。流入方向有上下两种，需要直接喷洒营养液时，为保证与营养盐同方向供给，多使用向下式。以下是生物除臭器运行中要考虑的变量。生物除臭器最优设计考虑的条件大体分为微生物和媒质。适当的微生物选择和媒质的选择对污染气体的处理很重要。应设计成在反应器内污染气体在无停滞情况下通过并滞留在内，能使气体充分进行反应。流入气体的方向和速度、媒质的均匀分配、污染气体的种类及浓度、微生物的最大处理能力起到重要作用。特别是根据媒质种类的不同，微生物处理能力会有大不同。媒质（Media）为了有效运行生物除臭器，在选定过滤媒质时，要注意下列事项。第一，为了为此高分解率，应能给媒质内存微生物提供最优条件。第二，媒质粒度均匀分布、多孔结构，提供大的反应面积，而且能够减少压力损失。第三，最小化媒质压缩程度，维修及交替频率要少。微生物（Micro－organisms）用于祛除VOC的生物除臭器大部分为化能生物，而产生臭气的物质大部分由无机化合物形式流入时，以二氧化碳为碳素源的化能自养生物为优势种。在生物除臭器里发现的大部分微生物与在土壤里发现的微生物相似。不同深度共同发现了分布和种类相似的成层现象，在流入口附近可发现相对高密度微生物，越是到生物除臭器底部，就会同时发现少量多样微生物与复杂形态基质两种形态。湿度（Humidity）污染气体在通过生物过滤器媒质时保持一定的湿度。用湿度调节装置调节污染气体的相对湿度是重要的预处理工程之一。这是因为仅仅水分量变化也会影响生物除臭器效率。水分会从江苏丹阳毛甲废弃物处置中心粪便车间生物过滤器操作维修指南NO：C-8016末端除臭项目DATE:2006.10反应器外蒸发出去，也会在微生物反应中生成，但微生物生长所需水分一定要提供进去。过少的水分有害于微生物活动，根据污染气体的种类不同这种影响可能会更严重。而且反应器内部 出现媒质干燥现象的时候，引起Channeling和滞留时间减少、或媒质破碎等。从而降低效率。 相反，过多水分加入到生物除臭反应器内，会吸收过多水分，从而供氧减少，反应减慢。另外， 过多水分引起供氧减少会形成厌氧区域，增加压力损失，降低祛除率。同时会洗掉营养物质， 增加废水量。一般来说，根据种类不同，即媒质表面积、细胞间隙率不同，媒质最佳水分含量 会有所不同，但一般为30－60％。一般将流入气体饱和95％以上水分的状态，为便于加湿和营 养盐供给，在反应器上端安装喷嘴供水的情况很多。 （4）温度（Temperature） 不同的微生物种类具有自己生长最适温度，据此可分微生物种类如下。如果是好氧微生物， 在20以下可生长的微生物为好寒型、20－40生长的微生物为嗜温型、45以上生长的微生 物为嗜热型微生物。因此在微生物反应中温度调节起到重要作用。一般多使用流入气体温度调 节方法来调节反应器内温度。 （5）氧气量 如上所及，氧气对微生物新陈代谢起到重要作用。好氧型 Heterotrophic 微生物，反应器内 流入气体中最少应包含 5－15％氧气。但一般是用大气氧气来供氧的，因此不是很严格。流入 气体浓度高，为防止缺氧现象，有可能需要进行供氧。 （6）PH 与温度情况相同，存在着微生物生长最适合 PH，PH 变化对活性产生很大影响。一般使用 PH 缓冲剂来调节PH，当药品丧失缓冲能力时进行交换。一般的微生物PH 范围为6－8。污染 气体或反应中生成的中间产物对PH 具有很大影响时，有必要调节PH。硫化氢处理用微生物即 硫杆菌种是加入白云庵石灰来调节PH，延长媒质寿命。 （7）营养粉 生物处理一般与生物膜形成同时进行，生物膜形成需要碳素源和能源。而且，需要氮、磷、 硫和其他微量元素等营养粉。但为了高效率和高性能，需要充分的营养粉。自然物作媒质时一 般媒质内存在充分营养粉的情况很多，但是如高分子、人为制作，媒质时要另外追加营养粉。 处理粪便臭气和食物废弃物臭气时，臭气中存有营养盐，所以基本上不需要另外加入营养盐。 江苏丹阳毛甲废弃物处置中心粪便车间 生物过滤器操作维修指南 NO：C-8016 末端除臭项目 DATE:2006.10 ※营养盐调剂说明 回按照1,000L标准调剂后放入营养液罐营养液原液调剂 KH 1,000g/ton 1,000g/ton KNO 1,000g/ton NaCl 1,000 g/ton MgSO 200g/ton CaCl 20g/ton

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