专利名称：微生物和植物复合液相净化臭气废气的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及臭气、废气的净化方法，尤其是涉及一种微生物和植物复合液 相净化臭气废气的方法及系统。
背景技术：
臭气和废气普遍存在于工农业生产、环境工程处理设施以及日常生活中， 成分复杂，随意排放已引起很多环境污染问题。目前产生臭气和废气最多的行 业和场所包括畜禽养殖、废水处理、固体废弃物处理、食品化工、橡胶皮革行 业等，对大气环境造成很大的污染，严重危害着生态环境和人体健康。臭气废 气的成分复杂，随着产生源的不同而殊异，如畜禽养殖场的臭气以氨气、硫化 氢、胺、低级脂肪酸等为主，成分达上百种。这些臭废气对养殖动物和人体的 危害很大，如氨气常被溶解或吸附在潮湿的地面、墙壁及动物的黏膜上，刺激 外黏膜并引起喉头水肿、黏膜出血等问题。动物在氨的长期毒害下，体质变弱， 对外界环境变化、病毒侵害的抵抗力差，引起采食量、生产力的下降。在废水 废物处理的过程中，如固体垃圾填埋场、垃圾焚烧厂、污水处理厂、堆肥场、 厌氧发酵系统等，都会进一步产生成分更加多样、更加复杂的臭气废气。臭气 废气更是工业产生中最大难题之一，各种氮氧化物、硫氧化物等污染成分是酸 雨形成的主要罪魁祸首，已对全球环境带来致命的破坏。
臭气废气成分的复杂性使处理难度极大，传统的臭气废气处理方法主要是 物理、化学法，如物理吸附法、化学吸收法和催化燃烧法等，这些处理方法投 资大、操作复杂、运行成本高，而且还很可能造成难以再治理的二次污染，如 物理吸附法中达到饱和后的吸附材料需要频繁更替，处理这些废弃的吸附材料
难度很大；化学吸收法要消耗大量的化学品，其生成物如不经处理同样会污染 环境。尤其是对一些低浓度的臭气废气，由于其中的有机物的浓度太低，已无 回收价值，使用传统方法净化处理难度大、费用高。
生物过滤法是臭气废气处理领域新出现的技术，因其成本低、操作简单、 技术清洁、无二次污染而受到青睐，已成为当前研究的热点。与传统的物理、 化学法相比，生物过滤法更适用于大流量、低浓度的臭气废气处理。生物过滤 的原理是利用各种微生物将臭气废气中的各种有害成分转化为无害的物质，如 硝化细菌可以将氨气转化为硝酸盐，硫化细菌可以将含硫的物质转化为硫酸盐，从而达到治理的目的。在目前的研究中，生物过滤法都以孤立的形式加以应用， 仅仅通过微生物的降解作用对臭气废气的污染物进行转化，未考虑对降解产物 的处理和利用；同时，微生物一般生长在固态介质构成的固相环境下。因此， 不可避免存在这样的问题(A)微生物将各种有害成分转化为无害物质，这些 新生成的产物仅小部分被微生物用于构建新的生命体，其余大部分存留下来， 未加以利用而被浪费，这些积累的新物质含量过高时也会使抑制微生物的功能 甚至产生毒害作用，未经处理随意排放更是会引起局部区域的二次污染；(B) 固态的各种基质对臭气废气中各种污染物的吸附、拦截功能不如液相的水，往 往需要更长的流程才能有效吸附、拦截污染物，从而增加了建造成本；(C)在 固相环境下，微生物不容易均匀分布，微生物生长不旺盛的地方净化能力就很 低，流过的臭气废气得不到有效的过滤和净化，成为"盲区"，影响最终的效果； (D)微生物需要很好的环境才能迅速生长和发挥最佳功能，目前的大量微生物 在液相的水环境中新陈代谢更旺盛，更能发挥净化功能。目前的技术都未能提 供解决这些问题的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微生物和植物复合液相净化臭气废气的方法及 系统，以解决利用生物过滤法处理臭气废气时孤立使用微生物时累积的降解产 物无法被利用会抑制微生物功能、固态的基质吸附拦截污染物能力低、固相环 境下微生物净化功能较低、微生物分布不均匀易形成净化盲区等技术难题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是-
一、 本发明的微生物和植物复合液相净化臭气废气的方法 在生物过滤器中填充水和作为微生物附着生长的介质，接种能降解臭气废
气所含污染物的一种或一种以上微生物，同时选择一种或一种以上能吸收微生 物降解臭气废气过程中新生成的产物的植物漂浮种植在生物过滤器水面，形成 复合液相生物过滤器，使用时臭气废气从分布在复合液相生物过滤器底部的进 气孔输入，再经过气体分布板后分散上浮，不断混合水体和介质而使微生物得 以均匀分布，臭气废气在上浮过程中所含的污染物溶于水中并被附着于介质及 游离态的微生物吸收降解，降解产物被植物吸收作为生长养分，臭气废气中所 含的氧气为微生物和植物供氧，收获时或因气候原因被迫更替时收割植物的茎、 叶和根加以利用，再种植新的植物，从而使臭气废气得以净化并避免二次污染。
二、 本发明的微生物和植物复合液相净化臭气废气的系统 包括进气泵，流量计，进气干管，带出气孔的进气支管，气体分布板，植物，介质，漂浮栽培载体，水和生物过滤器；生物过滤器内填充水和附着有微 生物的介质，在水面上依靠漂浮栽培载体种植植物，臭气废气源经进气泵、流 量计和进气干管与生物过滤器连接，与进气干管相连的一根或一根以上带出气 孔的进气支管均匀分布在生物过滤器的底部，在进气支管的上方铺设布满小孔 的气体分布板。
所述的生物过滤器的尺寸根据建设场地的尺寸和臭气废气的净化需要确 定，生物过滤器每立方米每小时的进气流量为300 2000立方米。
所述的进气支管的数量根据生物过滤器尺寸确定，相邻进气支管的间距为 0.5 2米，出气孔的直径为管径的1/5 1/2，沿着进气支管每0.2 2米在两侧各
设置一个出气孔。
所述的介质为塑料多孔填料、砂石、耐腐植物纤维物、活性炭的一种或一 种以上的混合物。
所述的气体分布板距离进气支管0.1 0.5米，尺寸与生物过滤器底部相同， 布满直径为1 5mm的小孔，相邻小孔之间的间隙为l~5mm。
所述的漂浮栽培载体为泡沫、漂浮性塑料、木材加工剩余物的一种或一种 以上的混合物构成。
所述的微生物的种类根据臭气废气的组成成分和净化需要以及气候确定； 植物的种类根据微生物降解臭气废气后生成的产物和气候确定。
本发明具有的有益的效果是
1. 根据臭气废气的组成成分和浓度以及气候有针对性地选择一种或一种以 上能有效降解各种污染物的微生物，再根据臭气废气被降解后新生产的产物和 气候有针对性地选择一种或一种以上能有效吸收这些产物的植物，微生物和植 物能对臭气废气中的各种污染物都进行有效、彻底地净化，再收获植物并加以 利用，及时将这些污染物排出系统外，从而避免了微生物功能受到抑制和基质 因饱和而失效等问题，不产生二次污染。
2. 与固相环境相比，微生物在液相的水环境中更容易均匀分布，使整个生 物过滤器的净化能力达到一致、平衡分布，避免过滤"盲区"。
3. 从底部输入生物过滤器的臭气废气经过气体分布板后均匀分散上浮，不 断混合水体和介质而使微生物得以均匀分布，也使整个生物过滤器的净化能力 达到一致、平衡分布。
4. 与各种固态基质相比，液相的水对臭气废气中各种污染物的吸附、拦截 功能更强，可以更有效得吸附、拦截污染物，从而降低建造成本。5. 与固相环境相比，微生物在液相的水环境中生长更好，净化功能得到加强。
6. 臭气废气中所含的氧气为微生物和植物供氧。 本发明主要用于臭气、废气的净化处理。
图l是本发明的微生物和植物同位复合净化臭气废气系统平面图及局部剖 面图。
图2是本发明的微生物和植物同位复合净化臭气废气系统剖面图。
图中l.进气泵，2.流量计，3.进气干管，4.进气支管，5.出气孔，6.气体分
布板，7.植物，8.介质，9.漂浮栽培载体，10.水，ll.生物过滤器，A.臭气废气源。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图l、图2所示，本发明包括进气泵l，流量计2，进气干管3，带出气孔5 的进气支管4，气体分布板6，植物7，介质8，漂浮栽培载体9，水10和生物过滤 器ll;生物过滤器11内填充水10和附着有微生物的介质8，在水面上依靠漂浮栽 培载体9种植植物7，臭气废气源A经进气泵1、流量计2和进气干管3与生物过滤 器11连接，与进气干管3相连的一根或一根以上带出气孔5的进气支管4均匀分布 在生物过滤器ll的底部，在进气支管4的上方铺设布满小孔的气体分布板6。
所述的生物过滤器ll的尺寸根据建设场地的尺寸和臭气废气的净化需要确 定，生物过滤器11每立方米每小时的进气流量为300 2000立方米。
所述的进气支管4的数量根据生物过滤器11尺寸确定，相邻进气支管4的间 距为0.5 2米，出气孑L5的直径为管径的1/5 1/2，沿着进气支管4每0.2 2米在 两侧各设置一个出气孔5。
所述的介质8为塑料多孔填料、砂石、耐腐植物纤维物、活性炭的一种或一 种以上的混合物。
所述的气体分布板6距离进气支管40.1 0.5米，尺寸与生物过滤器ll底部相 同，布满直径为l 5mm的小孔，相邻小孔之间的间隙为l 5mm。
所述的漂浮栽培载体9为泡沫、漂浮性塑料、木材加工剩余物的一种或一种 以上的混合物构成。
所述的微生物的种类根据臭气废气的组成成分和净化需要以及气候确定； 植物7的种类根据微生物降解臭气废气后生成的产物和气候确定。实施例l:
生物过滤器11长5米、宽5米、高0.5米，内填充塑料多孔填料作为微生物附 着生长的介质8，接种的微生物为地霉属酵母菌、汉逊酵母属酵母菌、硝化杆菌 属细菌和蜡状芽袍杆菌，种植的植物7为多年生高羊茅，漂浮栽培载体9用泡沫， 进气泵l的流量为1.5万立方米/小时，进气干管3为直径100毫米的PVC管，进气 支管4为直径50毫米的PVC管，共3根，沿着进气支管4每0.5米在两侧各设置一个 直径20毫米的出气孔5，气体分布板6在进气支管4上方10cm处，尺寸与生物过滤 器ll底部相同，用厚lcm的塑料板制成，布满直径为3mm的小孔，相邻小孔之间 的间隙为3mm。
实施例2:
将实施例l中的微生物和植物同位复合净化臭气废气系统两个或两个以上 并联使用，用于净化来自大规模畜禽养殖场的臭气，每个系统接受来自一个排 风扇的臭气并加以净化。
上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本 发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落 入本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种微生物和植物复合液相净化臭气废气的方法，其特征在于在生物过滤器中填充水和作为微生物附着生长的介质，接种能降解臭气废气所含污染物的一种或一种以上微生物，同时选择一种或一种以上能吸收微生物降解臭气废气过程中新生成的产物的植物漂浮种植在生物过滤器水面，形成复合液相生物过滤器，使用时臭气废气从分布在复合液相生物过滤器底部的进气孔输入，再经过气体分布板后分散上浮，不断混合水体和介质而使微生物得以均匀分布，臭气废气在上浮过程中所含的污染物溶于水中并被附着于介质及游离态的微生物吸收降解，降解产物被植物吸收作为生长养分，臭气废气中所含的氧气为微生物和植物供氧，收获时或因气候原因被迫更替时收割植物的茎、叶和根加以利用，再种植新的植物，从而使臭气废气得以净化并避免二次污染。
2、 用于权利要求l所述的一种微生物和植物复合液相净化臭气废气方法的 系统，其特征在于包括进气泵(l)，流量计(2)，进气干管(3)，带出气孔(5)的进气支管(4)，气体分布板(6)，植物(7)，介质(8)，漂浮栽培载体(9)，水(10)和生物 过滤器(ll);生物过滤器(11)内填充水(10)和附着有微生物的介质(8)，在水面上 依靠漂浮栽培载体(9)种植植物(7)，臭气废气源(A)经进气泵(l)、流量计(2)和进 气干管(3)与生物过滤器(11)连接，与进气干管(3)相连的一根或一根以上带出气 孔(5)的进气支管(4)均匀分布在生物过滤器(11)的底部，在进气支管(4)的上方铺 设布满小孔的气体分布板(6)。
3、 根据权利要求2所述的一种微生物和植物复合液相净化臭气废气方法的 系统，其特征在于所述的生物过滤器(ll)的尺寸根据建设场地的尺寸和臭气废 气的净化需要确定，生物过滤器(11)每立方米每小时的进气流量为300 2000立 方米。
4、 根据权利要求2所述的一种微生物和植物复合液相净化臭气废气方法的 系统，其特征在于所述的进气支管(4)的数量根据生物过滤器(11)尺寸确定，相 邻进气支管(4)的间距为0.5 2米，出气孔(5)的直径为管径的1/5 1/2，沿着进气 支管(4)每0.2 2米在两侧各设置一个出气孔(5)。
5、 根据权利要求2所述的一种微生物和植物复合液相净化臭气废气方法的 系统，其特征在于所述的介质(8)为塑料多孔填料、砂石、耐腐植物纤维物、 活性炭的一种或一种以上的混合物。
6、 根据权利要求2所述的一种微生物和植物复合液相净化臭气废气方法的系统，其特征在于所述的气体分布板(6)距离进气支管(4)0.1 0.5米，尺寸与生 物过滤器(ll)底部相同，布满直径为l 5mm的小孔，相邻小孔之间的间隙为 1 5mm。
7、 根据权利要求2所述的一种微生物和植物复合液相净化臭气废气方法的 系统，其特征在于所述的漂浮栽培载体(9)为泡沬、漂浮性塑料、木材加工剩 余物的一种或一种以上的混合物构成。
8、 根据权利要求2所述的一种微生物和植物复合液相净化臭气废气方法的系统，其特征在于所述的微生物的种类根据臭气废气的组成成分和净化需要 以及气候确定；植物(7)的种类根据微生物降解臭气废气后生成的产物和气候确 定。
全文摘要
本发明公开了一种微生物和植物复合液相净化臭气废气的方法及系统。在生物过滤器中填充水和放入作为微生物附着生长的介质，接种微生物和漂浮种植植物，形成复合液相生物过滤器，使用时臭气废气从分布在复合液相生物过滤器底部的进气孔输入，再经过气体分布板后分散上浮，不断混合水体和介质而使微生物得以均匀分布，臭气废气在上浮过程中所含的污染物溶于水中并被附着于介质及游离态的微生物吸收降解，降解产物被植物吸收作为生长养分，臭气废气中所含的氧气为微生物和植物供氧，收获时或因气候原因被迫更替时收割植物的茎、叶和根加以利用，再种植新的植物，从而使臭气废气得以净化并避免二次污染。本发明主要用于臭气、废气的净化处理。
文档编号B01D53/84GK101284210SQ20081006178
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日
发明者应义斌, 泮进明 申请人:浙江大学