一种动物尸体无害化蒸煮废气处理系统及方法与流程

本发明具体涉及一种动物尸体无害化蒸煮废气处理系统及方法。

背景技术：

疫病动物和变质肉类产品需进行无害化处置，以此来预防重大动物疫病的发生和传播。一般采用高温高压蒸煮的方法对疫病动物尸骸及变质肉类进行无害化处理，但此过程会产生大量的恶臭气体，对无害化车间及厂区周边的生态环境产生一定程度的影响。动物尸体无害化蒸煮废气成分复杂，主要成分是油脂、h2s、nh3、尸胺、腐胺、三甲胺、硫醇类、硫醚类、酮类等，以含硫含氮类恶臭物质为主，这些物质的嗅觉阈值较低，极易被人体的嗅觉器官感知，因此即使在较低浓度下依然能让人产生不悦的情绪，严重的则会引起恶心和呕吐等症状。

目前，有机废气的污染治理技术有：吸收、吸附、焚烧、冷凝法以及生物法等。吸收法利用水或吸收剂来去除排放气体中易溶于水的成分，要消耗大量的水和化学试剂，并且对设备的腐蚀较为严重。吸附法常采用活性炭作为吸附剂，使有毒有害气体污染物从气相转移到固相，但污染物并没有被彻底地去除，在其解吸时又重新释放到环境当中去，造成二次污染。燃烧是在高温下通过充分燃烧有毒有害气体，将其转化为co2和h2o，燃烧法能耗较高，适用于高浓度的有机废气治理。冷凝回收法是将有机废气导入冷凝器中，利用vocs在不同温度下蒸气分压不同，使vocs逐步冷凝成液态的回收。冷凝回收操作简单，效果稳定，但过低的冷凝温度导致能耗高，冷凝对设备性能要求和设备投资及运行费用也较高。生物法利用微生物的代谢作用，具有适应性强，投资、运行费用低，二次污染小等优点，是一种自然的污染治理技术，具有良好的发展前景。但含油类废气直接使用生物法处理，会造成填料的堵塞。且对于成分复杂的废气，采用单级的生物法处理，效果有限。

综上所述，为了解决此类恶臭对居民生活的影响，针对含有油脂、成分复杂的动物尸体无害化蒸煮废气，需开发一种成本低廉、占地面积小、高效稳定、运行操作简单的动物尸体无害化臭气处理系统及方法。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种动物尸体无害化蒸煮废气处理系统及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种动物尸体无害化蒸煮废气处理系统，包括抽气组件、降温预处理装置、碱洗塔以及立式二级生物塔，所述抽气组件的出风口与降温预处理装置的进风口相连，所述降温预处理装置的出口与碱洗塔底部的进风口相连，所述碱洗塔顶部的出风口与立式二级生物塔底部的进风口相连，所述立式二级生物塔的顶部设有出风口；所述立式二级生物塔包括上层和下层，所述下层设有生物滴滤层，所述上层设有生物过滤层，所述降温预处理装置用于将废气进行降温处理，所述碱洗塔用于去除废气中的部分油脂、部分h2s和含硫类有机物，所述生物滴滤层利用微生物菌种去除废气中的nh3、含氮有机物，所述生物过滤层利用微生物菌种去除废气中残留的h2s、含硫类有机物和其他有机物。

进一步地，所述碱洗塔为旋流板塔，还包括用于将碱洗液引流至碱洗塔顶部中心的引流组件，所述引流组件包括装有碱洗液的碱洗水箱，所述碱洗水箱上连接有将碱洗水箱内的碱洗液引流至碱洗塔内的喷淋泵。

进一步地，所述生物滴滤层包括滴滤水箱以及滴滤水泵，经碱洗塔反应后的生成液排入滴滤水箱中，所述生成液用于为生物滴滤层内的微生物菌种提供营养，营养包括丙三醇、na⁺、s^2-，所述滴滤水泵的喷淋出口设置在生物滴滤层的顶部，滴滤后的液体收集至滴滤水箱中，进行循环喷淋。

进一步地，所述碱洗塔的底部设有用于收集碱液与蒸煮废气反应后的生成液的集液槽，所述集液槽与碱洗水箱连通，所述碱洗水箱与滴滤水箱连通，所述碱洗水箱与滴滤水箱(之间依次设有耐腐蚀泵和止回阀。

进一步地，所述生物过滤层内设有混合填料，所述混合填料由堆肥、陶粒、石灰石组成，各介质体积比为堆肥：陶粒：石灰石＝5～8％：75～81％：14～20％；

所述生物滴滤层内设有核壳结构生物填料，专利号为：zl201511004650.4，由活性污泥20％～30％、除臭菌剂0.2～1％、竹炭粉15％～25％、铁红2％～5％、氧化钙8％～15％和硅酸盐类无机凝胶35％～50％组成。

这样设置，由于在核壳结构生物填料表面存在许多的孔隙，废气中的氧气在填料表面形成了好氧环境，nh3和含氮有机物在微生物降解下生成的no3^-集聚在填料表面，与填料内部存在浓度差，在浓度差的推动下，no3^-向填料内部转移，在填料内部的缺氧环境下，通过反硝化细菌的作用，no3^-进一步反应生成n2，再通过孔隙往外排放。

进一步地，所述生物过滤层还包括过滤水箱以及过滤水泵，所述过滤水箱装有中水，所述过滤水泵的喷淋出口设置在生物过滤层的顶部，部分喷淋液被混合填料截留，剩余部分喷淋液穿透生物过滤层滴落到生物滴滤层中，不作循环喷淋，将混合填料内缓释出的营养盐作为生物滴滤层中的微生物菌种的营养源，营养盐包括no3^-、po4^3-、so4^2-、k⁺、fe³⁺、mg²⁺、ca²⁺、na⁺。

进一步地，所述生物滴滤层内的微生物菌种包括axydans、善变副球菌、嗜甲基菌、斯氏假单胞菌。

进一步地，所述生物过滤层内的微生物菌种包括氧化亚铁硫杆菌、排硫杆菌、氧化硫硫杆菌、脱氮硫杆菌、生丝微菌、黄单胞菌、s.acidocaldarius、acidicanus、brierieyt、斯氏假单胞菌、芽孢杆菌、arthrobacter。

一种动物尸体无害化蒸煮废气处理方法，使用了上述的动物尸体无害化蒸煮废气处理系统，具体包括如下步骤：

自污染源收集的蒸煮废气通过抽气组件增压，经降温预处理后，经风管输送进入碱洗塔进行碱洗，蒸煮废气从碱洗塔底部进入，自下而上通过碱洗塔，蒸煮废气中的油脂经过碱洗塔与碱液发生皂化反应，h2s等酸性气体与碱液发生中和反应，将大部分油脂、部分h2s和含硫类有机物去除，蒸煮废气从碱洗塔出来后，再从下至上通过立式二级生物塔，依次经过生物滴滤层和生物过滤层；

生物滴滤层内设有核壳结构生物填料，经碱洗塔反应后的生成液通过耐腐蚀泵泵入滴滤水箱中，核壳结构生物填料利用滴滤水泵持续喷洒滴滤水箱中的碱洗塔生成液来保持潮湿，并在核壳结构生物填料的表面形成一层液膜，同时为生物滴滤层的微生物菌种提供营养；

生物过滤层内设有混合填料，混合填料利用过滤水泵定期喷洒过滤水箱中的中水来保持潮湿，经碱洗后的蒸煮废气自下而上通过生物滴滤层的核壳结构生物填料和生物过滤层的混合填料，并在混合填料的表面均形成一层液膜；

经碱洗后的蒸煮废气的污染物分子由气膜扩散到液膜，在浓度差的推动下进一步扩散到核壳结构生物填料和混合填料表面的生物膜内，被微生物菌种吸附降解后，排出立式二级生物塔。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明提出了一种低成本、高效率的动物无害化尸体蒸煮处置过程中的废气处理系统及方法，运行操作简单。其中碱洗预处理工艺去除了废气中大部分的油脂，不仅不会对后续生物滴滤段造成填料堵塞，还为生物滴滤段的微生物菌种提供了部分营养。生物过滤段采用了能缓释营养盐的混合填料，能同时为生物过滤段和生物滴滤段微生物菌种提供营养，不用额外配置营养液，节省人工和成本。生物滴滤段与生物过滤段采用不同的水箱提供喷淋液，可以灵活调节喷淋量和喷淋液的成分。本发明采用了碱洗—生物滴滤—生物过滤的工艺组合，实现了动物无害化尸体蒸煮处置过程中的废气的多级高效治理。

附图说明

图1为动物尸体无害化蒸煮废气处理系统及方法的结构示意图；

附图标记说明：1、抽风机；2、碱洗塔；21、旋流板；22、溢流管；23、除雾板；24、碱洗水箱；25、喷淋泵；26、集液槽；27、耐腐蚀泵；28、止回阀；3、立式二级生物塔；31、生物滴滤层；311、核壳结构生物填料；312、滴滤水箱；313、滴滤水泵；32、生物过滤层；321、混合填料；322、过滤水箱；323、过滤水泵。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

如图1所示，一种动物尸体无害化蒸煮废气处理系统，包括抽气组件、降温预处理装置、碱洗塔2以及立式二级生物塔3，抽气组件具体为抽风机1，抽风机1的出风口与降温预处理装置的入口相连，降温预处理装置的出口与碱洗塔2底部的空气入口相连，碱洗塔2顶部的空气出口与立式二级生物塔3底部的空气入口相连，立式二级生物塔3的顶部设有空气出口；立式二级生物塔3包括上层和下层，下层设有生物滴滤层31，上层设有生物过滤层32。废气从抽风机1抽入，并依次经过低温预处理装置、碱洗塔2、生物滴滤层31以及生物过滤层32，最终从立式二级生物塔3顶部的空气出口通出。

在整体系统中，降温预处理装置用于对废气进行降温处理，碱洗塔2用于去除废气中的大部分油脂、部分h2s和含硫类有机物，生物滴滤层31内培养有微生物菌种，其包括axydans、善变副球菌、嗜甲基菌、斯氏假单胞菌等，用于去除废气中的nh3、含氮有机物，生物过滤层32内培养有微生物菌种，包括氧化亚铁硫杆菌、排硫杆菌、氧化硫硫杆菌、脱氮硫杆菌、生丝微菌、黄单胞菌、s.acidocaldarius、acidicanus、brierieyt、斯氏假单胞菌、芽孢杆菌、arthrobacter等，用于去除废气中残留的h2s、含硫类有机物和其他有机物。

具体地，碱洗塔2为旋流板塔，包括用于将碱洗液引流至碱洗塔2顶部中心的引流组件，碱洗塔2内设有若干层旋流组件，旋流组件包括旋流板21以及设置在旋流板21下方的溢流管22，溢流管22用于将该层旋流板21上的碱洗液引流至下层的旋流板21的中部，碱洗塔2内顶部还设有除雾板23。引流组件包括装有碱洗液的碱洗水箱24，碱洗水箱24设置在碱洗塔2的外侧底部，碱洗水箱24上连接有喷淋泵25，喷淋泵25的喷淋出口连至碱洗塔2的顶部中间位置，碱洗塔2底部设有收集中和反应后的生成液的集液槽26，集液槽26与碱洗水箱24连通。

旋流板塔在工作的时候，碱洗液通过旋流板21中间的盲板均匀分配到旋流板21的每个叶片，形成表面积极大的薄液层，废气通过叶片时产生旋转和离心运动，从上到下喷淋的碱液与旋转向上的废气充分接触和反应，继而喷成细小液滴，甩向塔壁。液滴受重力作用集流到溢流管22内，并通过溢流管22流到下一旋流板21的盲板区，继续与废气进行反应。经碱洗塔2反应后的废气被去除大部分油脂，不会对后续生物滴滤层31造成填料堵塞。

碱洗塔2中的碱洗液与废气中的油脂发生皂化反应，生成丙三醇和高级脂肪酸钠，碱洗塔2中的碱洗液与废气中的h2s和酸性有机物发生中和反应，生成na2s和其它钠盐，经碱洗塔2反应后的生成液通过集液槽26收集后通入碱洗水箱24，碱洗水箱24与滴滤水箱312连通，为生物滴滤层31的微生物提供部分营养，如碳源、钠盐和硫源。碱洗水箱24和滴滤水箱312之间依次设有耐腐蚀泵27和止回阀28，止回阀28能防止滴滤水箱312内的液体倒流入碱洗水箱24中。

生物滴滤层31包括滴滤水箱312以及滴滤水泵313，滴滤水箱312装有碱洗塔2反应后的生成液，滴滤水泵313的喷淋出口设置在生物滴滤层31的顶部。生物滴滤层31内设有核壳结构生物填料311，核壳结构生物填料311由活性污泥20％～30％、除臭菌剂0.2～1％、竹炭粉15％～25％、铁红2％～5％、氧化钙8％～15％和硅酸盐类无机凝胶35％～50％组成。

生物过滤层32包括过滤水箱322以及过滤水泵323，过滤水箱322装有中水，过滤水泵323的喷淋出口设置在生物过滤层32的顶部。生物过滤层32内设有混合填料321，混合填料321由堆肥、陶粒、石灰石组成，各介质体积比为堆肥：陶粒：石灰石＝5～8％：75～81％：14～20％。

生物滴滤层31的核壳结构生物填料311表面存在许多的孔隙，废气中的氧气在填料表面形成了好氧环境，nh3和含氮有机物在微生物降解下生成的no3^-集聚在填料表面，与填料内部存在浓度差，在浓度差的推动下，no3^-向填料内部转移，在填料内部的缺氧环境下，通过反硝化细菌的作用，no3^-进一步反应生成n2，再通过孔隙往外排放。

生物滴滤层31的微生物营养来源于经碱洗塔2反应后的生成液和生物过滤段混合填料321中缓释出的no3^-、po4^3-、so4^2-、k⁺、fe³⁺、mg²⁺、ca²⁺、na⁺等营养盐。由于生物滴滤层31在生物过滤层32的下方，生物过滤层32缓释出的营养盐会滴落至生物滴滤层31中。生物滴滤层31为循环喷淋，喷淋量为0.05～20m³/(m²·h)，喷淋液从循环水箱被滴滤水泵313提升到滴滤层顶部喷洒而下，少量喷淋液被核壳结构生物填料311截留，大部分穿透核壳结构生物填料311回落至滴滤水箱312进入下一轮循环。

生物过滤层32的微生物营养来源于中水和混合填料321中缓释出的no3^-、po4^3-、so4^2-、k⁺、fe³⁺、mg²⁺、ca²⁺、na⁺等营养盐，生物过滤层32为不循环喷淋，喷淋量为4-5l/(m³·h)，喷淋液从生物过滤层32顶部喷洒而下，大部分喷淋液被混合填料321截留，小部分穿透生物过滤层32的混合填料321滴落到生物滴滤层31中。

一种动物尸体无害化蒸煮废气处理方法，采用了上述的动物尸体无害化蒸煮废气处理系统，其过程包括：

s1：对废气进行降温预处理；

s2：利用碱洗液与废气发生中和反应，去除废气中的部分油脂、部分h2s和含硫类有机物；

s3：利用axydans、善变副球菌、嗜甲基菌、斯氏假单胞菌等微生物菌种对废气进行生物滴滤，去除废气中的nh3、含氮有机物；

s4：利用氧化亚铁硫杆菌、排硫杆菌、氧化硫硫杆菌、脱氮硫杆菌、生丝微菌、黄单胞菌、s.acidocaldarius、acidicanus、brierieyt、斯氏假单胞菌、芽孢杆菌、arthrobacter等微生物菌种对废气进行生物过滤，去除废气中残留的h2s、含硫类有机物和其他有机物。

具体地，在s2中利用旋流板塔将碱洗液与废气充分发生反应，在旋流板塔中主要进行皂化反应和中和反应，旋流板塔中的碱液与废气中的油脂发生皂化反应，生成丙三醇和高级脂肪酸钠，避免油脂进入生化段，造成填料阻塞，影响后续生物滴滤和生物过滤。旋流板塔中的碱液与废气中的h2s和酸性有机物发生中和反应，生成na2s和其它钠盐。同时将碱洗液与废气反应后的所得到的生成液用于为生物滴滤的微生物菌种提供营养。

具体地，在s3中，生物滴滤层31的填料具体为核壳结构生物填料311，核壳结构生物填料311由活性污泥20％～30％、除臭菌剂0.2～1％、竹炭粉15％～25％、铁红2％～5％、氧化钙8％～15％和硅酸盐类无机凝胶35％～50％组成。碱洗液与废气反应后的所得到的生成液从生物滴滤层31的填料的顶部喷淋，喷淋量为0.05～20m³/(m²·h)，喷淋液从生物滴滤层31的填料顶部喷洒而下，少量喷淋液被核壳结构生物填料311截留，大部分穿透核壳结构生物填料311滴出，收集后再次喷淋至生物滴滤层31的填料顶部，进行循环喷淋。

具体地，在s4中，生物过滤层32的填料具体为混合填料321，混合填料321由堆肥、陶粒、石灰石组成，各介质体积比为堆肥：陶粒：石灰石＝5～8％：75～81％：14～20％。同时为生物过滤层32的填料顶部喷淋中水，利用中水和混合填料321中缓释出的no3^-、po4^3-、so4^2-、k⁺、fe³⁺、mg²⁺、ca²⁺、na⁺等营养盐为生物过滤层32的微生物菌种提供营养，中水的喷淋量为4-5l/(m³·h)，喷淋液从生物过滤层32的填料顶部喷洒而下，大部分喷淋液被混合填料321截留，小部分穿透生物过滤层32的填料的混合填料321滴出，滴落在生物滴滤层31的核壳结构生物填料上，为生物滴滤层31的微生物菌种提供营养。

自污染源收集的蒸煮废气通过风机增压，经降温预处理后，经风管输送并经进风口进入碱洗塔2底部，蒸煮废气自下而上通过碱洗塔2，碱洗塔2的碱液由水箱和喷淋泵25提供，自上而下喷淋，通过溢流管22一层层流动，蒸煮废气和碱液通过旋流板21充分接触反应，蒸煮废气中的油脂与碱液发生皂化反应，h2s等酸性气体与碱液发生中和反应，将大部分油脂、部分h2s和含硫类有机物去除，最后通过除雾板23，再通过风管和进风口进入到立式二级生物塔3底部。经碱洗塔2反应后的生成液通过耐腐蚀泵27泵入生物滴滤层31的循环水箱中，为生物滴滤层31的微生物提供营养，在耐腐蚀泵27后面接入止回阀28，防止倒流。经碱洗后的蒸煮废气自下而上通过生物滴滤层31的核壳结构生物填料311和生物过滤层32的混合填料321，核壳结构生物填料311利用水泵和喷头持续喷洒水箱中的碱洗塔2生成液来保持潮湿，混合填料321利用水泵和喷头定期喷洒水箱中的中水来保持潮湿，并在核壳结构生物填料311和混合填料321表面形成一层液膜。经碱洗后的蒸煮废气的污染物分子由气膜扩散到液膜，在浓度差的推动下进一步扩散到核壳结构生物填料311和混合填料321表面的生物膜内，被生物滴滤层31的微生物菌种和生物过滤层32的微生物菌种吸附降解后，由排气口排放。

实施例2：

同实施例1所述的废气处理装置和方法，所不同的是：生物过滤层32的混合填料17，由堆肥、陶粒、石灰石组成，各介质体积比为堆肥：陶粒：石灰石＝5％：75％：20％。

实施例3：

同实施例1所述的废气处理装置和方法，所不同的是：生物滴滤层31与生物过滤层32的填料体积比为2:1。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。