一种纤维束气体过滤方法与装置与流程

本发明涉及一种气体过滤方法与装置。

背景技术：

以往的气体过滤装置一般都是采用布袋或颗粒状滤料，用于过滤去除粉尘，在颗粒状滤料表面培养承载微生物可用于降解废气中的有机物、氨气、二氧化碳和其他有害气体等，存在的主要问题为：滤料比表面积小微生物承载量少，设备占地面积大，能耗比较高，而且滤料容易板结。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种纤维束气体过滤方法与装置，用于过滤去除气体中的粉尘或生物降解气体中的有机物、氨、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、二恶英等物质。

用于实现本发明目的的一种纤维束气体过滤方法，该方法是把若干纤维束滤元悬挂在滤板上构成滤料组件，至少一个滤料组件安装在过滤器或过滤池壳体内形成过滤层，所说纤维束滤元由纤维长丝制成，或由纤维短丝制成的线制成，或由纤维长丝或短丝制成的布制成条带状。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上。所说上连接件或下连接件为不可伸缩的绳索、金属环等，或可伸缩的绳索、橡胶条、弹簧等。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上。上连接件和下连接件为相同长度的绳索。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上。上连接件和下连接件为绳索，下连接件较长，其长度为过滤层最大允许压缩量。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连 接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上。上连接件和下连接件为绳索，上连接件较长，其长度为过滤层最大允许压缩量。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件、胶囊、充排气母管、充排气支管、充排气阀，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上，胶囊安装在滤料组件内部，充排气支管一端与胶囊连接另一端与充排气母管连接，充排气阀安装在充排气母管上或充排气支管上。上连接件和下连接件为绳索。

所说过滤层在过滤时被压缩到一定密度或在过滤时不被压缩纤维束滤元一直保持伸展状态。

所说在过滤层纤维长丝或纤维短丝表面培养生长能够分解气体中有机物、氨、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、二恶英等物质的微生物膜，过滤时废气通过载有微生物膜的过滤层得到净化。

所说纤维束气体过滤方法，根据过滤时过滤层内废气流方向分为下向流形式即废气自上而下通过过滤层，上向流形式即废气自下而上通过过滤层，侧向流形式即废气横向通过过滤层。

所说纤维束气体过滤方法，过滤层清洗时，采取气-水混合清洗，即清洗空气自下而上通过过滤层，清洗水采取上向流充水清洗和下向流排空清洗方式，或清洗水采取下向流和上向流交替清洗方式。所说上向流充水清洗即清洗水自下而上充入过滤层，所说下向流排空清洗即清洗水自上而下通过过滤层并排空，所说下向流清洗即清洗水自上而下通过过滤层，所说上向流清洗即清洗水自下而上通过过滤层。

用于实现本发明目的的一种上向流纤维束气体过滤装置，该气体过滤装置主要由壳体、滤料组件、配气装置、空气进气管、空气进气阀、风机、配水装置、过滤进气管、过滤进气阀、清洗进水管、清洗进水阀、下向流清洗排水管、下向流清洗排水阀、过滤出气管等组成。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过 下连接件连接在下滤板上。上连接件和下连接件为相同长度的绳索。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上。上连接件和下连接件为绳索，下连接件较长，其长度为过滤层最大允许压缩量。

所说上连接件或下连接件为不可伸缩的绳索、金属环等，或可伸缩的绳索、橡胶条、弹簧等。

所说滤料组件安装在壳体内，配水装置、配气装置设置在滤料组件的下方，过滤出气管设置在滤料组件的上方与壳体相连，风机通过管道与配气装置连接，过滤进气阀安装在过滤进气管上，过滤进气管与风机相连，空气进气阀安装在空气进气管上，空气进气管与风机相连，清洗进水阀安装在清洗进水管上，清洗进水管与配水装置相连，清洗排水阀安装在清洗排水管上，清洗排水管与配水装置相连。

所说风机也可安装在过滤出气管上抽吸气体。

用于实现本发明目的的一种下向流纤维束气体过滤装置，该过滤装置主要由壳体、滤料组件、配气装置、清洗空气进气管、清洗空气进气阀、配水装置、过滤进气管、清洗进水管、清洗进水阀、下向流清洗排水管、下向流清洗排水阀、过滤出气管、过滤出气阀等组成。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上。上连接件和下连接件为相同长度的绳索。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上。上连接件和下连接件为绳索，上连接件较长，其长度为过滤层最大允许压缩量。所说上连接件或下连接件为不可伸缩的绳索、金属环等，或可伸缩的绳索、橡胶条、弹簧等。

所说滤料组件安装在壳体内，配水装置、配气装置设置在滤料组件的下方，过滤进气管设置在滤料组件的上方与壳体连接，过滤出气管与配气装置连接，过滤出气阀安装在过滤出气管上，清洗空气进气阀安装在清洗空气进 气管上，清洗空气进气管与配气装置连接，清洗进水阀安装在清洗进水管上，清洗进水管与配水装置相连，清洗排水阀安装在清洗排水管上，清洗排水管与配水装置相连。

用于实现本发明目的的一种横向流纤维束气体过滤装置，该过滤装置主要由壳体、滤料组件、配气装置、过滤进气管、过滤进气阀、清洗进水管、清洗进水阀、下向流清洗排水管、下向流清洗排水阀、过滤出气管、过滤出气装置等组成。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上。上连接件和下连接件为相同长度的绳索。

所说上连接件或下连接件为不可伸缩的绳索、金属环等，或可伸缩的绳索、橡胶条、弹簧等。

所说滤料组件安装在壳体内，配水装置、配气装置设置在滤料组件的下方，过滤出气管设置在滤料组件的上方与壳体相连，风机通过管道与配气装置连接，过滤进气阀安装在过滤进气管上，过滤进气管与风机相连，空气进气阀安装在空气进气管上，空气进气管与风机相连，清洗进水阀安装在清洗进水管上，清洗进水管与配水装置相连，清洗排水阀安装在清洗排水管上，清洗排水管与配水装置相连。

用于实现本发明目的的一种胶囊压缩纤维束气体过滤装置，包括下向流形式和上向流形式，该过滤装置主要由壳体、滤料组件、配气装置、清洗空气进气管、清洗空气进气阀、配水装置、过滤进气管、清洗进水管、清洗进水阀、下向流清洗排水管、下向流清洗排水阀、过滤出气管、过滤出气阀等组成。

所说滤料组件主要包括纤维束滤元、上滤板、下滤板、上连接件、下连接件、胶囊、充排气母管、充排气支管、充排气阀，纤维束滤元上端通过上连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过下连接件连接在下滤板上，胶囊安装在滤料组件内部，充排气支管一端与胶囊连接另一端与充排气母管连接，充排气阀安装在充排气母管上或充排气支管上。上连接件和下连接件为绳索。

所说滤料组件安装在壳体内，配水装置、配气装置设置在滤料组件的下方，过滤出气阀安装在过滤出气管上，过滤出气管与壳体上部(或下部)相连，过滤进气管与壳体下部(或上部)相连，清洗进水阀安装在清洗进水管上，清洗进水管与配水装置相连，清洗排水阀安装在清洗排水管上，清洗排水管与配水装置相连。

所说纤维束气体过滤装置包括压力式和重力式，过滤时和清洗时上滤板或下滤板位置固定不动，由纤维束滤元构成的过滤层密度不改变；或过滤时和清洗时上滤板或下滤板位置固定不动，过滤层在过滤时被过滤气流压缩密度增大，在清洗时被清洗气流放松密度减小；或过滤时，上滤板或下滤板通过水力、机械力推动使过滤层压缩，清洗时，上滤板或下滤板通过水力、机械力推动使过滤层放松。

所说纤维束气体过滤装置包括压力式和重力式，根据过滤时过滤层内气流方向分为下向流形式即废气自上而下通过过滤层，上向流形式即废气自下而上通过过滤层，侧向流形式即废气横向通过过滤层。

所说纤维束气体过滤装置包括压力式和重力式，过滤层清洗时，采取气一水混合清洗，即清洗空气自下而上通过过滤层，清洗水采取上向流充水清洗和下向流排空清洗方式，或清洗水采取下向流和上向流交替清洗方式。所说上向流充水清洗即清洗水自下而上充入过滤层，所说下向流排空清洗即清洗水自上而下通过过滤层并排空，所说下向流清洗即清洗水自上而下通过过滤层，所说上向流清洗即清洗水自下而上通过过滤层。

所说下滤板可以用重坠替代，所说上滤板可以用浮子替代。

用于制作纤维束滤元的纤维长丝可以选用表面粗糙或带沟槽的材料有利于微生物膜的形成和保持，也可以选用对微生物有选择性的材料容易形成特定功能的微生物膜。如聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、功能纤维、经表面处理的功能纤维等。

所说配水装置和配气装置为多孔管或滤砖或长柄滤头等。

所说纤维束滤元形成的过滤层也可用慧星滤料等短纤维堆积层代替。

为改变过滤时和清洗时纤维束形成的过滤层的密度，也可利用其它机械方法压缩和放松过滤层，或把纤维束通过扭转或缠绕在多孔管上的方法压缩 和放松过滤层。

本发明的一种纤维束气体过滤方法与装置，可用于工业废气过滤除尘及生物去除有害气体，区域空气降尘及生物去除有害气体，污水厂、垃圾处理厂废气收集处理系统，使废气中的NH₃、有机物和其他有害气体等生化去除。

本发明的一种纤维束气体过滤方法与装置，由于纤维束滤料比表面积巨大而且滤层孔隙率很高，有很高的生物承载量，除尘及生物降解效率高，废气生物净化最终转化为CO₂、H₂O等，过滤阻力小，建设投资和运行费用低，节省能源，节省占地，对环境不产生二次污染。清洗时可以方便地采取清洗水下向流排空清洗方式，或采取清洗水下向流排空清洗和上向流充水清洗方式，或采取清洗水下向流和上向流交替清洗方式，洗出纤维束滤料上吸附的粉尘颗粒及代谢死亡微生物膜及截留的污物，过滤效果好，滤料不板结。

附图说明

图1为上连接件和下连接件相同的滤料组件示意图

图2为上连接件为不可伸缩的绳索、下连接件为可伸缩的绳索的滤料组件示意图

图3为上连接件为可伸缩的绳索、下连接件为不可伸缩的绳索的滤料组件示意图

图4为胶囊压缩过滤层的滤料组件示意图

图5气体上向流通过滤料组件示意图

图6气体下向流通过滤料组件示意图

图7气体横向流通过滤料组件示意图

图8为上向流纤维束气体过滤装置示意图

图9为下向流纤维束气体过滤装置示意图

图10为横向流纤维束气体过滤装置示意图

图11为下向流胶囊压缩纤维束气体过滤装置示意图

具体实施方式

参见图1，所说滤料组件2主要包括纤维束滤元21、上滤板19、下滤板20、上连接件22、下连接件23，纤维束滤元21上端通过上连接件22连接在上滤板19上，纤维束滤元21下端通过下连接件23连接在下滤板20上。上 连接件22和下连接件23为相同长度的绳索。

参见图2，该过滤料组件2主要包括纤维束滤元21、上滤板19、下滤板20、上连接件22、下连接件23，纤维束滤元21上端通过上连接件22连接在上滤板19上，纤维束滤元21下端通过下连接件23连接在下滤板20上。上连接件22和下连接件23为绳索，下连接件23较长，其长度为过滤层最大允许压缩量。

参见图3，所说滤料组件2主要包括纤维束滤元21、上滤板19、下滤板20、上连接件22、下连接件23，纤维束滤元21上端通过上连接件22连接在上滤板19上，纤维束滤元21下端通过下连接件23连接在下滤板20上。上连接件22和下连接件23为绳索，上连接件22较长，其长度为过滤层最大允许压缩量。

参见图4，所说滤料组件2主要包括纤维束滤元21、上滤板19、下滤板20、上连接件22、下连接件23、胶囊201、充排气母管202、充排气支管203、充排气阀204，纤维束滤元21上端通过上连接件22连接在上滤板19上，纤维束滤元21下端通过下连接件23连接在下滤板20上，胶囊201安装在滤料组件2内部或安装在若干滤料组件2之间，充排气支管203一端与胶囊201连接另一端与充排气母管202连接，充排气阀204安装在充排气母管202上或充排气支管203上。上连接件22和下连接件23为绳索。

参见图5，气体上向流通过滤料组件的情况。

参见图6，气体下向流通过滤料组件的情况。

参见图7，气体横向流通过滤料组件的情况。

参见图1、图8，一种上向流纤维束气体过滤装置，该过滤装置主要由壳体1、滤料组件2、配气装置5、空气进气管112、空气进气阀1112、风机411、配水装置4、过滤进气管7、过滤进气阀71、清洗进水管11、清洗进水阀111、下向流清洗排水管9、下向流清洗排水阀91、过滤出气管3等组成。

所说滤料组件2主要包括纤维束滤元21、上滤板19、下滤板20、上连接件22、下连接件23，纤维束滤元21上端通过上连接件22连接在上滤板19上，纤维束滤元21下端通过下连接件23连接在下滤板20上。上连接件22和下连接件23为相同长度的绳索。

所说滤料组件2安装在壳体1内，配水装置4、配气装置5设置在滤料组件2的下方，过滤出气管3设置在滤料组件2的上方与壳体1相连，风机411通过管道12与配气装置5相连，过滤进气阀71安装在过滤进气管7上，过滤进气管7与风机411相连，空气进气阀1112安装在空气进气管112上，空气进气管112与风机411相连，清洗进水阀111安装在清洗进水管11上，清洗进水管11与配水装置4相连，清洗排水阀91安装在清洗排水管9上，清洗排水管9与配水装置4相连。

工作原理：

首先在纤维束滤元21上培养微生物膜。过滤时，打开过滤进气阀71，过滤进气通过过滤进气阀71、打开风机411，过滤进气管7、风机411、管道12、配气装置5进入壳体1底部，然后自下而上进入滤料组件2进行过滤，打开空气进气阀1112，空气通过空气进气管112、混合器411、管道12、配气装置5进入壳体1底部，然后进入滤料组件2，空气中的氧气不断为微生物供氧，过滤后的气体从滤料组件2的上部流出，经过过滤出气管3排出。

清洗时，关闭过滤进气阀71，采取上向流下向流交替清洗：空气进气阀1112和风机411保持打开状态，打开清洗进水阀111，清洗水通过清洗进水管11、清洗进水阀111、配水装置4进入壳体1底部，自下而上通过滤料组件2进行空气和水联合擦洗，壳体内待液位达到滤料组件2上部后关闭清洗进水阀111，然后打开清洗排水阀91，滤料组件2内截留的污物及代谢死亡的微生物膜随清洗水通过清洗排水管9排出。

参见图1、图9，一种下向流纤维束气体过滤装置，该过滤装置主要由壳体1、滤料组件2、配气装置5、清洗空气进气管114、清洗空气进气阀113、配水装置4、过滤进气管7、清洗进水管11、清洗进水阀111、下向流清洗排水管9、下向流清洗排水阀91、过滤出气管3、过滤出气阀31等组成。

所说滤料组件2主要包括纤维束滤元21、上滤板19、下滤板20、上连接件22、下连接件23，纤维束滤元21上端通过上连接件22连接在上滤板19上，纤维束滤元21下端通过下连接件23连接在下滤板20上。上连接件22和下连接件23为相同长度的绳索。

所说滤料组件2安装在壳体1内，配水装置4、配气装置5设置在滤料组 件2的下方，过滤出气阀31安装在过滤出气管3上，过滤出气管3设置在滤料组件2的上方与壳体1相连，过滤进气管7设置在滤料组件2上方与壳体1相连，清洗进水阀111安装在清洗进水管11上，清洗进水管11与配水装置4相连，清洗排水阀91安装在清洗排水管9上，清洗排水管9与配水装置4相连。

工作原理：

过滤时，过滤进气通过过滤进气管7、进入壳体1上部，然后自上而下进入滤料组件2进行过滤，过滤后的气体从滤料组件2的上部流出，经过过滤出气管3过滤出气阀31排出。

清洗时，采取上向流下向流交替清洗：打开清洗进水阀111，清洗水通过清洗进水管11、清洗进水阀111、配水装置4进入壳体1底部，打开清洗空气进气阀113，清洗空气经空气进气管114、配气装置5进入壳体1底部，然后进入滤料组件2，清洗水与清洗空气自下而上通过滤料组件2进行空气和水联合擦洗，壳体内待液位达到滤料组件2上部后关闭清洗进水阀111，然后打开清洗排水阀91，滤料组件2内截留的污物及代谢死亡的微生物膜随清洗水通过清洗排水管9排出。

参见图1，图10，一种横向流纤维束气体过滤装置，该过滤装置主要由壳体1、滤料组件2、配气装置4、过滤进气管7、过滤进气阀71、清洗进水管11、清洗进水阀111、下向流清洗排水管9、下向流清洗排水阀91、过滤出气管3、过滤出气装置51等组成。

所说滤料组件2主要包括纤维束滤元21、上滤板19、下滤板20、上连接件22、下连接件23，纤维束滤元21上端通过上连接件22连接在上滤板19上，纤维束滤元21下端通过下连接件23连接在下滤板20上。上连接件22和下连接件23为相同长度的绳索。

说所过滤出气集气装置51设置在滤料组件2内。所说滤料组件2安装在壳体1内，配水装置4、配气装置5设置在滤料组件2的下方，过滤出气管3与过滤出气集气装置51相连，过滤进气阀71安装在过滤进气管7上，过滤进气管7与配气装置5相连，清洗进水阀111安装在清洗清洗进水管11上，清洗进水管11与配水装置4相连，清洗排水阀91安装在清洗排水管9上， 清洗排水管9与配水装置4相连。

工作原理：

过滤时，打开过滤进气阀71，过滤进气通过过滤进气阀71，过滤进气管7，配气装置5进入壳体1底部，然后横向进入滤料组件2进行过滤，过滤后气体通过过滤出气集气装置51、过滤出气管3排出。

清洗时，关闭过滤进气阀71，采取上向流下向流交替清洗：打开清洗进水阀111，清洗水通过清洗进水管11、清洗进水阀111、配水装置4进入壳体1底部，打开清洗空气进气阀113，清洗空气经空气进气管114、配气装置5进入壳体1底部，然后进入滤料组件2，清洗水与清洗空气自下而上通过滤料组件2进行空气和水联合擦洗，壳体内待液位达到滤料组件2上部后关闭清洗进水阀111，然后打开清洗排水阀91，滤料组件2内截留的污物及代谢死亡的微生物膜随清洗水通过清洗排水管9排出。

参见图1、图11，一种下向流胶囊压缩纤维束气体过滤装置，该过滤装置主要由壳体1、滤料组件2、配气装置5、清洗空气进气管114、清洗空气进气阀113、配水装置4、过滤进气管7、清洗进水管11、清洗进水阀111、下向流清洗排水管9、下向流清洗排水阀91、过滤出气管3、过滤出气阀31等组成。

所说滤料组件2主要包括纤维束滤元21、上滤板19、下滤板20、上连接件22、下连接件23、胶囊201、充排气母管202、充排气支管203、充排气阀204，纤维束滤元21上端通过上连接件22连接在上滤板19上，纤维束滤元21下端通过下连接件23连接在下滤板20上，胶囊201安装在滤料组件2内部，充排气支管203一端与胶囊201连接另一端与充排气母管202连接，充排气阀204安装在充排气母管202上或充排气支管203上。上连接件22和下连接件23为绳索。

所说滤料组件2安装在壳体1内，配水装置4、配气装置5设置在滤料组件2的下方，过滤出气阀31安装在过滤出气管3上，过滤出气管3设置在滤料组件2的上方与壳体1相连，过滤进气管7设置在滤料组件2上方与壳体1相连，清洗进水阀111安装在清洗进水管11上，清洗进水管11与配水装置4 相连，清洗排水阀91安装在清洗排水管9上，清洗排水管9与配水装置4相连。

工作原理：

过滤时，过滤进气通过过滤进气管7、进入壳体1上部，然后自上而下进入滤料组件2进行过滤，过滤后的气体从滤料组件2的上部流出，经过过滤出气管3过滤出气阀31排出。

清洗时，采取上向流下向流交替清洗：打开清洗进水阀111，清洗水通过清洗进水管11、清洗进水阀111、配水装置4进入壳体1底部，打开清洗空气进气阀113，清洗空气经空气进气管114、配气装置5进入壳体1底部，然后进入滤料组件2，清洗水与清洗空气自下而上通过滤料组件2进行空气和水联合擦洗，壳体内待液位达到滤料组件2上部后关闭清洗进水阀111，然后打开清洗排水阀91，滤料组件2内截留的污物及代谢死亡的微生物膜随清洗水通过清洗排水管9排出。