一种发酵臭气和燃烧烟气的洗涤治理系统的制作方法

本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种发酵臭气和燃烧烟气的洗涤治理系统，所述发酵臭气是指有机废弃物发酵产生的臭气，所述燃烧烟气是指病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾和秸秆等农村有机废弃污染物燃烧以及石化燃料燃烧产生的尾气。

背景技术：

在有机废弃物进行发酵堆肥过程中，在有氧或缺氧条件下，物料中的有机成分如蛋白质等被微生物的分解，产生大量有毒有害的臭味气体，这些臭气若不加以处理，直接排放到大气，将严重影响堆肥厂及其周边的大气环境。因此，堆肥过程中的除臭工程成为有机固体废弃物高温堆肥过程不可或缺的一部分。

在有机废弃物进行反应器发酵堆肥过程中，为了提高发酵效率，缩短堆肥时间，提升有机肥质量，常设置热源对反应器进行加热，如煤炭、柴油和生物质燃料等燃烧，但这些热源在燃烧过程中不可避免地产生烟尘等颗粒物、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)等有毒有害气体，造成严重的空气、环境污染，产生酸雨、温室效应和雾霾等一系列环境问题，对人类的生产、生活产生极大地负面影响。在治理有机固体废弃物污染的同时，兼顾治理热源燃烧过程中产生的烟气，避免产生二次污染，具有重要的现实意义。

目前，病死畜禽动物及胎盘无害化处理的方法一般为高温焚烧和卫生填埋，病死畜禽动物及胎盘中，有机质（如蛋白质和脂肪）含量高，焚烧过程中产生大量未完全燃烧的产生的颗粒物（烟尘）和酸性气体（NO_X、SO₂等），严重污染水源和空气。

由于地域分散，农村生活垃圾的处理成本太高，一般被人们随意倾倒和焚烧，焚烧过程中产生大量颗粒物（烟尘）和酸性气体（CO、NO_X、SO₂、HCl等）等，造成严重污染，如何有效地处置农村生活垃圾，减少污染，已经成为社会主义现代化新农村建设的主要问题。

近年来，各级政府制定一系列法律法规禁止秸秆焚烧，但在广大农村，焚烧秸秆的现象仍屡禁不止，且有愈演愈烈的趋势。焚烧秸秆产生的烟雾不仅严重污染空气，对人体健康构成严重威胁，而且导致火灾事故频频发生，对交通安全也构成威胁。

在有机废弃物进行发酵堆肥过程中，微生物分解有机废弃物的同时，产生大量热量，并随臭气外排。煤炭、天然气和柴油等石化燃料、农村生活垃圾和农作物秸秆在燃烧过程中释放大量热量，部分热量随烟气一起排出，这些含有大量热量的有毒有害气体任意排放，不仅污染环境，还浪费了热能。目前，这些含热气体处理方式主要是通过冷却装置冷却降温，但尾气中热量大多未被利用或利用率不高，同时，烟气中还含有大量有毒酸性气体，工业生产中一般采用布袋除尘，碱中和等多部操作除去，改方法复杂，设备投入成本高昂。中国专利200910216681 利用生物方法处理化石燃料燃烧废气的系统中，采用冷却塔对尾气进行冷却降温处理，但热量未得到利用，造成热能浪费。中国专利201410567892.3将燃料燃烧产生的带热量废气加热反应器内的有机废弃物，目的主要是促进发酵反应，但是，从反应器内排出的臭气仍含有大量热量，如何进行环保处理，并未阐明。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种发酵臭气和燃烧烟气的洗涤治理系统，有效解决有机废弃物发酵臭气和病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾、秸秆等农村有机废弃物以及石化燃料燃烧烟气的治理问题，不产生二次污染，并利用臭气和烟气中的热量，提高热效率，缩短发酵时间，降低设备及生产成本，既环保又节能。

本实用新型采用的技术方案是：

一种发酵臭气和燃烧烟气的洗涤治理系统，包括洗涤塔、生物除臭滤塔、多功能生物质燃烧锅炉、液体发酵反应器、固体发酵反应器、循环泵、排风机和引风机；所述洗涤塔为臭气烟气的洗涤塔，洗涤塔的顶部端盖上设置排气口，洗涤塔的罐体侧壁上部设置进液口，罐体侧壁中部设置进气口，罐体侧壁下部设置排液口，罐体内中部放置吊篮，吊篮内放置有机填料和/或无机填料，因此，洗涤塔内腔从上到下分为进液分流腔、填料层、气腔和积液腔，所述吊篮及吊篮内放置的有机填料和/或无机填料形成填料层，进液分流腔位于填料层的上部，填料层的下部是气腔，集液腔位于罐体内底部；所述进液口与进液分流腔连通，所述进气口与气腔连通，所述排液口与集液腔连通；循环泵A的输入管道连接液体发酵反应器内上部上清液，循环泵A的输出管道与洗涤塔的进液口相连；多功能生物质燃烧锅炉的排烟口通过管道、排风机与洗涤塔的进气口连接，洗涤塔的排气口通过管道、引风机B与生物除臭滤塔相连；液体发酵反应器排气口和固体发酵反应器的排气口通过管道、引风机A与洗涤塔的进气口相连；洗涤塔下部的排液口通过循环泵B及其管道连接液体发酵反应器顶部进液口。

上述技术方案中，所述的吊篮放置在罐体内壁的支架上，吊篮由多孔板、立架和分流板组成，分流板固定在吊篮立架上端，多孔板固定在立架的下端。

上述技术方案中，所述的分流板为圆拱形多孔板，吊篮的周边或侧边安装网状边框或多孔板,吊篮的周边或侧边无边框。

上述技术方案中，所述的臭气包括固体有机废弃物和液体有机废弃物在发酵反应器内发酵时排出的臭气；所述的烟气包括病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾和秸秆等农村有机废弃物以及石化燃料在多功能生物质燃烧锅炉内燃烧时产生的烟气。

上述技术方案中，所述罐体内底部的积液腔设置有液位计，液位计通过控制装置控制排液管道上的循环泵。

上述技术方案中，所述的有机填料是指采用树叶、树皮、锯木屑等有机废弃物按一定比例混合后制成载体，并在该载体上接种具有除臭功能的微生物，臭气或烟气通过该表面长有微生物的有机填料的过程就是恶臭物质传质和生物降解的过程。

上述技术方案中，所述的有机填料还包括碳质、火山岩和/或陶粒。

上述技术方案中，所述的无机填料包括空心球、拉西环、鲍尔环和/或阶梯环等。

有益效果

畜禽粪尿、病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾和秸秆等农村有机废弃污染物是农村环境污染的重要污染源，本实用新型不仅能治理有机废弃物，如畜禽粪尿，高温发酵过程中产生的臭气，而且还能治理病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾和秸秆等农村有机废弃污染物，以及石化燃料在燃烧过程中产生的尾气，为农村环境污染治理做出重要贡献。

本实用新型利用洗涤塔与生物除臭滤塔组合治理有机废弃物发酵臭气、病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾和秸秆等农村有机废弃污染物以及石化燃料燃烧尾气治理问题，并利用畜禽粪尿液体吸收臭气和烟气中的固体颗粒物和酸性气体，降低畜禽粪尿液体pH，减少因氨气释放造成的氮素损失，增加畜禽粪尿液体有机质和养分。有机废弃物在发酵堆肥过程中产生的臭气和热源在燃烧过程中产生的烟气如 PM2.5等微小颗粒物，这些颗粒物能被畜禽粪尿液体吸收，部分转化成为有益的养分。有机废弃物在发酵堆肥过程中产生的，如硫化氢等酸性气体和热源在燃烧过程中产生的，如二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮和二氧化氮等酸性气体与畜禽粪尿液体中的水分子结合，释放出H⁺，降低畜禽粪尿液体的pH，减少氨气的释放，降低畜禽粪尿液体减少营养元素的损失。

本实用新型利用臭气和烟气加热畜禽粪尿液体，缩短畜禽粪尿液体后续高温发酵的加热升温时间，降低了能耗，且省去臭气治理的冷却降温环节，节省了成本。在有机废弃物进行发酵堆肥过程中，微生物分解有机废弃物的同时，产生大量热量，并随臭气外排，将这些含热气体送至洗涤塔内，与畜禽粪尿液体进行充分接触交换，加热畜禽粪尿液体，缩短畜禽粪尿液体后续加热升温时间，减低能耗，从洗涤塔排出的废气温度大大降低，直接送至生物除臭滤塔，经生物除臭滤塔内生物填料吸收、转化，达标后排放，省去常规的冷却降温环节，减少工艺环节，节省设备成本。

本实用新型中的洗涤塔设计独特，充分考虑进、出料的便捷性，将吊篮设计成无护网的多孔板结构，既保证洗涤塔的高效性，又保证进、出料的便捷性，降低劳动用工成本，更换的有机填料可作为高温好氧发酵有机肥的原料，不产生二次污染。

本实用新型将从洗涤塔排出的气体送至生物除臭滤塔，通过微生物过滤技术来降解和净化废气中的挥发性有机物质及一些生物可降解的无机物质，使废气得到净化，该方法如下优点：（1）有效率高, 废气经过短时间的微生物过滤处理就可得到净化；（2）使用安全, 与其它治理臭气和有机废气的物理化学技术相比，没有任何安全隐患；（3）成本低, 因处理时间很短，所以生物除臭滤塔体积小，再加上不需添加任何化学物质，故设备投资和运行费用低；（4）滤料更换、添加方便, 降低了劳动用工成本；（5）废滤料可作为好氧发酵工艺的含碳辅料，无任何二次污染。

总之，本实用新型既治理有机废弃物在发酵堆肥过程中产生的臭气污染，又治理病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾和秸秆等农村有机废弃污染物，以及石化燃料在燃烧过程中产生的尾气污染，同时还加热畜禽粪尿液体，提高热效率，缩短发酵时间，降低设备及生产成本，填料装卸方便，不产生二次污染，本实用新型既环保，又节能，真正实现生态效益和经济效益的结合与统一。

附图说明

图1为本实用新型治理系统及方法示意图；

图2为本实用新型洗涤塔的结构示意图；

图3为图2中的A-A视图；

图4为图2中的分流板纵向剖视图；

图5为图4的俯视图；

图6为本实用新型多功能生物质燃烧锅炉的结构示意图；

图7为本实用新型吊篮结构剖面示意图。

附图标记：

101-积液腔，102-支架，103-顶部端盖，104-排气口，105-进液口，106-分流板，107-吊篮，108-进气口，109-上下液位检测传感器，110-排液口，111-立架，112-多孔板， 201-多功能生物质燃烧锅炉，202-液体发酵反应器，203-固体发酵反应器，204a-循环泵A，204b-循环泵B、205-洗涤塔，206-引风机，207-排风机，208-引风机B，209-生物除臭滤塔，301-焚化门，302-病死畜禽动物或生活垃圾送料设备，303-烟气排气口，304-秸秆燃料自动输送设备。

具体实施方式

本实用新型的发酵臭气和燃烧烟气的洗涤治理系统，包括洗涤塔、生物除臭滤塔、多功能生物质燃烧锅炉、液体发酵反应器、固体发酵反应器、循环泵、排风机和引风机；所述洗涤塔为臭气烟气的洗涤塔，洗涤塔的顶部端盖上设置排气口、洗涤塔的罐体侧壁上部设置进液口，罐体侧壁中部设置进气口，罐体侧壁下部设置排液口，罐体内中部放置吊篮，吊篮内放置有机填料和/或无机填料，因此，洗涤塔内腔从上到下分为进液分流腔、填料层、气腔和积液腔，所述吊篮及吊篮内放置的有机填料和/或无机填料形成填料层，进液分流腔位于填料层的上部，填料层的下部是气腔，集液腔位于罐体内底部；所述进液口与进液分流腔连通，所述进气口与气腔连通，所述排液口与集液腔连通；循环泵A的输入管道连接液体发酵反应器内上部上清液，循环泵A的输出管道与洗涤的进液口相连；多功能生物质燃烧锅炉的排烟口通过管道、排风机与洗涤塔的进气口连接，洗涤塔的排气口通过管道、引风机B与生物除臭滤塔相连；液体发酵反应器的排气口和固体发酵反应器的排气口通过管道、引风机A也与洗涤塔的进气口相连；洗涤塔下部的排液口通过循环泵B及其管道连接液体发酵反应器顶部进液口；所述的吊篮放置在罐体内壁的支架上，吊篮由多孔板、立架和分流板组成，分流板固定在吊篮立架上端，多孔板固定在立架的下端；所述的分流板为圆拱形多孔板，吊篮的周边或侧边无边框；所述的臭气包括固体有机废弃物和液体有机废弃物在发酵反应器内发酵时排出的臭气；所述的烟气包括病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾和秸秆等农村有机废弃物以及石化燃料在多功能生物质燃烧锅炉内燃烧时产生的烟气；所述罐体内底部的积液腔设置有液位计，液位计通过控制装置控制排液管道上的循环泵；所述的有机填料是指采用树叶、树皮、锯木屑等有机废弃物按一定比例混合后制成载体，并在该载体上接种具有除臭功能的微生物，臭气或烟气通过该表面长有微生物的有机填料的过程就是恶臭物质传质和生物降解的过程；所述的有机填料还包括碳质、火山岩和/或陶粒；所述的无机填料包括空心球、拉西环、鲍尔环和/或阶梯环等。

本实用新型的发酵臭气和燃烧烟气的洗涤治理方法，包括：

（1）建设发酵臭气和燃烧烟气的洗涤治理系统，该洗涤治理系统包括洗涤塔、生物除臭滤塔、多功能生物质燃烧锅炉、液体发酵反应器、固体发酵反应器、循环泵、排风机和引风机；所述的洗涤塔为臭气烟气的洗涤塔，洗涤塔的顶部端盖上设置排气口，洗涤塔的罐体侧壁上部设置进液口，罐体侧壁中部设置进气口，罐体侧壁下部设置排液口，罐体内中部放置吊篮，吊篮内放置有机填料和/或无机填料，因此，洗涤塔内腔从上到下分为进液分流腔、填料层、气腔和积液腔，所述吊篮及吊篮内放置的有机填料和/或无机填料形成填料层，进液分流腔位于填料层的上部，填料层的下部是气腔，集液腔位于罐体内底部；所述进液口与进液分流腔连通，所述进气口与气腔连通，所述排液口与集液腔连通；循环泵A的输入管道连接液体发酵反应器内上部上清液，循环泵A的输出管道与洗涤塔的进液口相连；多功能生物质燃烧锅炉的排烟口通过管道、排风机与洗涤塔的进气口连接，洗涤塔的排气口通过管道、引风机B与生物除臭滤塔相连；液体发酵反应器的排气口和固体发酵反应器的排气口通过管道、引风机A与洗涤塔的进气口相连；洗涤塔下部的排液口通过循环泵B及其管道连接液体发酵反应器顶部进液口；

（2）将有机废弃物在液体发酵反应器和/或固体发酵反应器内发酵时产生的臭气经引风机A引至洗涤塔气腔的进气口，进入洗涤塔内；

（3）将病死畜禽动物、胎盘、生活垃圾、秸秆等农村有机废弃污染物以及石化燃料中的一种或多种送入多功能生物质燃烧锅炉内，燃烧产生的烟气经排风机、洗涤塔的进气口送至洗涤塔气腔内；

（4）同时启动循环泵A和循环泵B，将液体发酵反应器上部的畜禽粪尿上清液，泵至洗涤塔上部进液口，再进入洗涤塔内的进液分流腔，畜禽粪尿上清液经过吊篮分流板向洗涤塔内的填料层均匀，粪尿上清液与臭气烟气在填料层中进行充分接触、换热、换质；

（5）换热、换质后的粪尿洗涤滤液汇入洗涤塔底部的积液腔内，当积液腔内的液位计检测到粪尿洗涤滤液达到高位时，排液管道上的循环泵自动打开，将粪尿洗涤滤液送至液体发酵反应器进行高温好氧发酵，制得液体有机肥料；

（6）臭气烟气经换热、换质后的尾气从洗涤塔顶部的排气口排出，再经引风机送至生物除臭滤塔内，经过生物除臭滤塔内生物填料吸收、转化，达标排放；

（7）更换洗涤塔内的填料时，打开洗涤塔顶部端盖，取出吊篮，将取出的有机填料送至固体发酵反应器进行高温好氧发酵，制得有机肥料。

所述的有机填料是指采用树叶、树皮、锯木屑等有机废弃物按一定比例混合后面制成载体，并在该载体上接种具有除尘功能的微生物；所述的有机填料包括碳质、火山岩和/或陶粒等，所述的无机填料包括空心球、拉西环、鲍尔环和/或阶梯环等。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

洗涤塔结构如图2和图4所示，主要包括顶部端盖103、排气口104、进液口105、吊篮107、进气口108、液位传感器109和排液口110，吊篮结构剖面示意图如图4所示，吊篮107主要由多孔板112、立架111和分流板106组成，排气口104位于顶部端盖103上，进液口位于分流板106之上，洗涤塔的侧壁上，吊篮107放置在支架102上，在多孔板112上放置一定高度的填料层，进气口108位于吊篮107与积液腔101之间，洗涤塔的侧壁上，洗涤塔底部有积液腔101、在积液腔101的最低位置设置有排液口110。

本实用新型系统如图1所示，多功能生物质燃烧锅炉207的排烟口经管道与排风机207进风口连接，排风机202排风口经管道连接洗涤塔205的进气口，洗涤塔205的排气口经管道与引风机208连接，引风机208另一端连接生物除臭装置209的进气口。固体发酵反应器203排气口和液体发酵反应器202排气法兰分别经管道并联接入引风机206的进风口，引风机206的排风口经管道连接洗涤塔205的进气口。液体发酵反应器202洗涤液排液口经管道连接循环泵204a的输入端，204a的输出端经管道连接洗涤塔205的进液口，洗涤塔205的排液口经经管道连接循环泵204b的输入端，循环泵204b的输出端经管道连接到液体发酵反应器202的洗涤滤液进液口，形成回路。

本实用新型中多功能生物质燃烧锅炉的结构示意图如图6所示，多功能生物质燃烧锅炉201采用柴油等矿物燃料，或沼气、天然气等燃烧机作为燃烧设备或引燃设备，在秸秆资源丰富的地区，在锅炉上安装秸秆燃料自动输送设备304，把秸秆块作为燃料输送至多功能生物质燃烧锅炉201的炉排上，同时，在多功能生物质燃烧锅炉201上具有一个可打开的焚化门301，病死畜禽动物以及生活垃圾等通过病死动物和生活垃圾送料设备302可以通过这个门送入锅炉的炉膛进行焚化，多功能生物质燃烧锅炉201上设置有烟气排气口303，烟气排气口303经管道连接与排风机207进风口连接。

实施例1：

启动引风机206，固体发酵反应器203和液体发酵反应器202内有机废弃物在发酵过程中排出的臭气经引风机206，从洗涤塔205底部的进气口引入洗涤塔内，同时，启动循环水泵204a，液体发酵反应器202内的粪尿液体经循环水泵204a，从洗涤塔205顶部的进液口泵入洗涤塔205内，经洗涤塔205内的分流板105将粪尿液体均匀喷洒在吊篮107上的填料层上，臭气与粪尿液体在填料层中进行充分地换热、换质后，从洗涤塔205顶部排液口排出的气体经引风机208引入生物除臭滤塔210，经生物除臭滤塔210内生物填料吸收、转化，达标后排放；

当洗涤塔205内的液位传感器109检测到积液腔101内的洗涤滤液处于高位时，自动打开循环泵204b，将洗涤滤液泵至液体发酵反应器202，进行高温好氧发酵；

更换洗涤塔填料时，打开顶部端盖103，起吊装置吊出吊篮107，将吊出的有机填料送至固体发酵反应器203进行高温好氧发酵，重新吊入吊篮107，从洗涤塔212顶部装填新鲜填料，关闭顶部端盖103，更换的有机填料经高温好氧发酵制得固体有机肥料。

实施例2：

将柴油作为多功能生物质燃烧锅炉201的燃烧设备，燃烧产生的烟气经排风机207，从洗涤塔205底部的进气口引入洗涤塔205内，同时，启动循环泵204a，液体发酵反应器202内的粪尿液体经循环水泵204a，从洗涤塔205顶部的进液口泵入洗涤塔205内，经洗涤塔205内的分流板105将粪尿液体均匀喷洒在吊篮107上的填料层上，烟气与粪尿液体在填料层中进行充分地换热、换质后，从洗涤塔205顶部排液口排出的气体经引风机208引入生物除臭滤塔210，经生物除臭滤塔210内生物填料吸收、转化，达标后排放；

当洗涤塔205内的液位传感器109检测到积液腔101内的洗涤滤液处于高位时，自动打开循环泵204b，将洗涤滤液泵至液体发酵反应器202，进行高温好氧发酵；

更换洗涤塔填料时，打开顶部端盖103，起吊装置吊出吊篮107，将吊出的有机填料送至固体发酵反应器203进行高温好氧发酵，重新吊入吊篮107，从洗涤塔212顶部装填新鲜填料，关闭顶部端盖103。

实施例3：

启动秸秆燃料自动输送设备304，将秸秆送入多功能生物质燃烧锅炉201内，将柴油作为多功能生物质燃烧锅炉201的引燃设备，燃烧产生的烟气经排风机207，从洗涤塔205底部的进气口引入洗涤塔205内，同时，启动循环泵204a，液体发酵反应器202内的粪尿液体经循环水泵204a，从洗涤塔205顶部的进液口泵入洗涤塔205内，经洗涤塔205内的分流板105将粪尿液体均匀喷洒在吊篮107上的填料层上，烟气与粪尿液体在填料层中进行充分地换热、换质后，从洗涤塔205顶部排液口排出的气体经引风机208引入生物除臭滤塔210，经生物除臭滤塔210内生物填料吸收、转化，达标后排放；

当洗涤塔205内的液位传感器109检测到积液腔101内的洗涤滤液处于高位时，自动打开循环泵204b，将洗涤滤液泵至液体发酵反应器202，进行高温好氧发酵；

更换洗涤塔填料时，打开顶部端盖103，起吊装置吊出吊篮107，将吊出的有机填料送至固体发酵反应器203进行高温好氧发酵，重新吊入吊篮107，从洗涤塔212顶部装填新鲜填料，关闭顶部端盖103。

实施例4：

启动病死畜禽动物或生活垃圾送料设备302，将病死畜禽动物送入多功能生物质燃烧锅炉201内，将柴油作为多功能生物质燃烧锅炉201的引燃设备，燃烧产生的烟气经排风机207，从洗涤塔205底部的进气口引入洗涤塔205内，同时，启动循环泵204a，液体发酵反应器202内的粪尿液体经循环水泵204a，从洗涤塔205顶部的进液口泵入洗涤塔205内，经洗涤塔205内的分流板105将粪尿液体均匀喷洒在吊篮107上的填料层上，烟气与粪尿液体在填料层中进行充分地换热、换质后，从洗涤塔205顶部排液口排出的气体经引风机208引入生物除臭滤塔210，经生物除臭滤塔210内生物填料吸收、转化，达标后排放；

当洗涤塔205内的液位传感器109检测到积液腔101内的洗涤滤液处于高位时，自动打开循环泵204b，将洗涤滤液泵至液体发酵反应器202，进行高温好氧发酵；

更换洗涤塔填料时，打开顶部端盖103，起吊装置吊出吊篮107，将吊出的有机填料送至固体发酵反应器203进行高温好氧发酵，重新吊入吊篮107，从洗涤塔212顶部装填新鲜填料，关闭顶部端盖103。

本实用新型的液体发酵反应器、固体发酵反应器、多功能生物质燃烧锅炉和生物除臭滤塔均采用本申请人成熟的专利技术产品。