本发明涉及生物除臭领域，具体涉及一种除臭装置和应用其除臭的方法。
背景技术：
生物除臭主要是利用微生物除臭，通过微生物的新陈代谢将具有臭味的物质加以转化，使目标污染物被有效分解去除，以达到恶臭的治理目的。由于生物除臭针对性更强，且更经济环保，因此采用生物除臭的方式对臭气进行处理已被广泛应用在多种行业，尤其广泛应用在市政污水产生的臭气的处理中。
目前现有的生物除臭方法主要为生物滤池法。生物滤池法以填充式生物滤池为主，目前市场上填充式生物滤池工艺主要以生物过滤法和生物滴滤法为主。生物过滤法适用于去除低浓度臭气物质(硫化氢浓度在5mg/m3以下)，而生物滴滤法适用于去除中等浓度臭气物质(硫化氢浓度50mg/m3以下)。在现有的污水臭气处理中，有些污水厂产生的污水中的臭气中所含的臭气物质的浓度偏低，采用现有的生物过滤法和生物滴滤法尚可满足除臭要求，但对于有些污水厂来说，因水质和水量的变化，导致臭气浓度很高，在某些工况下，臭气中的硫化氢浓度可高达500mg/m3及以上，这时现有的适用于的低浓度臭气处理的生物过滤和生物滴滤法就无法满足除臭要求了。
针对现有技术的不足之处，本领域的技术人员迫切希望寻求一种能够高效处理含有高浓度硫化氢气体的臭气的除臭装置，以弥补现有技术的不足之处。
技术实现要素：
为了实现更高效地处理含有高浓度硫化氢气体的臭气的除臭装置，本发明提出了一种除臭装置。
根据本发明的除臭装置，包括壳体，位于壳体内且沿壳体的高度方向依次自上而下设置的喷淋组件、填料层、布气层和储液层，设置在壳体上的与布气层相连通的进气口，以及设置在壳体的顶部的排气口，其中，储液层包括进液口和出液口，储液层的出液口与喷淋组件通过连接管路连通在一起，且连接管路上设置有循环泵，储液层的进液口与外部液源连通在一起。其中，填料层内包括用于除臭的微生物，当储液层的进液口关闭，且储液层的出液口、循环泵进气口和排气口开启时，除臭装置开启循环喷淋除臭模式。
进一步地，填料层为由单一性质的炭粒填充而成的多孔结构的填料层，且用于除臭的微生物附着于多孔炭质填料表面及孔隙中。
进一步地，炭粒的直径范围为2-50mm，且多孔炭质填料的比表面积大于等于260m2/g。
进一步地，填料层的高度为1-5m，填充密度为200-600kg/m3。
进一步地，用于除臭的微生物包括极端嗜酸硫杆菌。
进一步地，当储液层的进液口开启时，除臭装置开启补液模式，从而使得外部液源的液体通过进液口补入储液层。
进一步地，外部液源的液体为水。
进一步地，水中包括极端嗜酸硫杆菌，且水中的极端嗜酸硫杆菌的浓度小于等于储液层内的极端嗜酸硫杆菌的浓度。
进一步地，储液层还包括排液口，当储液层的排液口开启时，除臭装置开启循环排液模式。
进一步地，排气口处为防止带出水汽而设置有除雾装置。
进一步地，除臭装置还包括与进气口相连的风机。
本发明还提出了一种应用上述除臭装置对臭气进行除臭的除臭方法，包括如下步骤：
步骤一：将用于除臭的微生物培植在填料层内，以使得微生物在填料层内生长繁殖；
步骤二：将外部液源的液体引入储液层内后开启除臭装置的内部循环喷淋除臭模式，以对由进气口进入的臭气进行除臭。
进一步地，在步骤一之前，除臭方法还包括使用炭粒填充以形成填料层，炭粒之间形成的孔隙以及炭粒的表面用于培植微生物。
进一步地，在步骤一中，用于除臭的微生物通过喷淋的方式培植在填料层内。
进一步地，用于除臭的微生物包括极端嗜酸硫杆菌，且极端嗜酸杆菌的浓度为10-500mg/l。
进一步地，除臭方法还包括：当储液层内的液位降低时，开启除臭装置的补液模式。
进一步地，除臭方法还包括：当储液层内的液体中形成有杂质时，开启除臭装置的循环排液模式。
本发明的除臭装置顶部设置有喷淋组件，底部设置储液层，喷淋组件通过一定压力连续循环喷水，一方面利用附着在填料层内的微生物进行臭气处理，另一方面还同时充分利用循环水中的微生物对臭气进行进一步处理，从而实现更高效处理含有高浓度硫化氢的臭气的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为根据本发明的除臭装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1示出了根据本发明的除臭装置100的结构示意图。如图1所示，该除臭装置100包括壳体1，位于壳体1内且沿壳体1的高度方向依次自上而下设置的喷淋组件2、填料层3、布气层4和储液层5，设置在壳体1上的与布气层4相连通的进气口11，以及设置在壳体1的顶部的排气口12，其中，储液层5包括进液口52和出液口51，储液层5的出液口51与喷淋组件2通过连接管路8连通在一起，且连接管路8上设置有循环泵7，储液层5的进液口52与外部液源6连通在一起。其中，填料层3内包括用于除臭的微生物，当储液层5的进液口52关闭，且储液层5的出液口51、循环泵7、进气口11和排气口12开启时，除臭装置100开启循环喷淋除臭模式。
本发明的除臭装置100在使用时，如图1所示，其中双箭头的方向示出了臭气在除臭装置100内的流动方向，单箭头的方向示出了液体在除臭装置100内的流动方向。具体地，臭气经进气口11进入布气层4，臭气自下而上运动，同时，喷淋组件2在循环泵7的作用下，持续将储液层5中的液体吸入并朝向填料层3喷淋，液体依次经填料层3、布气层4后再次进入储液层5，该向下喷淋的液体能够充分捕捉向上流动的臭气，从而使得臭气更充分地与填料层3中的微生物发生接触并反应，以达到处理臭气的目的。
值得注意的是，该储液层5中的液体可以是普通的水，也可以是用于分解臭气中的硫化物或粘性有机组分的微生物培养液。当储液层5中的液体为普通的水时，该普通的水一方面为填料层3中的微生物提供湿润的生长环境，以利于微生物在填料层3中更快地生长繁殖，另一方面由于水能够经填料层3后进入储液层5，在该过程中水可将填料层3中的部分微生物带入储液层5内，而储液层5内的含有微生物的水还可进一步通过喷淋组件2循环喷淋，从而可实现高效利用填料层3中的微生物的目的。还需注意的是，本申请中的喷淋组件2可根据臭气的类型或流速选择不同的喷淋压力，以实现对臭气更充分地处理，同时，该不同的喷淋压力还可用于对填料层3进行冲洗，以避免填料层的堵塞。
本发明的除臭装置100一方面通过在填料层3内设置用于除臭的微生物，同时通过喷淋组件2对填料层3喷淋液体，从而使得臭气能够充分在填料层3内发生生物降解反应以实现除臭的目的，另一方面通过利用微生物的生长繁殖特性，将喷淋填料层3后的含有用于除臭的微生物的水循环利用，即将含有用于除臭的微生物的水重新循环至填料层3中以继续与臭气作用，从而实现了对臭气的高效地处理。由于用于除臭的微生物在除臭装置100中能够在循环利用的同时还会在填料层3或储液层5中继续生长繁殖，因此本发明的除臭装置100无需考虑经常对其内部的微生物进行维护或补充，由此可大大提高除臭装置100的使用效益。
根据本发明，填料层3可选用炭质填料填充形成，炭质填料的特性是多孔质、保水性高、有良好的透水性和通气性，不易风化，抗腐蚀性、抗酸碱性。由于炭质填料具有多孔性表面，因此与微生物的相容性好，有利于多种微生物生长，可形成种类丰富的生物群落，使各种臭气成分同时被有效去除。同时，由于炭质填料保湿性好，可在较长时间内维持一定的含水率，有利于微生物的存活，因此水的消耗量少，可长期稳定运行。炭质填料内部孔隙主要由纳米级的微孔构成，与现有的陶粒相比，炭质填料有数倍于陶粒的表面积，因此自身具有更强的吸附能力。在一个优选的实施例中，为了使填料层3的除臭更为经济有效，炭质填料可以选用直径范围为2-50mm的炭粒，且多孔炭质层的比表面积大于260m2/g。即填料层3为由直径范围为2-50mm的多个炭粒形成的多孔炭质层，优选为5-30mm。还优选地，填料层3的高度可以为1-5m，且炭粒的填充密度为200-600kg/m3，优选为400kg/m3。
根据本发明，用于除臭的微生物优选包括极端嗜酸硫杆菌。进一步优选地，极端嗜酸杆菌的浓度为10-500mg/l。
如图1所示，根据本发明，当储液层5的进液口52、出液口51、循环泵7、进气口11和排气口12均开启时，除臭装置100开启补液模式，从而使得外部液源6的液体通过进液口52补入储液层5。由于臭气在排出除臭装置100时会带走携带部分水分，因此在除臭装置100运行一段时间后可开启补液模式，以保持除臭装置100中的水平衡。优选地，可在储液层5上设置液位表53，从而工作人员可在外部观察储液层5内部的水位变化，从而及时对储液层5内进行补水。还优选地，储液层5还可包括溢流孔54，当储液层5内的液体到达溢流孔54的位置时，可由溢流孔54流出除臭装置100，从而避免除臭装置100中液体量过多。
根据本发明，外部液源6的液体可以为普通的水，也可以是含有用于除臭的微生物的水，例如为含有极端嗜酸硫杆菌的水。优选地，外部液源6的水中的极端嗜酸硫杆菌的浓度小于等于储液层内的极端嗜酸硫杆菌的浓度。该设置用于调节除臭装置100中用于除臭的微生物的浓度。
如图1所示，根据本发明，储液层5还包括排液口55，当储液层5的进液口52、排液口55、出液口51、循环泵8、进气口11和排气口12均开启时，除臭装置100开启循环排液模式。由于臭气在除臭装置100中与微生物发生反应的同时会产生盐分的积累，因此会在储液层5中形成一定的盐垢，因此需要定期设置换水。优选地，排液口55设置在储液层5的底部，通过该设置，储液层5内的原有液体可在喷淋组件2、填料层3和储液层5中继续循环使用，而盐垢可在由外部液源6进入进液口52的液体的作用下通过排液口55排出储液层5。进一步优选地，进液口52的进液速度大于排液口55的排液速度。该设置可有效防止储液层5内的液体在循环排液模式下排出过快而影响液体在除臭装置100中的循环，从而有效确保除臭装置100内的水循环的稳定性。
在一个优选的实施方式中，排气口12处设置有除雾填料过滤层(图中未示出)，以对臭气在排出除臭装置100后进行进一步除雾处理。
在另一个优选的实施方式中，除臭装置100还可包括与进气口11相连的风机9，以用于将臭气快速抽入除臭装置100中。
此外，本发明还提出了一种应用上述除臭装置100对臭气进行除臭的除臭方法，包括如下步骤：步骤一：将用于除臭的微生物培植在填料层3内，以使得微生物在填料层3内生长繁殖；步骤二：将外部液源6的液体引入储液层5内后开启除臭装置100的内部循环喷淋除臭模式，以对由进气口11进入的臭气进行除臭。
根据本发明的除臭方法，需要先将用于除臭的微生物培植在填料层3中，该用于除臭的微生物优选通过喷淋的方式喷洒在填料层3内，以使微生物更平均地分散在填料层3的孔隙中。然后，开启臭装置100的内部循环喷淋除臭模式，使得臭气一方面在上升的过程中被向下喷淋的液体捕捉，以使臭气更充分地在填料层3中发生降解反应，另一方面液体可携带用于除臭的微生物重新喷淋在填料层3中并与臭气继续反应，因此可有效提高臭气的除臭效率。
优选地，在步骤一之前，除臭方法还包括使用炭粒填充以形成填料层3，炭粒之间形成的孔隙以及炭粒的表面用于培植微生物。
还优选地，用于除臭的微生物可包括极端嗜酸硫杆菌，且极端嗜酸杆菌的浓度为10-500mg/l。
此外，本发明的除臭方法还包括：当储液层5内的液位降低时，开启除臭装置100的补液模式：而当储液层5内的液体中形成有杂质时，开启除臭装置100的循环排液模式。
下面给出应用本发明的除臭装置100和除臭方法对臭气进行处理的具体实施例，其中主要是对该臭气中的硫化氢(h2s)进行处理。
一、试验条件
风机9抽进除臭装置100中的臭气量为：10000m3/h；
臭气在除臭装置100中的停留时间为：25s；
喷淋组件2的循环喷水量为：22m3/h；
储液层5内的端嗜酸杆菌的浓度为400mg/l。
二、试验结果
表1示出了应用本发明的除臭装置100和除臭方法对硫化氢(h2s)进行处理的数据表，其中，生物媒硫磺负荷代表每立方米的填料每小时去除硫的质量。
表1
由表1可以看出，采用本发明的除臭装置100和除臭方法对硫化氢进行处理，当处理的硫化氢进气浓度为小于420ppm时，h2s的去除率可稳定在98％以上，当处理的硫化氢进气浓度为大于420ppm时，h2s的去除率也可稳定在92％以上，可见，本发明的除臭装100可对含有高浓度硫化氢的臭气进行稳定、高效地处理。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。