本发明涉及生物除臭技术领域，具体涉及一种带加热恒温系统的多层生物滤池及其使用方法。
背景技术：
恶臭气体不仅对生态环境造成严重影响，而且对人体健康具有极大的危害，会使中枢神经产生障碍、病变，引起慢性病、急性病。杂环香料的阈值低、气味强度大且不愉快，在生产和包装过程中极易有大量的气味逸出，对公司内部和周边人群易造成身心不愉快。该厂产生的废气浓度较低，成分复杂，监测难度大，治理困难。国外早在20世纪50年代末便开始了恶臭气体污染治理的研究，并积累了丰富的理论知识和实践经验。我国20世纪80年代才开展恶臭气体污染的调查、测试和标准方面的研究，而对脱臭技术的研究则是从20世纪90年代才开始进行。
各种恶臭气体处理方法的目的在于经过物理、化学、生物的作用，使恶臭气体的物质结构发生改变，消除恶臭。常规的恶臭气体常见处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等。
生物除臭是采用生物法通过专门培养在生物滤池内生物填料上的微生物膜对废臭气分子进行除臭的生物废气处理技术。当含有气、液、固三项混合的有毒、有害、有恶臭的废气经收集管道导入本系统后通过培养生长在生物填料上的高效微生物菌株形成的生物膜来净化和降解废气中的污染物。此生物膜一方面以废气中的污染物为养料，进行生长繁殖;另一方面将废气中的有毒、有害恶臭物质分解，降解成无毒无害的co2，h2o,h2so4，hno3等简单无机物，从而达到除臭的目的。
目前，一方面，由于生物除臭系统对进入的进气温度有一定要求，即15～35℃，对于坐落在北方严寒地区的污水站项目，由于冬季严寒气候无法保证经室外空气冷却的气体进入除臭系统达到15～35℃的温度要求，生物滤池内微生物活性降低，进而导致气体排放无法达到环保排放标准；另一方面，现有生物滤池占地面积大，喷淋水不能回收利用，资源存在浪费。因此，目前急需一种新型的生物滤池。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种带加热恒温系统的多层生物滤池及其使用方法，解决现有技术中冬季严寒气候无法保证经室外空气冷却的气体进入除臭系统达到温度要求、生物滤池内微生物活性降低、导致气体排放无法达到环保排放标准的技术难题；还解决现有生物滤池占地面积大、喷淋水不能回收利用、资源存在浪费的技术问题。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种带加热恒温系统的多层生物滤池，适用于严寒地区，其特征在于：包括生物滤池、废气输送系统、输水系统和加热恒温系统，所述生物滤池包括一体串联的一级预处理池和二级生物处理池；所述废气输送系统包括离心风机和废气输送管，所述废气输送管一端连接离心风机，另一端连接生物滤池；所述输水系统包括循环水箱、喷淋水箱、循环水泵、喷淋水泵和水管，所述循环水箱和循环水泵与一级预处理池连通，供给预处理池喷头用水并实现水体循环，所述喷淋水箱和喷淋水泵与二级生物处理池连通，供给喷淋层用水；所述加热恒温系统包括加热装置、感温装置和温控中心，所述加热装置和感温装置配套设置在循环水箱和喷淋水箱内，并与温控中心信号连接。
作为本发明的优选技术方案，所述二级生物处理池至少由上下两个单元降解层串联而成，每个单元降解层自下而上依次为生物填料层和喷淋层，废气自下而上经过多个单元降解层降解后经烟囱排出。
进一步优选的，所述加热装置设置在循环水箱和喷淋水箱的底部，为功率为2.5kw～3.0kw的加热管，所述感温装置为铂电阻感温装置，所述温控中心为pid数字显示控温仪。
进一步优选的，所述一级预处理池内设有错气介质对气体进行预处理；所述二级生物处理池内设有生物填料层对经过一级处理的废气进行二级生物降解，所述生物填料层为多孔材料及生物养料的混合层。
进一步优选的，每个单元降解层的所述生物填料层之下还设置有气体整流层；所述气体整流层内设烟气整流格栅。
更进一步的，作为一种优选的技术方案，所述二级生物处理池由上下两个单元降解层串联而成，上层单元降解层的生物填料层之下设置滤网和喷淋液回收层，所述喷淋液回收层通过回水管与循环水箱连接，实现喷淋水回收循环利用。
进一步优选的，所述喷淋液回收层由上下两层交错布置的回收托盘组成，分别为上层收集盘和下层收集盘，下层收集盘设于相邻上层收集盘之间的缝隙内，形成一个整体的水回收层，所述上层收集盘和下层收集盘的底部分别通过回水支管与回水总管连通。
进一步优选的，所述下层收集盘和上层收集盘均为漏斗形，下层收集盘的上沿低于上层收集盘的上沿且与其交叠布置，两者之间预留缝隙，形成气体上行通道。
最后，所述多孔材料可以为火山岩，所述生物养料可以为树皮。
此外，本发明还提供一种上述带加热恒温系统的多层生物滤池的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、准备工作：检查各个系统的设备，确保其处于正常状态，必要时进行设备检修；
步骤二、加热恒温系统开启：在循环水箱和喷淋水箱内配套设置加热装置和感温装置，加热装置用于对箱内液体进行加热，感温装置用于检测箱内液体的温度，两者均与温控中心连接，温控中心接收来自感温装置的温度信号，并根据设定温度和检测的温度控制加热装置对水体进行加热，至水温为15～35℃；
步骤三、输水系统启动：水开启循环水泵和喷淋水泵，使喷淋层的喷头正常工作；
步骤四、废气输送系统启动：启动离心风机，将废气通过废气输送管送入生物滤池；
步骤五、生物滤池的生物除臭：废气自下而上经过一级预处理池内错气介质，经喷淋水洗涤进行预处理；然后进入二级生物处理池，自下而上经过多层串联的单元降解层，逐层进行生物降解，达到排放标准；
步骤六：废气排出：废气上行至生物滤池顶部，经烟囱排出，所述烟囱底部设氨气检测仪和硫化氢检测仪；
步骤七、设备检修：废气处理完成后，进行设备检修，确保下次正常运行。
与现有技术相比，本发明的技术优势在于：
1、本发明设置加热恒温系统，通过温控中心、感温装置、加热装置相互配合工作，对箱内水体加热，使循环水箱和喷淋水箱内的水达到设定温度后，同时气体也达到设定温度，然后经过生物滤池分解，达到气体排放标准经排放口排放；水的热导率为空气热导率的24倍，水的比热容为空气比热容的4倍。在不考虑空气与水的流速的情况下，加热循环水与加热气体相比，加热循环水的效率是加热空气的效率的24*4=96倍。因此使用加热循环水提高环境温度（气体温度），能够大大提高加热效率；
2、本发明创造性的将二级生物处理池设置为多层，空间利用率大大提升，提高了降解效率，降低了生物除臭成本；
3、本发明设置喷淋液回收层，二级生物处理中的喷淋液进行回收，进入循环水箱，作为一级预处理循环用水再次使用，节约了水资源，降低了降解成本。
综上，本发明技术方案有效降低了生物降解成本，提高了降解效率，解决了严寒地区使用生物除臭法处理废气气体温度低于生物滤池设计温度的问题，使气体排放达到环保标准。特别适用于寒冷地区。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明涉及的加热恒温系统的设置示意图；
图2为本发明涉及的实施例1的生物滤池结构示意图；
图3为图2中a-a剖面的剖面结构示意图；
图4是本发明涉及的实施例2的生物滤池结构示意图；
图5为图4中局部b的细节结构示意图。
附图标记：1-一级预处理池、2-二级生物处理池、3-离心风机、4-废气输送管、5-循环水箱、6-喷淋水箱、7-循环水泵、8-喷淋水泵、9-水管、10-预处理池喷头、11-加热装置、12-感温装置、13-温控中心、14-错气介质、15-生物填料层、16-喷淋层、17-氨气检测仪、18-硫化氢检测仪、19-烟囱、20-气体整流层、21-喷淋液回收层、21.1-上层收集盘、21.2-下层收集盘、21.3-回水支管、21.4-回水总管。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的一种带加热恒温系统的多层生物滤池及其使用方法的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1，一种带加热恒温系统的多层生物滤池，适用于严寒地区，其特征在于：包括生物滤池、废气输送系统、输水系统和加热恒温系统，生物滤池包括一体串联的一级预处理池1和二级生物处理池2；一级预处理池1内设有错气介质14对气体进行预处理；二级生物处理池2内设有生物填料层15对经过一级处理的废气进行二级生物降解，生物填料层15为多孔材料及生物养料的混合层，多孔材料为火山岩，生物养料为树皮。废气输送系统包括离心风机3和废气输送管4，废气输送管4一端连接离心风机3，另一端连接生物滤池；输水系统包括循环水箱5、喷淋水箱6、循环水泵6、喷淋水泵7和水管9，循环水箱5的盛水量为0.5吨～2.0吨；喷淋水箱6的盛水量为0.8吨～3.0吨。循环水箱5和循环水泵6与一级预处理池1连通，供给预处理池喷头10用水并实现水体循环，喷淋水箱6和喷淋水泵7与二级生物处理池2连通，供给喷淋层16用水；加热恒温系统包括加热装置11、感温装置12和温控中心13，加热装置11和感温装置12配套设置在循环水箱5和喷淋水箱6内，并与温控中心13信号连接。加热装置设置在循环水箱和喷淋水箱的底部，为功率为2.5kw～3.0kw的加热管，感温装置为铂电阻感温装置，温控中心为pid数字显示控温仪。
如图2和图3为本发明涉及的实施例1的生物滤池结构示意图，如图所示，本实施例中，二级生物处理池2至少由上下两个单元降解层串联而成，每个单元降解层自下而上依次为生物填料层15和喷淋层16，每层的喷淋层16均单独设置控制阀，废气自下而上经过多个单元降解层降解后经烟囱19排出。将二级生物处理池设置为多层，空间利用率大大提升，提高了降解效率，降低了生物除臭成本。
如图4为本发明涉及的实施例2的生物滤池结构示意图，如图所示，本实施例中，二级生物处理池2由上下两个单元降解层串联而成，上层单元降解层的生物填料层15之下设置滤网和喷淋液回收层21，滤网为6-10目不锈钢滤网，设于生物填料底部的承托格栅板之上，用于对渗出生物填料层15的固体杂质进行过滤，喷淋液回收层21通过回水管与循环水箱5连接，实现喷淋水回收循环利用。如图5，喷淋液回收层21由上下两层交错布置的回收托盘组成，分别为上层收集盘21.1和下层收集盘21.2，下层收集盘21.2设于相邻上层收集盘21.1之间的缝隙内，形成一个整体的水回收层，上层收集盘21.1和下层收集盘21.2的底部分别通过回水支管21.3与回水总管21.4连通，其中回水支管21.3直径大于25mm。下层收集盘21.2和上层收集盘21.1均为漏斗形，下层收集盘21.2的上沿低于上层收集盘21.1的上沿且与其交叠布置，两者之间预留缝隙，形成气体上行通道。本实施例中，设置喷淋液回收层21，二级生物处理中的喷淋液进行回收，进入循环水箱，作为一级预处理循环用水再次使用，节约了水资源，降低了降解成本。
此外，优选在每个单元降解层的生物填料层15之下还设置有气体整流层20；气体整流层20内设烟气整流格栅。
一种上述带加热恒温系统的多层生物滤池的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、准备工作：检查各个系统的设备，确保其处于正常状态，必要时进行设备检修；
步骤二、加热恒温系统开启：在循环水箱5和喷淋水箱6内配套设置加热装置11和感温装置12，加热装置11用于对箱内液体进行加热，感温装置12用于检测箱内液体的温度，两者均与温控中心13连接，温控中心13接收来自感温装置12的温度信号，并根据设定温度和检测的温度控制加热装置11对水体进行加热，至水温为15～35℃；
假设：冬季室外最低气温：-30℃；自来水温度：5℃；设定加热后温度：20℃；空气比热容：1.007×10³j/（㎏·℃）；水比热容：4.2×10³j/（㎏·℃）；（20℃）空气热导率：0.025w/m.k；（20℃）水的热导率：0.6w/m·k。则水的热导率为空气热导率的24倍，水的比热容为空气比热容的4倍。在不考虑空气与水的流速的情况下，加热循环水与加热气体相比，加热循环水的效率是加热空气的效率的24*4=96倍。因此使用加热循环水提高环境温度（气体温度），能够大大提高加热效率。根据生物除臭循环与喷淋水有效水箱量0.8t，计算从5℃加热至20℃（微生物适宜温度）,使用时间为5h，需要的功率值为q=4.2×10³j/（㎏·℃）*（20-5）℃/18000s*800kg=2.8kw；加热装置使用水箱温度自平衡加热装置，恒温20℃（可调），采用底部加热方式，功率使用3kw，加热装置的加热管长度230mm，循环水箱与喷淋水箱均加热，温控中心使用pid数字显示控温仪，控制加热管启停；
步骤三、输水系统启动：水开启循环水泵6和喷淋水泵7，使一级预处理池中喷淋层和危机生物处理池中的喷淋层16的喷头均正常工作；
步骤四、废气输送系统启动：启动离心风机3，将废气通过废气输送管4送入生物滤池；
步骤五、生物滤池的生物除臭：废气自下而上经过一级预处理池1内错气介质14，经喷淋水洗涤进行预处理；然后进入二级生物处理池2，自下而上经过多层串联的单元降解层，逐层进行生物降解，达到排放标准；
步骤六：废气排出：废气上行至生物滤池顶部，经烟囱19排出，烟囱19底部设氨气检测仪17和硫化氢检测仪18；
步骤七、设备检修：废气处理完成后，进行设备检修，确保下次正常运行。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。