一种生物除臭设备及其除臭方法与流程

1.本发明属于生物除臭的技术领域，特别是涉及一种生物除臭设备及其除臭方法。


背景技术：

2.生物洗涤装置是生物洗涤过滤除臭系统的重要部分。要使生物洗涤过滤除臭系统内生物填料保持高效的活性，其本身有一定的水分要求，一般湿度不低于95％，为满足此要求，同时防止气体在通过滤床时填料自身水分流失。生物除臭塔中从上至下依次设置有喷淋区、填料区和集液区，喷淋区设置有喷淋管路，向填料区喷洒液体；填料区设置有填料，填料作为微生物生长、繁殖的载体，是生物除臭塔的核心净化单元；液体从填料区的下部流出，向下流到集液区。
3.目前的除臭设备的运行状态都是均一的，即不管臭气量的多少，设备内部的处理量和处理力度都是一样的，因此不够节能；同时也不会根据内部气体的湿度进行处理量和处理力的调节，因此不够高效。


技术实现要素：

4.本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种生物除臭设备及其除臭方法。
5.本发明采用以下技术方案：一种生物除臭设备，包括：
6.箱体，其一端面开设有进气口，另一端面开设有出气口；
7.折流板，设于所述箱体内并与所述箱体的内部固定连接；
8.循环喷淋系统，设于所述箱体内的顶部；所述循环喷淋系统具有基于混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度做变频式喷淋的喷嘴；
9.生物洗涤填料，设于所述循环喷淋系统的下方；
10.在预定湿度范围内，气体由进气口进入至箱体内并经过折流板从出气口排出；生物洗涤填料对恶臭气体进行至少两次吸附处理。
11.在进一步的实施例中，所述循环喷淋系统至少包括：
12.母管道，设于所述箱体的外部；所述母管道的一端连接于水源；
13.若干个子管道，按照预定距离安装于所述箱体内；所述子管道的顶部穿过箱体并连通于所述母管道的另一端，所述子管道的底部位于箱体内并安装有所述喷嘴；
14.多个检测组件，对应安装于所述若干个喷嘴的下方；其中，每个检测组件均通讯连接于位于其上方的喷嘴，所述检测组件具有检测混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度。
15.通过采用上述技术方案，检测组件至少包括湿度传感器和浓度传感器，用于检测箱体内部气体环境，作为当前的输入值控制喷嘴的有效输出。
16.在进一步的实施例中，所述喷嘴包括：
17.本体，其上表面自上而下凹陷预定深度形成容纳腔，其底部的外壁处设置有若干
个水汽出口；
18.分隔板，沿径向固定于所述容纳腔内；所述分隔板将所述容纳腔分隔相互连通的成上腔体和下腔体；
19.超声振动装置，设于所述下腔体内；
20.风机，设于所述超声振动装置的下方；所述风机所在高度与所述水汽出口所在高度相齐平；水源经下腔体进入至下腔体内的超声振动装置后，在预定频率的振动下产生水汽，所述水汽由超声振动装置排出并在风机的作用下，通过水汽出口排向箱体内。
21.通过采用上述技术方案，所述下腔体作为超声振动的承载体，所述上腔体则作为蓄水池，便于控制水源输入的速度。
22.在进一步的实施例中，所述还喷嘴包括：
23.浮动阀，设于所述上腔体内；所述浮动阀至少包括：
24.阀体，其顶部为半球体，其底部为柱体；所述半球体的内部设置有浮球；
25.档止部，沿径向设置在所述上腔体内壁处的环形凸起；所述档止部的上表面为与所述半球体相适配的曲面；
26.上安装架和下安装架，从上至下沿同一轴线依次固定于所述档止部的下方；所述柱体的底部穿过所述上安装架；
27.磁铁a，安装于所述柱体的底部端面；
28.磁铁b，活动安装于所述下安装架上；所述磁铁a与磁铁b为相互吸引；当下腔体内的液体高于第一阈值时，磁铁b在预定范围内上浮，磁铁b对磁铁a的吸附力增强且大于浮球的浮力，迫使磁铁a及阀体下沉，使半球体与档止部面接触；当下腔体内的液体低于第二阈值时，磁铁b恢复至初始位置，磁铁b对磁铁a的吸附力减弱且小于浮球的浮球，阀体上浮半球体脱离于所述档止部。
29.通过采用上述技术方案，通过磁铁a与磁铁b的吸引力、浮球的浮力以及水源对磁铁b的浮力实现阀体的自动打开与闭合，保证喷嘴内维持所需的水源。
30.在进一步的实施例中，所述超声振动装置包括：
31.振动腔，设于所述下腔体内；所述振动腔的外壁与下腔体的内壁之间存在预定间隙形成蒸汽流道；
32.雾化片，安装于所述振动腔的底部；
33.引流道，其底部位于所述雾化片上方，顶部连通于所述蒸汽流道。
34.通过采用上述技术方案，保证水源在振动之前与振动之后的水汽路线不发生交叉。
35.在进一步的实施例中，定义所述雾化片的振动频率为f，则所述振动频率f满足以下条件：
[0036][0037]
式中，h为当前检测到的混合气体的湿度，h0为混合气体湿度最佳值；c为当前检测到的混合气体中恶臭气体的浓度，f为当前雾化片受到的水压值，k为当前喷嘴中水源的体积系数。
[0038]
通过采用上述技术方案，基于箱体内的环境，实时调节振动频率即实时控制水汽的排出量。
[0039]
在进一步的实施例中，所述生物洗涤填料包括：
[0040]
若干个填料框，固定于所述箱体内；
[0041]
多个填料，对应铺设于所述填料框内；所述填料的底部为镂空结构，顶部为向上凸起的拱形结构。
[0042]
通过采用上述技术方案，增加填料的吸附面积，进而加强除臭强度。
[0043]
在进一步的实施例中，所述填料由直径为30-60mm的火山岩颗粒和直径为10-20mm的竹炭壳颗粒组成。
[0044]
通过采用上述技术方案，保证臭气所需的通过性。
[0045]
使用如上所述的生物除臭设备的除臭方法，包括以下步骤：
[0046]
步骤一、将臭气从进气口输入至箱体内，同时开启循环喷淋系统，营造所需的湿度环境；
[0047]
步骤二、臭气在达到折流板转折处之前，便开始进行增湿处理，同时穿过至少一次生物洗涤填料；
[0048]
步骤三、臭气在经过折流板转折处之后，根据当前的混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度单个喷嘴独立开启变频式增湿模式，达到臭中、后期的湿度需求；同时气体至少一次穿过生物洗涤填料；
[0049]
在执行步骤三时，所述喷嘴在不同时间段完成不同强度的水汽喷射。
[0050]
在进一步的实施例中，喷嘴的变频式增湿模式的变频过程如下：
[0051]
检测组件同时检测所在位置的混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度得到实时检测值，并将所述实时检测值输送至雾化片控制器，所述雾化片控制器根据以下公式调整雾化片的振动频率：
[0052][0053]
式中，h为当前检测到的混合气体的湿度，h0为混合气体湿度最佳值；c为当前检测到的混合气体中恶臭气体的浓度，f为当前雾化片受到的水压值，k为当前喷嘴中水源的体积系数。
[0054]
本发明的有益效果：喷嘴采取塔顶插入式布置，每个喷嘴相对独立，循环喷淋系统对气体进行增湿处理，以准确控制气体的湿度。根据系统要求，控制气体湿度保持在到设定范围，在保证正常除臭处理的同时还进一步节能环保。
附图说明
[0055]
图1为本发明的一种生物除臭设备的结构示意图。
[0056]
图2为本发明的喷嘴结构示意图。
[0057]
图3为本发明的喷嘴剖视图。
[0058]
图4为本发明的生物洗涤填料侧视图。
[0059]
图1至图4中的各标注为：箱体1、进气口2、出气口3、折流板4、循环喷淋系统5、生物
洗涤填料6、喷嘴7、母管道501、子管道502、填料框601、填料602、本体701、水汽出口702、分隔板703、风机704、阀体705、半球体706、柱体707、浮球708、档止部709、上安装架710、下安装架711、磁铁a712、磁铁b713、振动腔714、雾化片715、引流道716、蒸汽流道717。
具体实施方式
[0060]
下面结合说明书和实施例对本发明做进一步的说明。
[0061]
实施例1
[0062]
本实施例为解决背景技术中存在的技术问题，公开了一种生物除臭设备，如图1所示，包括：箱体1，所述箱体1至少包括两相对设置的端面，其中一个端面上开设有进气口2，另一个端面上开设有出气口3，且进气口2与出气口3均位于上方，以增加箱体1内气体的路径。其中箱体1的底部还设置有排水口，用于待处理完毕后将液体排出，且为了避免出现液体在箱体1内部堆积造成恶性循环，故将箱体1的底部由水平状态，优化为斜坡形状。可以将沉淀污泥汇集到卧槽的最低点，并通过水泵等将污泥抽出处理，避免污泥长期停留堆积在底部。
[0063]
在进一步的实施例中，所述箱体1的内部还设置有竖向的折流板4，其中折流板4的顶端与箱体1固定连接，底端与箱体1之间留有预定的距离，给臭气提供回转的空间。
[0064]
生物洗涤过滤除臭系统内生物填料602保持高效的活性，其本身有一定的水分要求，一般湿度不低于95％，为满足此要求，同时防止气体在通过滤床时填料602自身水分流失。因此所述箱体1的内部还设置有循环喷淋系统5和位于其下方的生物洗涤填料6。其中循环喷淋系统5则是用于给箱体1内部的气体提供所需的湿度，保证气体在生物洗涤时的湿度需求。
[0065]
为了能够精准的控制气体的湿度，所述循环喷淋系统5具有基于混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度做变频式喷淋的喷嘴7。需要说明的是，在本实施例中，所述喷嘴7的变频式喷淋还基于混合气体中恶臭气体的浓度，是因为不同浓度的恶臭气体所需的湿度是不一样的，且所需要的洗涤程度也是不一样的，因此上述技术的设置是为适用于具有不同浓度恶臭气体的混合气体。对恶臭气体进行洗涤时，在预定湿度范围内，气体由进气口2进入至箱体1内并经过折流板4从出气口3排出；生物洗涤填料6对恶臭气体进行至少两次吸附处理。
[0066]
结合图1，所述循环喷淋系统5包括：安装在所述箱体1外的母管道501，其中母管道501的一端连接于水源，所述水源可以是水桶。母管道501的另一端连接有若干个自管道，其每个子管道502均安装在箱体1的顶部，子管道502的底端穿过所述箱体1并对应配置有喷嘴7。相邻的子管道502之间按照预定间隔进行分布，可以采用等距离式分布、也可以采用矩阵式分布或者其他分布形式。对应的还包括多个检测组件，对应安装于所述若干个喷嘴7的下方；其中，每个检测组件均通讯连接于位于其上方的喷嘴7，所述检测组件具有检测混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度。换言之，每个喷嘴7都配置有一个检测组件，用于给其提供当前的检测数据，且为了保证数据的可靠性和反应箱体1内部的真实情况，故检测组件安装在箱体1的底部且位于喷嘴7的下方。在本实施例中，所述检测组件包括：用于检测臭气浓度的浓度传感器和用于检测气体湿度的湿度传感器。首先，考虑到的是恶臭气体的浓度不仅仅受待处理混合气体自身的影响，也受混合气体在箱体1内流速的影响。同时箱体
1内湿度情况不仅仅受空间位置关系的影响、增湿强度的影响同时还受混合气体自身及浓度的影响。故至少存在以上两种传感器，达到同时检测混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度的功效。
[0067]
如图2和图3所示，所述喷嘴7包括：本体701，其上表面自上而下凹陷预定深度形成容纳腔，其底部的外壁处设置有若干个水汽出口702；所述水汽出口702则是用于将得到的水汽排出至箱体1内，对箱体1内的气体进行增湿处理。
[0068]
容纳腔的内部沿径向设有一分隔板703，其中分隔板703将所述容纳腔分隔相互连通的成上腔体和下腔体；换言之，所述分隔板703为镂空结构，其目的是为保证水源能够顺利的从上腔体进入到下腔体内，并在下腔体内转化为水汽。
[0069]
为了实现这一功能，在进一步的实施例中，下腔体的内部设置有超声振动装置和位于超声振动装置下方的风机704，其中所述风机704所在高度与所述水汽出口702所在高度相齐平。其中超声振动装置用于在超高频率的振动下将水转化为水汽，并通过风机704排出。换言之，水源经下腔体进入至下腔体内的超声振动装置后，在预定频率的振动下产生水汽，所述水汽由超声振动装置排出并在风机704的作用下，通过水汽出口702排向箱体1内。
[0070]
也就是，水源从下腔体的顶部进入，由位于下腔体内的超声振动装置作用得到水汽，并再次由下腔体的顶部排出到风机704所在的空间。因此为了保证水源与水汽的分流，在进一步的实施例中，所述超声振动装置包括：设置在所述下腔体内的振动腔714，振动腔714的外壁与下腔体的内壁之间存在预定间隙形成蒸汽流道717。
[0071]
所述振动腔714的底部安装有雾化片715，所述雾化片715则是用于将水超声成水汽。所述蒸汽流道717与雾化片715之间则设置有引流道716，在本实施例中所述引流道716为
‘
t’字形。
[0072]
基于上述结构，下腔体的工作流程如下：水从下腔体的底部进入，并经过雾化片715处理后转化为水汽，水汽从
‘
t’字形引流道716从下向上溢出到蒸汽流道717内，由于顶部为密封连接并在风机704的作用下，水汽从上向下流动，最后从水汽出口702排出，湿润箱体1内部的气体。
[0073]
上述结构中，当下腔体中注入的水流量过大时，将会导致以下问题：一、雾化片715无法正常工作，处于负载状态；二、多余的水会从
‘
t’字形引流道716溢出，并经过蒸汽流道717、水汽出口702排出，最后受重力影响直接滴落在箱体1内或者生物洗涤填料6，造成局部严重湿润，同时还会影响到数据的检测，也就是其他方位的湿度实际上的没有达到洗涤需求的，但是由于某个地方的水滴导致检测到湿度是符合要求的，数据存在严重偏差则无法精确的控制每个喷嘴7的水汽情况。
[0074]
为了解决上述技术问题，在进一步的实施例中，所述还喷嘴7包括：设置在上腔体内的浮动阀，即通过浮动阀来调节下腔体内部的水量，保证下腔体内部的正常运行。因此，浮动阀包括：阀体705，其顶部为半球体706，其底部为柱体707；所述半球体706的内部设置有浮球708；所述浮球708具有一定的浮力。还包括：沿径向设置在所述上腔体内壁处的环形凸起，所述环形凸起构成档止部709，对应的档止部709，所述档止部709的上表面为与所述半球体706相适配的曲面。
[0075]
为了更好的控制所述阀体705与档止部709之间的位置关系，所述档止部709的下方从上至下沿同一轴线依次固定有上安装架710和下安装架711，其中下安装架711位于分
隔板703上。所述柱体707的底部端面安装有磁铁712a，所述下安装架711上活动安装有磁铁713b，所述磁铁712a与磁铁713b为相互吸引。
[0076]
使用时，当下腔体内的液体高于第一阈值时，磁铁713b在预定范围内上浮，此时磁铁713b对磁铁712a的吸附力逐渐增强，当吸附力大于浮球708的浮力时，迫使磁铁712a及阀体705下沉，使半球体706与档止部709面接触，则停止进水；当下腔体内的液体低于第二阈值时，磁铁713b恢复至初始位置，磁铁713b对磁铁712a的吸附力减弱且小于浮球708的浮球708，阀体705上浮半球体706脱离于所述档止部709，开始进水。如此反复，有效且智能的控制下腔体的水量。
[0077]
且下腔体的水量多少主要取决于雾化强度，当雾化强度较大则水量损失的较多，因此浮动阀的开闭频率较高。反之若雾化强度低则水量损失的较烧，因此浮动阀的开闭频率较小。故浮动阀的开闭根本是取决于雾化片715的振动强度，但是雾化片715的振动强度主要取决于箱体1内的混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度。因此基于得到的实时检测值，定义所述雾化片715的振动频率为f，则所述振动频率f满足以下条件：
[0078][0079]
式中，h为当前检测到的混合气体的湿度，h_0为混合气体湿度最佳值；c为当前检测到的混合气体中恶臭气体的浓度，f为当前雾化片715所在面受到的水压值，k为当前喷嘴7中水源的体积系数，p为风机704的转速。
[0080]
基于上述公式，若当前喷嘴7检测的混合气体湿度符合需求，则暂不考虑湿度条件，仅需要考虑恶臭气体的浓度：当前检测到的混合气体中恶臭气体的浓度较高时，雾化片715的振动频率对应增加，基于公式执行振动频率。若当前喷嘴7检测的混合气体湿度不符合需求，即湿度偏低，则在考虑恶臭气体的浓度的同时还需要进一步提高湿度，故基于公式执行振动频率，增加汽化强度，以满足在当前环境下的臭气处理所需的湿度。因此，每个喷嘴7在同一时间点上的振动频率均不是不同的，均取决于对应检测组件输出值。
[0081]
基于上述描述，振动频率是实时变化的，且每个喷嘴7中的振动频率都可能是不一样的，因此使用本实施例中的浮动阀能够有效的适应多样性和随机性，满足单个喷嘴7的各种情况下的需求。若使用其他电控或者机械阀，则很难具有自适应式，无法满足需求。
[0082]
在另一个实施例中，所述生物洗涤填料6包括：若干个填料602框601，固定于所述箱体1内；多个填料602，对应铺设于所述填料602框601内；所述填料602的底部为镂空结构，顶部为向上凸起的拱形结构。所述生物洗涤填料6的工作流程如下：第一阶段：气—液扩散阶段，臭气中的污染物通过填料602气—液界面由气相转移到液相，符合亨利定律；
[0083]
第二阶段：液—固扩散阶段，恶臭物质向微生物膜表面扩散—废气中的异味分子由液相扩散到生物填料602的生物膜(固相)，污染物质被微生物吸附、吸收；
[0084]
第三阶段：生物氧化阶段，微生物将恶臭物质氧化分解—生物填料602表面形成的生物膜中的微生物把异味分子氧化，同时生物膜会引起氮或磷等营养物质及氧气的扩散和
吸收。
[0085]
通过上述三个阶段，利用微生物的代谢活动降解恶臭物质，将恶臭物质氧化为最终产物—含硫的恶臭物质被分解成s、so
32-和so
42-；含氮的恶臭物质被分解成nh
4+
、no
3-和no
2-；未含硫或氮的恶臭物质被分解成co2和h2o，从而达到异味净化的目的。洗涤填料602在装置中的分布密度影响到废气的通过性，密度太大气体通过性差，密度太小除臭效果不明显，选择火山岩颗粒的直径30-60mm和竹炭颗粒的直径10-20mm进行填充，废气的通过性最好。
[0086]
有效去除气体中的致臭分子，大大增加整个系统的抗冲击负荷，有效地减轻生物过滤装置的负担，提高整个系统运行稳定性。
[0087]
实施例2
[0088]
基于实施例1的生物除臭设备，本实施例公开一种除臭方法，
[0089]
包括以下步骤：步骤一、将臭气从进气口2输入至箱体1内，同时开启循环喷淋系统5，营造所需的湿度环境；
[0090]
步骤二、臭气在达到折流板4转折处之前，便开始进行增湿处理，同时穿过至少一次生物洗涤填料6；气体在外力的作用下，从进气口2至回转的空间是穿过一次生物洗涤填料6的，但是由于气体本身具有一定漂浮，故部分气体会在箱体1内绕转再次穿过生物洗涤填料6；
[0091]
步骤三、臭气在经过折流板4转折处(即实施例所述的回转的空间)之后，根据当前的混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度单个喷嘴7独立开启变频式增湿模式，达到臭中、后期的湿度需求；同时气体至少一次穿过生物洗涤填料6(同步骤一)；
[0092]
在执行步骤三时，所述喷嘴7在不同时间段完成不同强度的水汽喷射。喷嘴7的变频式增湿模式的变频过程如下：
[0093]
检测组件同时检测所在位置的混合气体中恶臭气体的浓度和混合气体的湿度得到实时检测值，并将所述实时检测值输送至雾化片715控制器，所述雾化片715控制器根据以下公式调整雾化片715的振动频率：
[0094][0095]
式中，h为当前检测到的混合气体的湿度，h_0为混合气体湿度最佳值；c为当前检测到的混合气体中恶臭气体的浓度，f为当前雾化片715受到的水压值，k为当前喷嘴7中水源的体积系数。
[0096]
且在执行步骤三时，由于每个喷嘴7内的雾化片715对应的振动频率会发生改变，因此导致雾化强度在相邻的时间点会产生一定的波动，该波动将会影响到下腔体内水的转化率，因此采用实施例1所述的浮动阀进行有效的控制水量，其原理如下：使用时，当此时雾化片715的振动频率相对较低，则下腔体内的液体会产生一定的堆积，当液体高于第一阈值时，磁铁713b在预定范围内上浮，此时磁铁713b对磁铁712a的吸附力逐渐增强，当吸附力大于浮球708的浮力时，迫使磁铁712a及阀体705下沉，使半球体706与档止部709面接触，则停止进水；当此时雾化片715的振动频率相对较高，则下腔体内的液体供给不足，当液体低于第二阈值时，磁铁713b恢复至初始位置，磁铁713b对磁铁712a的吸附力减弱且小于浮球708
的浮球708，阀体705上浮半球体706脱离于所述档止部709，开始进水。如此反复，有效且智能的控制下腔体的水量。