專利名稱：生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍霞捌渲苽浞椒?br> 技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及惡臭氣體處理中用的生物填料，具體涉及一種生物滴濾除臭設 備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍霞捌渲苽浞椒ā?br> 背景技術(shù)：
惡臭污染是世界七大環(huán)境公害之一，尋求合理的治理途徑和控制方案已成 為世界各國亟待解決的熱點課題。生物濾器是近年來受到廣泛關注的惡臭處理 新技術(shù)，該技術(shù)因具有處理效率高、無二次污染、所需設備簡單、便于操作、 費用低廉和管理維護方便等特點，已成為許多國家研究的熱點，是惡臭治理的 一個發(fā)展方向。實踐證明，微生物降解惡臭污染物的方法具有物理方法和化學 方法無可比擬的優(yōu)越性。填料是生物濾器的主體，填料的性質(zhì)直接影響生物濾器的處理性能。理想 的填料一般應具有以下物理特性高比表面積；高保濕能力；表面性質(zhì)益于微生物附著生長；高機械強度；較低的堆積密度，高孔隙率；高緩沖能力；營養(yǎng) 物質(zhì)豐富；易于獲得，低成本，使用壽命長。為了加強填料微生物適應性和活 性，填料中大量不同種類微生物的存在以及填料的表面性質(zhì)和化學組成也是十分重要的。目前生物滴濾器所填充的無機填料主要以聚丙烯、聚乙烯或聚酯等 單一高分子材料制成。其雖然具有良好的成型加工性，易于制成形狀較復雜而 比表面積較大的填料，但是由于這些材料表面光滑，且均無內(nèi)部空隙結(jié)構(gòu)，不 利于微生物的繁殖和生存，特別在處理惡臭氣體時存在掛膜困難和掛膜周期長 的問題；同時，由于這些無機材料本身不能為微生物提供營養(yǎng)，外界營養(yǎng)物質(zhì) 的供給成為微生物生長繁殖的限制因子之一；此外，由于高分子填料一般具有 特定形狀且硬度較高，填充進生物滴濾器后往往造成堆積密度小和空隙率大的 問題，填料對惡臭氣體的截流率低，進而導致生物滴濾器處理效率低。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有生物填料存在的缺點，提供一種生物滴 濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍霞捌渲苽浞椒?。生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍鲜怯芍行膭傂愿叻肿庸羌芎退闹苋嵝陨镙d體多孔介質(zhì)復合而成。所述的剛性高分子骨架呈立體多面空心球形結(jié)構(gòu)，直徑為25mm或50mm。所述的剛性高分子骨架的組分為高分子基料70~100重量份營養(yǎng)物質(zhì) 5 20重量份緩釋控制物質(zhì)1 10重量份分散潤滑液1~10重量份其中高分子基料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯，營養(yǎng)物質(zhì)為骨 粉、豆渣粉、殼聚糖、淀粉中的一種或多種，緩釋控制物質(zhì)為硅藻土或活性炭， 分散潤滑液為植物油或動物油。所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)呈立體多邊形結(jié)構(gòu)，規(guī)格為30mmX30mm X 30mm或60mm X 60mm X 60mm。所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)的組分為-聚醚多元醇 40~60重量份有機異氰酸酯40~60重量份催化劑 1 5重量份外用發(fā)泡劑 1~10重量份泡沬穩(wěn)定劑 0.5 5重量份水 30~50重量份其中聚醚多元醇為聚醚丙二醇或聚醚丙三醇，有機異氰酸酯為80%2，4-甲 苯二異氰酸酯和20%2，6-甲苯二異氰酸酯，催化劑為辛酸亞錫或二丁基錫和三 乙醇胺、三乙烯二胺或三乙胺，外用發(fā)泡劑為一氟三氯甲烷、環(huán)戊或二氯甲烷， 泡沫穩(wěn)定劑為硅-碳鍵共聚物。生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍系闹苽浞椒òㄈ缦虏襟E1) 用0.5~5重量份的分散潤滑液將1 10重量份的緩釋控制物質(zhì)潤濕，并 在攪拌機中與5~20重量份的營養(yǎng)物質(zhì)混勻；再用剩余的0.5~5重量份的分散 潤滑液將70~100重量份高分子基料潤濕，并加入到攪拌機中與前述混合物一 起攪拌均勻，然后將混勻后的混合物移入注塑機的攪拌料斗中，通過填料模具 擠出成型，得到剛性高分子骨架；2) 將剛性高分子骨架與40~60重量份的聚醚多元醇、40 60重量份的有 機異氰酸酯、1 5重量份的催化劑、1 10重量份的外用發(fā)泡劑、0.5 5重量份 的泡沫穩(wěn)定劑和30 50重量份的水混合并高速攪拌下，迅速加入成形箱，上述原料在成形箱中完成鏈增長、發(fā)泡、交聯(lián)和固化反應，生產(chǎn)出生物填料。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(1) 填料中心剛性高分子骨架具有較高的機械強度，即使填充高度再高，填料也不易被壓實；四周柔性生物載體多孔介質(zhì)具有很強的伸縮延展性，能使 填料與填料之間以及填料與生物滴濾器壁之間保持的充分的接觸，減小填充空隙率。(2) 在填料剛性高分子骨架中添加了營養(yǎng)物質(zhì)，在填料掛膜和氣體污染 物降解期間，通過填料高分子骨架內(nèi)部的微孔隙緩慢的釋放出來并擴散至骨架 表面，被附著的微生物吸收，補充和平衡微生物的營養(yǎng)，參與微生物代謝，促 進生物膜的形成以及氣體污染物的降解，有效避免由于營養(yǎng)液噴淋不到填料中 心而造成的微生物營養(yǎng)不良和掛膜周期長等問題。(3) 在填料剛性高分子骨架中添加了硅藻土或活性炭等多孔的緩釋控制物質(zhì)，這些物質(zhì)為營養(yǎng)成分的緩慢釋放提供了良好的通道，促進了微生物在填 料表面的生長代謝。同時，增加了填料表面的粗糙度和比表面積，為微生物提 供更多的附著生長點，提高了掛膜速率和單位面積上的掛膜量，而且能夠大大 提高微生物活性，改善了原來高分子材料表面光滑不易掛膜的缺陷，從而提高 了生物滴濾器對惡臭氣體的去除效率。(4) 填料剛性高分子骨架中營養(yǎng)物質(zhì)的緩釋，不僅使剛性高分子骨架內(nèi) 部和表面原有孔隙進一步加大，增大了比表面積和孔隙率，而且促進了微生物 的附著掛膜和生長代謝，大大提高了微生物活性，從而提高了惡臭氣體的處理 效率。(5) 由于填料剛性高分子骨架中營養(yǎng)物質(zhì)的緩釋作用，使得填料微生物 的附著生長及其活性受生物滴濾器循環(huán)營養(yǎng)液的供給量的影響大大減小，避免 了由于外加營養(yǎng)物質(zhì)不足而造成的生物滴濾器微生物掛膜緩慢或活性下降的 情況。(6) 本發(fā)明所采用的原料來源廣泛，加工工序方便簡單，生產(chǎn)成本低而 效果好。


附圖是本生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍系慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍鲜怯芍行膭傂愿叻肿庸羌?和四周柔性生物載體多孔介質(zhì)2復合而成。所述的剛性高分子骨架1呈立體多面空心球形結(jié)構(gòu)，直徑為25mm或 50mm。所述的剛性高分子骨架1的組分為-高分子基料70~100重量份 營養(yǎng)物質(zhì) 5~20重量份 緩釋控制物質(zhì)1 10重量份 分散潤滑液 1 10重量份其中高分子基料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯，營養(yǎng)物質(zhì)為骨 粉、豆渣粉、殼聚糖、淀粉中的一種或多種，緩釋控制物質(zhì)為硅藻土或活性炭， 分散潤滑液為植物油或動物油。所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)2呈立體多邊形結(jié)構(gòu)，規(guī)格為30mmX30mm X 30mm或60mm X 60mm X 60mm。所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)2的組分為聚醚多元醇 40 60重量份 有機異氰酸酯40~60重量份 催化劑 1~5重量份外用發(fā)泡劑 1~10重量份 泡沬穩(wěn)定劑 0.5 5重量份 水 30~50重量份其中聚醚多元醇為聚醚丙二醇或聚醚丙三醇，有機異氰酸酯為80%2,4-甲 苯二異氰酸酯和20% 2,6-甲苯二異氰酸酯，催化劑為促進聚醚多元醇與異氰酸 反應使鏈增長的辛酸亞錫或二丁基錫和促進異氰酸酯與水之間反應放出的 C02氣體的三乙醇胺、三乙烯二胺或三乙胺，外用發(fā)泡劑為一氟三氯甲烷、環(huán) 戊或二氯甲垸，泡沫穩(wěn)定劑為硅-碳鍵共聚物。生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍系闹苽浞椒òㄈ缦虏襟E1) 用0.5~5重量份的分散潤滑液將1~10重量份的緩釋控制物質(zhì)潤濕，并 在攪拌機中與5 20重量份的營養(yǎng)物質(zhì)混勻；再用剩余的0.5~5重量份的分散 潤滑液將70 100重量份高分子基料潤濕，并加入到攪拌機中與前述混合物一 起攪拌均勻，然后將混勻后的混合物移入注塑機的攪拌料斗中，通過填料模具 擠出成型，得到剛性高分子骨架l;2) 將剛性高分子骨架1與40 60重量份的聚醚多元醇、40~60重量份的有機異氰酸酯、1 5重量份的催化劑、1 10重量份的外用發(fā)泡劑、0.5 5重量 份的泡沫穩(wěn)定劑和30-50重量份的水混合并高速攪拌下，迅速加入成形箱，上 述原料在成形箱中完成鏈增長、發(fā)泡、交聯(lián)和固化反應，生產(chǎn)出生物填料。使用時可根據(jù)需要設定填充高度，將填料填入生物滴濾除臭裝備中。根據(jù) 目標污染物選擇合適的微生物接種，設定合適的進氣量、氣體停留時間、營養(yǎng) 液噴淋量、營養(yǎng)液pH值和反應器壓降等運行參數(shù)，經(jīng)過一段時間的掛膜啟動， 在填料表面形成成熟穩(wěn)定的生物膜。氣體污染物進入生物滴濾器后，經(jīng)氣、水 界面?zhèn)鬟f到附著于填料表面的生物膜中，膜中微生物利用氣體污染物作為其生 長繁殖所需的基質(zhì)，經(jīng)過不同的轉(zhuǎn)化途徑將大分子或結(jié)構(gòu)復雜的氣體污染物經(jīng) 異化作用最終氧化分解為簡單的無害或少害的C02、 H20、 N03—和SO^等無機 物，達到凈化的目的。同時經(jīng)同化作用并利用異化作用過程產(chǎn)生的能量合成新 的細胞物質(zhì)，使微生物得以生長繁殖，為進一步發(fā)揮其對污染物的處理能力創(chuàng) 造有利條件。為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。 實施例1:稱取植物油5克，使其將10克硅藻土潤濕，并在攪拌機中將潤濕的硅藻 土與50克骨粉混勻，再稱取5克植物油將高分子基料聚丙烯顆粒700克潤濕， 并加入到攪拌機中與前述混合物一起攪拌均勻，然后將混勻后的混合物移入注 塑機的攪拌料斗中，通過填料模具擠出成型，制得380個剛性高分子骨架1。 所述的剛性高分子骨架1呈立體多面空心球形結(jié)構(gòu)，直徑為25mm。準備聚醚 丙三醇400克、有機異氰酸酯400克、辛酸亞錫5克、三乙醇胺5克、環(huán)戊 10克、硅-碳鍵共聚物5克和水300ml，與剛性高分子骨架1混合并高速攪拌 下，迅速加入成型箱，在成型箱中完成鏈增長、發(fā)泡、交聯(lián)和固化等反應，生 產(chǎn)出剛?cè)釓秃闲蜕锾盍?。所述的剛性高分子骨?四周是柔性生物載體多孔 介質(zhì)2。所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)2呈立體多邊形結(jié)構(gòu)，規(guī)格為30mmX 30mmX30mm。將上述工藝方法制得的多個相同規(guī)格的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍虾蛡鹘y(tǒng)的聚 丙烯填料分別裝填入相同條件的除氨生物滴濾設備中，進行掛膜和處理效果對 比試驗。掛膜采用快速排泥法，每日換水一次，每次換水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中初始氨濃 度約為50mg/m3，曝氣量為0.48m3/h。掛膜試驗結(jié)果顯示，使用本發(fā)明制得的 剛?cè)釓秃闲蜕锾盍仙锏螢V除氨系統(tǒng)，填料掛膜所需時間比傳統(tǒng)聚丙烯填料 縮短了 6~8天，剛?cè)釓秃闲蜕锾盍蠏炷ち勘葌鹘y(tǒng)聚丙烯填料增加了 1倍左右，生物膜厚度增加了 200 400pm，表明本發(fā)明制得的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍媳葌鹘y(tǒng) 聚丙烯填料具有更好的掛膜性能。掛膜啟動完成以后，分別考察兩種填料生物 滴濾除氨系統(tǒng)的處理效果，結(jié)果表明，采用本發(fā)明制得的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍?生物滴濾除氨系統(tǒng)的去除效率比傳統(tǒng)聚丙烯填料生物滴濾除氨系統(tǒng)的去除效 率提高約35%。 實施例2:稱取動物油50克，使其將100克活性炭潤濕，并在攪拌機中將潤濕的活 性炭與200克殼聚糖混勻，再稱取50克動物油將高分子基料聚乙烯顆粒1000 克潤濕，并加入到攪拌機中與前述混合物一起攪拌均勻，然后將混勻后的混合 物移入注塑機的攪拌料斗中，通過填料模具擠出成型，制得700個剛性高分子 骨架1。所述的剛性高分子骨架1呈立體多面空心球形結(jié)構(gòu)，直徑為25mm。 準備聚醚丙二醇600克、有機異氰酸酯600克、二丁基錫25克、三乙胺25 克、二氯甲烷100克、硅-碳鍵共聚物50克和水500ml，與剛性高分子骨架1 混合并高速攪拌下，迅速加入成型箱，在成型箱中完成鏈增長、發(fā)泡、交聯(lián)和 固化等反應，生產(chǎn)出剛?cè)釓秃闲蜕锾盍?。所述的剛性高分子骨?四周是柔 性生物載體多孔介質(zhì)2。所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)2呈立體多邊形結(jié)構(gòu)， 規(guī)格為30mmX30mmX30mm。將上述工藝方法制得的多個相同規(guī)格的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍虾蛡鹘y(tǒng)的聚 乙烯填料分別裝填入相同條件的除硫化氫生物滴濾設備中，進行掛膜和處理效 果對比試驗。掛膜采用快速排泥法，每日換水一次，每次換水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中初始 硫化氫濃度約為30mg/m3，曝氣量為0.48m3/h。掛膜試驗結(jié)果顯示，使用本發(fā) 明制得的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍仙锏螢V除硫化氫系統(tǒng)，填料掛膜所需時間比傳 統(tǒng)聚乙烯填料縮短了 7~8天，剛?cè)釓秃闲蜕锾盍蠏炷ち勘葌鹘y(tǒng)聚乙烯填料增 加了 l倍左右，生物膜厚度增加了 200 400^im，表明本發(fā)明制得的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍媳葌鹘y(tǒng)聚乙烯填料具有更好的掛膜性能。掛膜啟動完成以后，分別考 察兩種填料生物滴濾除硫化氫系統(tǒng)的處理效果，結(jié)果表明，采用本發(fā)明制得的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍仙锏螢V除硫化氫系統(tǒng)的去除效率比傳統(tǒng)聚乙烯填料生 物滴濾除硫化氫系統(tǒng)的去除效率提高約30%。 實施例3:稱取動物油25克，使其將50克硅藻土潤濕，并在攪拌機中將潤濕的硅藻 土與100克豆渣粉混勻，再稱取25克動物油將高分子基料聚苯乙烯顆粒850 克潤濕，并加入到攪拌機中與前述混合物一起攪拌均勻，然后將混勻后的混合物移入注塑機的攪拌料斗中，通過填料模具擠出成型，制得350個剛性高分子 骨架l。所述的剛性高分子骨架1呈立體多面空心球形結(jié)構(gòu)，直徑為50mm。 準備聚醚丙二醇500克、有機異氰酸酯500克、辛酸亞錫12.5克、三乙烯二胺 12.5克、環(huán)戊50克、硅-碳鍵共聚物25克和水400ml，與剛性高分子骨架1 混合并高速攪拌下，迅速加入成型箱，在成型箱中完成鏈增長、發(fā)泡、交聯(lián)和 固化等反應，生產(chǎn)出剛?cè)釓秃闲蜕锾盍?。所述的剛性高分子骨?四周是柔 性生物載體多孔介質(zhì)2。所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)2呈立體多邊形結(jié)構(gòu)， 規(guī)格為60mm X 60mm X 60mm。將上述工藝方法制得的多個相同規(guī)格的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍虾蛡鹘y(tǒng)的聚 苯乙烯填料分別裝填入相同條件的除氨生物滴濾設備中，進行掛膜和處理效果 對比試驗。掛膜采用快速排泥法，每日換水一次，每次換水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中初始氨 濃度約為50mg/m3，曝氣量為0.96m3/h。掛膜試驗結(jié)果顯示，使用本發(fā)明制得 的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍仙锏螢V除氨系統(tǒng)，填料掛膜所需時間比傳統(tǒng)聚苯乙烯 填料縮短了 6~8天，剛?cè)釓秃闲蜕锾盍蠏炷ち勘葌鹘y(tǒng)聚苯乙烯填料增加了 1.5倍左右，生物膜厚度增加了 250 400pim，表明本發(fā)明制得的剛?cè)釓秃闲蜕?物填料比傳統(tǒng)聚苯乙烯填料具有更好的掛膜性能。掛膜啟動完成以后，分別考 察兩種填料生物滴濾除氨系統(tǒng)的處理效果，結(jié)果表明，采用本發(fā)明制得的剛?cè)釓秃闲蜕锾盍仙锏螢V除氨系統(tǒng)的去除效率比傳統(tǒng)聚苯乙烯填料生物滴濾 除氨系統(tǒng)的去除效率提高約40%。
權(quán)利要求
1、一種生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍?，其特征在于，它是由中心剛性高分子骨?1)和四周柔性生物載體多孔介質(zhì)(2)復合而成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍?，?特征在于，所述的剛性高分子骨架(l)呈立體多面空心球形結(jié)構(gòu)，直徑為25mm 或50mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍希?其特征在于，所述的剛性高分子骨架(1)的組分為-高分子基料 70 100重量份 營養(yǎng)物質(zhì) 5~20重量份 緩釋控制物質(zhì)1 10重量份 分散潤滑液 1~10重量份其中高分子基料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯，營養(yǎng)物質(zhì)為骨 粉、豆渣粉、殼聚糖、淀粉中的一種或多種，緩釋控制物質(zhì)為硅藻土或活性炭， 分散潤滑液為植物油或動物油。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍希?其特征在于，所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)(2)呈立體多邊形結(jié)構(gòu)，規(guī)格為 3 Omm X 3 Omm X 3 Omm或60mm X 60mm X 60mm 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍希?其特征在于，所述的柔性生物載體多孔介質(zhì)(2)的組分為聚醚多元醇 有機異, 催化劑 外用發(fā)泡劑 泡沬穩(wěn)定劑 水40~60重量份 40 60重量份 1~5重量份 1 10重量份 0.5~5重量份 30~50重量份其中聚醚多元醇為聚醚丙二醇或聚醚丙三醇，有機異氰酸酯為80%2,4-甲 苯二異氰酸酯和20%2,6-甲苯二異氰酸酯，催化劑為辛酸亞錫或二丁基錫和三 乙醇胺、三乙烯二胺或三乙胺，外用發(fā)泡劑為一氟三氯甲烷、環(huán)戊或二氯甲烷， 泡沫穩(wěn)定劑為硅-碳鍵共聚物。
6、 一種如權(quán)利要求1所述的生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍系闹苽浞椒?，其特征在于包括如下步驟 1)用0.5~5重量份的分散潤滑液將1 10重量份的緩釋控制物質(zhì)潤濕，并 在攪拌機中與5~20重量份的營養(yǎng)物質(zhì)混勻；再用剩余的0.5~5重量份的分散 潤滑液將70~100重量份高分子基料潤濕，并加入到攪拌機中與前述混合物一 起攪拌均勻，然后將混勻后的混合物移入注塑機的攪拌料斗中，通過填料模具 擠出成型，得到剛性高分子骨架(1); 2)將剛性高分子骨架(1)與40 60重量份的聚醚多元醇、40 60重量份 的有機異氰酸酯、1 5重量份的催化劑、1~10重量份的外用發(fā)泡劑、0.5~5重 量份的泡沬穩(wěn)定劑和30~50重量份的水混合并高速攪拌下，迅速加入成形箱， 上述原料在成形箱中完成鏈增長、發(fā)泡、交聯(lián)和固化反應，得到生物填料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物滴濾除臭設備用剛?cè)釓秃闲蜕锾盍霞捌渲苽浞椒?，該生物填料由中心剛性高分子骨架和四周柔性生物載體多孔介質(zhì)復合而成。制備時，先用分散潤滑液將緩釋控制物質(zhì)潤濕，并在攪拌機中與營養(yǎng)物質(zhì)混勻，再用剩余的分散潤滑液將高分子基料潤濕，并加入到攪拌機中與前述混合物一起攪拌均勻，然后將混勻后的混合物移入注塑機，通過填料模具擠出成型，制得剛性高分子骨架；將剛性高分子骨架與聚醚多元醇、有機異氰酸酯、催化劑、外用發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑和水混合并高速攪拌下，迅速加入成形箱，完成鏈增長、發(fā)泡、交聯(lián)和固化反應，得到生物填料。本發(fā)明原料來源廣泛，加工工序方便簡單，生產(chǎn)成本低，掛膜、除臭效果好。
文檔編號C02F3/10GK101333033SQ20081006262
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者穎 丁, 吳偉祥, 斌 胡, 陳英旭 申請人:浙江大學