[發明專利]一種電化學改進的生物過濾塔凈化裝置及其應用

在審

• 申請號: 201910937017.2
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110559841A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王燦;胡旭睿
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D53/84
• 分類號: B01D53/84;B01D53/32;B01D53/44
• 代理公司: 12214 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王秀奎

本發明公開了一種電化學改進的生物過濾塔凈化裝置及其應用，裝置包括營養液系統、電極系統和塔體，本裝置采用外加電源對生物過濾塔中的微生物施加微電流，克服了生物過濾塔啟動周期長的缺點，縮短了生物過濾塔啟動周期，提高了微生物的活性，能夠提高生物過濾塔對揮發性有機物以及惡臭氣體的處理效果，并能夠長時間穩定運行。

技術領域

本發明屬于環保設備及應用，具體涉及一種電化學改進的生物過濾塔凈化裝置及其應用。

背景技術

揮發性有機化合物(VOCs)揮發性有機物是一類常見且非常重要的大氣污染物，主要由苯類、醇類、醛類、烴類等上千種物質組成。其處理主要分為回收技術和分解技術，回收技術包括吸收法、吸附法、冷凝法和膜分離處理技術等，可實現有機廢物的回收，但是回收的純度難以保證，并且處理有機廢物的材料再生困難，容易產生二次污染。分解法包括熱焚燒法、化學氧化法、催化氧化法和等離子體分解法，生物過濾法等。其中生物過濾工藝是微生物以VOCs為碳源和能源，在適宜的環境條件下通過自身的新陳代謝作用將VOCs轉化為一部分細胞組成物質、二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)未完全降解物質和小分子無機物質，與其他物理化學方法相比具有高效、節能、投資成本和運行費用低、操作簡單、使用安全等優勢，是一種能源節約、環境友好型技術，符合我國節能減排和發展低碳經濟的政策要求，因此，在實際工程應用中與傳統的物理化學方法相比極具競爭力。

生物電化學是通過外加電壓的條件下對微生物進行微電流的刺激，從而刺激微生物的代謝過程，在污水處理以及食品科學方面已經有諸多研究。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種電化學改進的生物過濾塔凈化裝置及其應用，本發明采用外加電源對生物過濾塔中的微生物施加微電流，克服了生物過濾塔啟動周期長的缺點，縮短了生物過濾塔啟動周期，提高了微生物的活性，能夠提高生物過濾塔對揮發性有機物以及惡臭氣體的處理效果，并能夠長時間穩定運行。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種電化學改進的生物過濾塔凈化裝置，包括營養液系統、電極系統和塔體；

所述營養液系統包括營養液罐體、高壓泵、營養液管路和噴淋裝置；所述營養液罐體與設置于塔體底部的營養液流出口相連，并且通過高壓泵、營養液管路與設置于塔體頂部的噴淋裝置相連，營養液由營養液罐體內抽出后經過營養液管路噴淋到塔體內，并由營養液流出口處重新收集；

所述電極系統包括外接電源、導電陽極材料和導電陰極材料，導電陽極材料和導電陰極材料設置于塔體內并通過電導線與外接電源相連；

所述塔體設置有進氣口和出氣口，所述塔體內設置塑料透氣板、承托層填料和導電活性填料，所述塑料透氣板位于塔體底部，所述承托層填料位于塑料透氣板上，用于承載導電活性填料，所述導電活性填料與導電陽極材料、導電陰極材料發生接觸，且其上附著有污泥，污泥內包含用于處理揮發性有機物以及惡臭氣體的微生物。

在上述技術方案中，所述進氣口設置于塔體的底部，出氣口設置于塔體的頂端。

在上述技術方案中，所述進氣口分為3個，分別設置于塔體側面的下側、中部和上側，出氣口設置于塔體的頂端；所述塑料透氣板分為3塊，將塔體內部空間分隔為三部分分別對應3個進氣口。

在上述技術方案中，所述導電陽極材料采用若干根串連的石墨棒，石墨棒豎直排布于塔體內的導電活性填料內，所述陰極材料為塔體的不銹鋼內壁。

在上述技術方案中，所述導電陽極材料采用若干根串連的石墨棒，所述陰極材料為石墨棒，所述導電陽極材料的石墨棒圍繞所述陰極材料的石墨棒排布。

在上述技術方案中，所述承托層填料為陶粒。

在上述技術方案中，所述導電活性填料為改性活性炭顆粒。