[發明專利]一種嗜熱生物滴濾氣液兩相裝置及其在脫除煙氣重金屬中的應用

在審

• 申請號: 202011347191.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112495180A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 魏在山;黃振山;焦懷勇
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B01D53/84
• 分類號: B01D53/84;B01D53/64;B01D53/96
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 李思坪

本發明屬于環保技術領域，具體涉及一種嗜熱生物滴濾氣液兩相裝置及其在脫除煙氣重金屬中的應用，該嗜熱生物滴濾氣液兩相裝置包括嗜熱生物滴濾裝置單元和AA/O單元，所述嗜熱生物滴濾裝置內設置有三級填料層(附著有生物膜)，所述生物膜上添加有耐高溫的特效反硝化菌和硫酸鹽還原菌，用以轉化穩定化氣相中的重金屬；所述AA/O單元由厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池組成，添加有反硝化菌、反硫化菌和硫化菌，用以轉化穩定化液相中的重金屬，該嗜熱生物滴濾氣液兩相裝置可用于脫除煙氣重金屬，基于該裝置的高效脫除煙氣重金屬的方法可解決現有的重金屬煙氣處理技術中吸附法的吸附劑易飽和、產生危險廢物等二次污染、運行費用較高等缺陷。

技術領域

本發明屬于環保技術領域，具體涉及一種嗜熱生物滴濾氣液兩相裝置及其在脫除煙氣重 金屬中的應用。

背景技術

2018年我國固體廢物產生量約22.5億噸，固廢處理處置已成為我國急需解決的環境問題， 2017年我國產生的濕污泥量超過五千萬噸，城市污泥與其它固廢共焚會產生煙氣重金屬，嚴 重危害人體健康和生態環境。2019年生態環境部公布的11種大氣有毒有害污染物中有5種 重金屬類物質，大氣微量有害重金屬(鉛、銅、鋅、鎘、鉻、砷和汞)可導致癌癥、生殖系 統問題、心血管疾病，過量攝入重金屬或長期暴露在重金屬污染的環境中可誘發皮膚、腎臟、 膀胱等器官和組織的癌變。其中，鉛對人體的毒害作用主要是侵犯造血系統、神經系統及腎 臟；鎘通過呼吸道進入人體，對人體危害極大；大氣汞具有持久性、易遷移性和高度的生物 富集性而引起全球關注。國家《生態環境保護規劃》指出重金屬污染防治是首要任務之一， 要求建立比較完善的重金屬全生命周期污染防治措施，進一步降低重金屬污染物的排放。因 此，大氣重金屬污染物的治理已迫在眉睫，成為了目前國內外備受關注的前沿性研究熱點。

目前固廢煙氣重金屬主要采用活性炭噴射吸附法處理，但該方法存在吸附劑易飽和、產 生危險廢物等二次污染、噴淋吸收凈化效果差等問題，而生物法具有運行費用低、無二次污 染及易于管理等優點，已經成為世界工業煙氣凈化的前沿研究熱點。其中，最典型的是污泥 焚燒煙氣半干法脫酸后廢氣生物凈化方法。該生物凈化過程是利用微生物的生命活動將煙氣 中的有害物質轉化為簡單的無機物及細胞質等。其中，含氮污染物被氧化為硝酸鹽、被還原 為氮氣，含硫污染物被氧化為硫酸鹽、還原為硫。同時，還可以利用微生物的生物氧化作用 對重金屬進行轉化，主要是通過微生物體內的氫過氧化酶和過氧化氫酶等酶類的催化作用進 行重金屬的氧化，比如好氧土壤細菌如芽孢桿菌、鏈霉菌等，具有較強的重金屬氧化能力。

按照微生物群落和液相形式，廢氣生物凈化裝置可分為：生物洗滌裝置、生物過濾裝置 和生物滴濾裝置。其中，生物過濾裝置的液相和微生物群落都固定于填料中；生物洗滌裝置 的液相是連續流動發，其微生物群落則自由分散在液相中；生物滴濾裝置的液相是流動的或 間歇流動的，但微生物群落固定在過濾床層上。生物滴濾法具有微生物濃度高、停留時間短、 使用壽命長、反應條件易于控制和抗負荷沖擊能力強等特點。生物過濾法具有操作方便、工 藝簡單、能耗少、運行費用低、對混合廢氣的去除率較高，且菌種不易隨流動相流失等特點， 但也存在處理負荷相對較小，濾料使用壽命短的缺點。

雖然目前出現了多種廢氣生物凈化裝置，但這些裝置主要是用于處理廢氣中的含氮污染 物和含硫污染物，對廢氣重金屬去除效果差，因此，有必要研究開發新型高效的生物反應器， 將生物法處理的對象擴展到含重金屬煙氣中，提高廢氣重金屬的去除效率。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種嗜熱生物滴濾氣液兩相裝置，該裝置 可用于脫除煙氣重金屬，當含重金屬的高溫煙氣進入生物滴濾氣液兩相裝置后，在嗜熱生物 滴濾裝置單元和AA/O單元(厭氧-缺氧-好氧單元)構建的高溫特效生物菌劑微生態系統的作 用下，微生物將煙氣重金屬轉化穩定化，從而達到高效去除煙氣中重金屬目的。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：