БИОАБСОРБЕР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ Российский патент 2000 года по МПК B01D47/14 B01D53/18 C12M1/00 

Изобретение относится к области очистки газообразных сред и может быть использовано при очистке отходящих газов в микробиологической, лакокрасочной, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также при переработке продукции и отходов сельского хозяйства.

Известна конструкция биофильтра (RU, 2108380, C 12 M 1/00, 1998), содержащего корпус с патрубками ввода и вывода очищаемого газа. Внутри корпуса в его верхней части расположены оросители. Под оросителями поперек движения газа установлены перфорированные основания. На основаниях размещены чередующиеся слои из смесей природного органического пористого материала и волокнистого материала, а также органического пористого материала и гранулированного материала. На указанных слоях размещен консорциум микроорганизмов.

Известна также конструкция установки для микробиологической очистки воды и воздуха (RU, патент 2103344, C 12 M 1/00, 1998). Указанная установка представляет собой корпус со штуцерами подачи и выведения воздуха и очищаемой жидкости, узел орошения, сборник суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос, соединенный с узлом орошения и сборником суспензии микроорганизмов, сборник очищенной воды, расположенный в нижней части корпуса под узлом орошения и над сборником суспензии микроорганизмов укреплены последовательно листовые фильтры с трубками для отвода фильтрата. Указанные трубки соединены с расположенным в нижней части корпуса сборником очищенной воды. Узел орошения может быть выполнен в виде сегнерова колеса или коллектора с форсунками. Между листовыми фильтрами могут быть установлены насадочные листы. В зазорах между насадочными листами и листовыми фильтрами могут быть установлены сетки. Между трубками для отвода фильтрата и сборником очищенной воды может быть размещен коллектор с клапаном для периодического отключения стока фильтрата.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения может быть признан биоабсорбер для очистки газовоздушных выбросов (RU, патент 2119950, C 12 M 1/00, 1998). Указанный биоабсорбер содержит корпус со штуцерами подачи и выведения воздуха, узел орошения, расположенный в верхней части корпуса, сборник суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос, соединенный системой трубопроводов с узлом орошения в замкнутый контур, причем узел орошения выполнен в виде системы оросителей, под которыми расположены ориентированные в вертикальной плоскости насадочные листы, между которыми могут быть расположены неплоскостные сетки.

Недостатком всех вышеуказанных конструкций следует признать высокое потребление энергии, вызванное использованием мощных насосов, необходимых из-за высокого гидродинамического сопротивления оросителей.

Техническая задача, решаемая использованием настоящего изобретения, состоит в разработке менее энергоемкой конструкции биоабсорбера.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в уменьшении себестоимости систем очистки газовых сред, а также уменьшении размеров конструкции.

Указанный технический результат достигается использованием конструкции, содержащей корпус со штуцерами для подачи и отвода воздуха, узел орошения, расположенный в верхней части корпуса, сборник суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос, соединенный с узлом орошения и сборником микроорганизмов с образованием замкнутого контура, установленные под узлом орошения элементы насадки, причем узел орошения выполнен в виде по меньшей мере одного ковша, установленного на горизонтально расположенной оси с возможностью вращения, причем в незаполненном состоянии ковш обращен открытой стороной вверх, а при заполнении выше оси способен переворачиваться по меньшей мере на 180^o с возвращением в исходное состояние при опорожнении, а штуцеры подачи и отвода воздуха расположены на боковых сторонах корпуса. Сборник суспензии микроорганизмов, предпочтительно, установлен отдельно от корпуса и ниже его. Предпочтительно выполнять элементы насадки либо в виде вертикально ориентированных насадочных листов, преимущественно разделенных неплоскими сетками, либо в виде насыпных слоев, расположенных на проницаемых для жидкости и газа основаниях, обычно перфорированных. Состав насыпных слоев определяется условиями эксплуатации биоабсорбера. Ковш может быть выполнен с принудительным переворачиванием или выполнен таким образом, что при заполнении его выше указанной оси происходит смещение центра тяжести, вызывающее самопроизвольное переворачивание ковша. Возвращение ковша в исходное положение может быть принудительным или обусловлено наличием груза, установленного в нижней части ковша.

При наличии указанной системы орошения, а также бокового подвода и отвода воздуха происходит уменьшение гидро- и аэродинамического сопротивления, что уменьшает расход энергии на проталкивание жидкости через оросители и очищаемого воздуха через насадочные элементы и обеспечение использования менее мощных и менее габаритных насосов. Расположение штуцеров на боковых поверхностях, как и использование бокового расположения штуцеров приводит к уменьшению размеров установки.

Конструкция биоабсорбера, в его предпочтительном варианте реализации, показана на фиг. 1, где приняты следующие обозначения - корпус 1, насадочные элементы 2, штуцеры 3 подачи воздуха, штуцеры 4 отвода воздуха, распределительная решетка 5 для орошающей жидкости, ковшовый ороситель 6, крышка 7 корпуса 1 с отверстием для заполнения оросителя 6, сборник 8 суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос 9, опора 10 насадочных элементов, сливной штуцер 11, ось 12 ковшового оросителя 6.

В отличие от известных конструкций биоабсорберов рассматриваемая конструкции использует принцип дискретного орошения насадки суспензией микроорганизмов, которая постоянно подается насосом из сборника в ковшовый ороситель и периодически подается на насадочные элементы. Уменьшенное гидродинамическое сопротивление узла орошения позволяет использовать насос малой энергоемкости для подачи суспензии микроорганизмов из сборника в ковшовый ороситель.

Биоабсорбер работает следующим образом. Предварительно в сборник 8 суспензии подают воду, предпочтительно содержащую питательные элементы на используемых в процессе очистки микроорганизмов, и засевают сборник культурой микроорганизмов или консорциумом микроорганизмов, используемых при очистке воздуха. После включения циркуляционного насоса 9 суспензия микроорганизмов через отверстие в крышке 7 поступает в ковшовый ороситель 6, выполненный со смещением центра тяжести при заполнении его выше уровня горизонтальной оси 12, и постепенно заполняет указанный ороситель 6. По мере заполнения ковшового оросителя 6 выше уровня оси 12 происходит смещение центра тяжести и при заполнении оросителя 6 до уровня, определяемого конструкцией оросителя 6, происходит его самопроизвольное опрокидывание с выливанием суспензии на распределительную решетку 5 с последующим стеканием суспензии на насадочные элементы 2 и далее через сливной штуцер 11 в сборник 8 суспензии. При этом на насадочных элементах 2 постепенно, за несколько циклов орошения, образуется биопленка. После наращивания на насадочных элементах 2 биопленки (время наращивания определяется размерами насадочных элементов, используемой культурой микроорганизмов и условиями культивирования микроорганизмов в сборнике и на насадочных элементах) к штуцеру 3 подключают магистраль очищаемого газа, а к штуцеру 4 - магистраль очищенного газа (обычно - магистраль вытяжной вентиляции). Очищаемый воздух проходит через насадочные элементы 2 с биопленкой, очищается микроорганизмами биопленки и выходит через магистраль очищенного газа. Для уменьшения потерь воды, вызванных уносом влаги газом, периодически в сборник 8 подливают воду.

Установка может содержать больше одного ковшового оросителя, которые работают предпочтительно с неодновременным опрокидыванием.

Использование изобретения позволяет, не снижая качества очистки, уменьшить энергоемкость установки и, следовательно, себестоимость очистки.

Биоабсорбер содержит корпус со штуцерами подачи и отвода воздуха. В верхней части корпуса установлен узел орошения в виде ковша, выполненного с возможностью опрокидывания. Узел орошения посредством циркуляционного насоса и сборника суспензии микроорганизмов создает замкнутый контур. В корпусе под узлом орошения установлены насадочные элементы. Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в уменьшении себестоимости систем очистки газовых сред, а также уменьшении размеров конструкции. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Биоабсорбер для очистки газовоздушных выбросов, содержащий корпус со штуцерами подачи и отвода воздуха, узел орошения, расположенный в верхней части корпуса, сборник суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос, соединенный с узлом орошения и сборником суспензии микроорганизмов с образованием замкнутого контура, и установленные под узлом орошения элементы насадки, отличающийся тем, что узел орошения выполнен в виде, по меньшей мере, одного ковша, установленного на горизонтально расположенной оси с возможностью вращения, причем в незаполненном состоянии ковш обращен открытой стороной вверх, а при заполнении выше оси способен переворачиваться, по меньшей мере, на 180^o с возвращением в исходное состояние при опорожнении, а штуцеры подачи и отвода воздуха расположены на боковых сторонах корпуса. 2. Биоабсорбер по п.1, отличающийся тем, что ковш выполнен с возможностью принудительного переворачивания. 3. Биоабсорбер по п.1, отличающийся тем, что ковш выполнен таким образом, что при заполнении его выше оси происходит смещение центра тяжести, вызывающее самопроизвольное опрокидывание ковша. 4. Биоабсорбер по п.1, отличающийся тем, что сборник суспензии микроорганизмов установлен отдельно от корпуса и ниже его. 5. Биоабсорбер по п. 1, отличающийся тем, что насадочные элементы выполнены в виде ориентированных вертикально насадочных листов. 6. Биоабсорбер по п. 1, отличающийся тем, что насадочные элементы выполнены в виде насыпных слоев, расположенных на проницаемых для жидкости и газа основаниях.