биофильтр для комплексной очистки газовоздушных выбросов микробиологических производств

Формула изобретения

Биофильтр для комплексной очистки газовоздушных выбросов микробиологических производств, включающий находящийся в замкнутом объеме, ограниченном вертикальными боковыми стенками, перекрытием и днищем, размещенный на горизонтальной опорной решетке слой биологически активного фильтрующего материала, воздуховод подвода газовоздушных выбросов под опорную решетку и воздуховод отвода газовоздушных выбросов после слоя биологически активного фильтрующего материала, отличающийся тем, что основную часть биологически активного фильтрующего материала составляет пропитанная питательной средой солома злаковых культур, а воздуховод отвода газовоздушных выбросов выполнен в виде зазора между боковыми стенками и перекрытием, причем перекрытие имеет наклон от боковых стенок внутрь к оси симметрии, а угол наклона перекрытия к горизонту составляет 1 2^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для очистки газовоздушных выбросов микробиологических производств.

Газовоздушные выбросы микробиологических производств содержат микробный аэрозоль и примеси неприятно пахнущих веществ, что существенно усложняет их очистку. Используемые для очистки таких выбросов термокаталитические реакторы отличаются значительными энергозатратами и дорогостоящим и сложным в эксплуатации оборудованием.

Снижение энергозатрат достигается применением устройств для биологической очистки выбросов. Из таких устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является двухступенчатое устройство. Устройство выполнено в виде замкнутого объема, ограниченного вертикальными боковыми стенками, перекрытием и днищем с воздуховодом подвода газовоздушных выбросов в нижнюю часть объема и воздуховодом отвода газовоздушных выбросов в нижнюю часть объема и воздуховодом отвода газовоздушных выбросов на его верхней части. В замкнутом объеме в нижней его части на опорной горизонтальной решетке размещена инертная насадка, орошаемая сверху водой. Выше орошающего устройства на горизонтальной опорной решетке размещен слой биологически-активного материала.

При прохождении газовоздушных выбросов снизу вверх через орошаемую водой инертную насадку (первая ступень очистки насадочный абсорбер) содержащийся в выбросах микробный аэрозоль поглощается водой, которая затем подается на биологическую очистку. Очищенные от микробного аэрозоля газовоздушные выбросы проходят далее снизу вверх через слой биологически-активного материала (вторая ступень очистки биофильтр). Здесь примеси неприятно пахнущих веществ абсорбируются содержащейся в биологически-активном материале влагой и окисляются в ней микроорганизмами до воды и углекислого газа.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и значительные энергозатраты. Кроме того, оно должно быть размещено в теплом помещении и находится под постоянным контролем обслуживающего персонала, что существенно увеличивает эксплуатационные расходы.

Изобретение направлено на упрощение конструкции устройства, снижение энергозатрат и эксплуатационных расходов при его обслуживании. Это достигается тем, что в биофильтре основную часть биологически-активного фильтрующего материала составляет пропитанная питательной средой солома злаковых культур, а воздуховод отвода газовоздушных выбросов выполнен в виде зазора между боковыми стенками и перекрытием, причем перекрытие имеет наклон от боковых стенок внутрь к оси симметрии, а угол наклона перекрытия к горизонту составляет 1-2^o.

На чертеже представлен вертикальный разрез биофильтра: 1 вертикальные боковые стенки; 2 днище; 3 перекрытие; 4 опорная горизонтальная решетка; 5 слой биологически- активного фильтрующего материала, основную часть которого составляет пропитанная питательной средой солома злаковых культур; 6 воздуховод подвода газовоздушных выбросов; 7 зазор между боковыми стенками и перекрытием; 8 дренажный отвод.

Биофильтр содержит замкнутый объем, образованный вертикальными боковыми стенками 1, днищем 2 и перекрытием 3, внутри которого на опорной горизонтальной решетке 4 размещен слой биологически-активного фильтрующего материала 5, воздуховод подвода газовоздушных выбросов 6 под опорную решетку 4 и воздуховод отвода выбросов после слоя биологически активного фильтрующего материала, выполненный в виде 7 между боковыми стенками 1 и перекрытием 3, причем перекрытие 3 имеет наклон от боковых стенок внутрь к оси симметрии, а угол наклона перекрытия к горизонту составляет 1-2^o.

Биофильтр работает следующим образом. Газовоздушные выбросы микробиологических производств, содержащие микробный аэрозоль и примеси неприятно пахнущих веществ, поступают через воздуховод подвода выбросов 6 под горизонтальную опорную решетку 4 и затем проходят вертикально снизу вверх сквозь размещенный по ней слой биологически-активного фильтрующего материала 5, очищаются в нем от микробного аэрозоля и примесей неприятно пахнущих веществ и затем очищенные через зазор 7 между боковыми стенками 1 и перекрытием 3 выбрасываются в атмосферу.

При фильтрации газовоздушных выбросов через пропитанный питательной средой слой биологически- активного фильтрующего материала примеси неприятно пахнущих веществ абсорбируются питательной средой и окисляются обитающими в ней микроорганизмами до воды и углекислого газа в ходе их обмена веществ. Наличие соломы злаковых культур в качестве основной части биологически-активного фильтрующего материала обеспечивает ему волокнистую структуру. Содержащиеся в газовоздушных выбросах из ферментатора микрокапли питательной среды с культурой микроорганизмов (микробный аэрозоль) за счет диффузии оседают на волокнах материала, образуя микропленку жидкости, которая по мере утолщения под действием силы тяжести стекает вниз и в виде капелек выводится из слоя биологически- активного фильтрующего материала 5, собирается на днище 2 и отводится через дренажный отвод 8. Эта жидкость одновременно является питательной средой для микроорганизмов, обитающих в биологически- активном материале.

Мельчайшие субмикронные капельки аэрозоля увеличиваются в размерах за счет конденсации на них водяного пара и затем улавливаются фильтрующим материалом в верхней его части, охлаждаемой атмосферым воздухом. Поток атмосферного воздуха поступает в пространство над биологически-активным фильтрующим материалом через зазор 7. Атмосферный воздух перемешивается с очищенными выбросами, охлаждает их и охлаждает верхнюю поверхность биологически-активного фильтрующего материала. Очищенные выбросы при перемешивании с воздухом охлаждаются, в них конденсируется водяной пар, образуя туман. При движении такой смеси около нижней поверхности холодного перекрытия 3 на ней интенсивно конденсируется водяной пар, образуя пленку жидкости. Для того чтобы образующаяся пленка жидкости равномерно стекала на слой биологически-активного фильтрующего материала в виде периодически отрывающихся капель от всей нижней поверхности перекрытия, перекрытие имеет наклон от боковых стенок внутрь к оси симметрии, а угол наклона перекрытия к горизонту составляет 1-2^o. Возвращение конденсата в виде капель способствует повышению степени очистки от микробного аэрозоля.

Опытно-промышленный биофильтр такой конструкции успешно эксплуатируется в холодное и теплое время в течение года для очистки газовоздушных выбросов дрожжерастительного аппарата посевных дрожжей на Пензенском дрожжевом заводе. Он изготовлен из доступных материалов и расположен на открытом воздухе на крыше производственного корпуса. После запуска биофильтр работает в непрерывном автоматическом режиме без энергозатрат, не требуя никакого эксплуатационного обслуживания. Биофильтр площадью 6,25 м² полностью очищает газовоздушные выбросы расходом 2100 м³/ч как от примесей неприятно пахнущих веществ (органолептически неприятный запах после биофильтра не обнаруживается), так и от микробного аэрозоля (при концентрации клеток хлебопекарных дрожжей в газавоздушных выбросах до биофильтра 600 000-800 000 кл/м³ их концентрация после биофильтра составляет 250-500 кл/м³).