БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

Биологический фильтр относится к устройствам, предназначенным для очистки газовых выбросов от токсичных веществ и снижения их концентраций до уровня ниже предельно допускаемого нормативными документами.
Данная установка может быть использована на предприятиях по содержанию скота и птицы, установках по сушке и переработке навоза, скотобойнях, предприятиях по переработке трупов животных, комбинатах по производству кровяной муки, желатина, целлюлозно-бумажных, деревообрабатывающих предприятиях и т.п.
Известна конструкция биофильтра [1], содержащего корпус с входными и выходными патрубками, в корпусе поперек движения газа на перфорированных основаниях расположено несколько слоев биомассы. В верхней части корпуса, над слоями установлены оросители, которые могут быть соединены посредством управляемого клапана к магистрали воды или к резервуару для жидкости, снабженному побудителем расхода.
Недостатком данной конструкции является ее сложность, неудобство при обслуживании, а также сложность процесса выгрузки фильтрующего материала.
Существует конструкция биофильтра [2], который содержит корпус с входными и выходными патрубками и фильтрующий слой, расположенный внутри двух слоев газопроницаемой сети. Погрузка и выгрузка фильтрующего материала осуществляется путем движения винтовых пар с прикрепленной к ним сети, причем длина сетей в рабочем положении и положении загрузки-выгрузки изменяема с помощью подпружиненных барабанов, а края сетей прикреплены к загрузочному и выгрузному патрубкам с помощью гибких перфорированных рукавов, также биофильтр имеет трубопровод с форсунками для орошения, фильтрующего материала.
Недостатком данной конструкции является ее сложность и значительное повышение уплотнения фильтрующего материала в процессе эксплуатации установки.
Известна конструкция биоабсорбера для очистки газовоздушных выбросов [3]. Указанная установка представляет собой корпус с насадочными элементами, ковшевым оросителем и распределительной решеткой и использует принцип дискретного орошения насадки суспензией К недостаткам данной конструкции можно отнести сложность определения оптимального количества питательного раствора необходимого для нормального функционирования установки, а также большие размеры.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является установка для компостирования [4], содержащая корпус, как минимум одно устройство снижения уплотнения материала в виде валов с тросами, источник подачи воздуха, соединенный посредством воздуховода с полостью под устройством снижения уплотнения.
Недостатком данной конструкции является сложность поддержания оптимальных условий ее работы.
Предлагаемая конструкция содержит теплоизолированный корпус с нагревательными элементами, воздуховоды, как минимум одно устройство снижения уплотнения, на котором поперек движению газа расположен фильтрующий материал, представляющий собой смесь компоста, торфа, почвы, измельченной коры и песка, источник подачи воздуха, систему орошения, состоящую из сборника питательного раствора, магистрали, распылителей, насоса, предохранительной решетки. В фильтрующем материале расположены датчики влажности необходимые для определения времени подачи питательного раствора на фильтрующий материал, внутри корпуса находится датчик концентрации очищаемых газов.
Новым в конструкции биофильтра является то, что фильтрующий материал расположен на устройствах снижения уплотнения, что позволяет снизить сопротивление при прохождении газа через фильтрующий материал, а также то, что емкость с питательным раствором находится внутри установки, что позволяет сократить затраты на поддержание оптимальной температуры раствора.
На фиг.1 схематично изображен биологический фильтр для очистки газов.
Биологический фильтр содержит теплоизолированный корпус 1, входной 2 и выходной 3 воздуховоды, устройства снижения уплотнения 4, фильтрующий материал 5, сборник питательного раствора 6, магистраль 7, насос 8, распылители 9, датчики влажности 10, датчик концентрации очищаемых газов 11, нагревательные элементы 12, источник подачи воздуха 13, предохранительную сетку 14, съемную часть корпуса 15, блок управления 16, сетчатый фильтр 17.
Биологический фильтр работает следующим образом, газ через патрубок 2 подается в корпус 1, где проходит через фильтрующий слой 5, расположенный на устройствах снижения уплотнения 4, воздух поступает в полость под устройством снижения уплотнения посредством применения источника подачи воздуха 13 и поступает в атмосферу через выходной патрубок 3.
В целях упрощения загрузки фильтрующего материала верхняя часть корпуса биологического фильтра 15 с выходным воздуховодом 3 сделана съемной.
Для обеспечения очистки питательного раствора над сборником предусмотрено наличие предохранительной сетки 14, которая обеспечивает удерживание крупных частиц биомассы на своей поверхности. Кроме того, на всасывании раствора в магистраль предусмотрено наличие фильтра грубой очистки в виде сетчатого фильтра 17.
С целью обеспечения высокой степени очистки газов, влажность фильтрующего материала, по данным ряда исследований, должна быть на уровне 40-60%, для снижения гидродинамического сопротивления пористость должна быть в пределах 10-30%, а рН на уровне 6-8, температура внутри фильтра 27-52°С, для создания и поддержания таких условий корпус установки теплоизолирован и содержит нагревательные элементы 12, в корпусе расположены распылители 9, соединенные посредством магистрали 7 со сборником 6, в котором находится питательный раствор, причем, магистраль расположена в слое теплоизолированного материала. Сборник также расположен внутри корпуса, что снижает затраты на поддержание оптимальной температуры питательного раствора. В фильтрующем материале расположены датчики влажности 10, соединенные с насосом 8, кроме того, на выходе газа из фильтра предусмотрено наличие датчика концентрации очищаемых газов 11. Контроль за работой биологического фильтра осуществляется посредством применения блока управления 16.
Источники информации
6
1. Пат. на изобретение 2 108 380 Российская Федерация, МПК С12М 1/00. Биофильтр / Смирнов В.Н., Винаров А.Ю., Соколов Д.П., Новиков А.Н., Портной М.И.: заявитель и патентообладатель ГНИИ биосинтеза белковых веществ. - №96119275; заявл. 26.09.1996; опубл. 10.04.1998 - 5 с.; ил.
2. Пат. на полезную модель 79 450 Российская Федерация, МПК B01D 53/34. Биофильтр / Завражнов А.И., Миронов В.В., Баранов Д.Г.: заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ, ООО «Мичуринское плодородие». - №2008127117/22; заявл. 03.07.2008; опубл. 10.01.2009, Бюл. №1-2 с.; ил.
7
3. Пат. на изобретение 2 151 629 Российская Федерация, МПК В01D 47/14, 53/18, С12М 1/00. Биоабсорбер для очистки газовоздушных выбросов / Винаров А.Ю., Соколов Д.П., Смирнов В.Н.: заявитель Винаров А.Ю., патентообладатель Винаров А.Ю., Соколов Д.П. - №99110860; заявл. 25.05.1999; опубл. 27.06.2000 - 5 с.; ил.
4. Пат. на полезную модель 71116 Российская Федерация, МПК C05F 3/06. Установка для компостирования/ Завражнов А.И., Капустин В.П., Миронов В.В., Никитин П.С., Колдин М.С.: заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ, ООО «Мичуринское плодородие» - 2007125749/22; заявл. 06.07.2007; опубл. 27.02.2008, Бюл. №6. - 2 с.: ил.