БИОФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ТОКСИЧНЫХ, ВРЕДНЫХ И НЕПРИЯТНО ПАХНУЩИХ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, а именно к области биологической очистки воздуха от токсичных, вредных и неприятно пахнущих примесей, и может быть использована для очистки и дезодорации газовых и вентиляционных выбросов промышленных предприятий.
Из существующего уровня техники известен биофильтр для очистки воздуха от органических загрязняющих веществ (RU 36263 Ul, B01D 53/00 от 08.12.2003), содержащий корпус, носитель, систему подкормки микроорганизмов, емкость орошающего раствора, подвод и отвод загрязненного воздуха. При этом в качестве носителя используется полимер, а в емкость орошающего раствора введен дополнительный носитель микроорганизмов и подвод сжатого воздуха для интенсификации процесса очистки воды от растворенных загрязняющих веществ. Биофильтр также содержит каплеуловитель для предотвращения уноса капель воды с микроорганизмами и ячейку определения pH питательного раствора.
Недостатком такого биофильтра является высокое гидравлическое сопротивление, при этом вертикальное расположение аппарата и использование полимерного носителя, являющегося гидрофобным материалом, негативно сказывается на равномерности распределения жидкой фазы, что может привести к образованию застойных зон и падению эффективности очистки газа в биофильтре.
Наиболее близко к предлагаемой полезной модели относится биореактор для очистки воздуха от токсических, вредных и неприятно пахнущих летучих веществ (RU 2090246 С1 от 20.09.97), который содержит корпус с полками, на которых размещен биокатализатор. В качестве последнего использован полимерный носитель объемной пористой структуры с иммобилизованными на нем клетками микроорганизмов, адаптированных к соответствующим загрязняющим веществам. Биореактор имеет систему для поддержания активности биокатализатора, снабженную системой регенерации свойств циркулирующего в ней водного раствора минеральных солей, необходимых для поддержания нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, входящих в состав биокатализатора.
К недостаткам таких конструкций относится высокая нагрузка на первую полку с носителем и недостаток питательных веществ для микроорганизмов, находящихся на последней полке с носителем. При этом в таких конструкциях носителей не используется хорошо смачиваемый материал, способный создавать дополнительное увлажнение в биофильтре без использования динамического орошения, которое приводит к чрезмерному обводнению полки носителя и смыву микроорганизмов, что приводит к снижению эффективности очистки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является увеличение эффективности процесса биологической очистки газа.
Сущность полезной модели состоит в том, что биофильтр для очистки воздуха от токсичных, вредных и неприятно пахнущих летучих веществ, содержит горизонтальный корпус, внутри которого на пути потока очищаемого воздуха расположен биокатализатор, систему для поддержания активности биокатализатора, в виде оросительного устройства, воздуховоды для подвода подлежащего очистке и отвода очищенного воздуха, при этом полимерный носитель состоит из двух слоев, верхний из которых выполнен из хорошо смачиваемого и удерживающего жидкость материала - мелкопористого поролона, а нижний слой полимерного носителя из открытопористого ячеистого материала, обладающего капиллярными свойствами.
За счет наличия верхнего слоя полимерного носителя, удерживающего и распределяющего жидкость, система для поддержания активности биокатализатора, в виде оросительного устройства, заключающаяся в орошении биокатализатора жидкостью с помощью циркуляционного насоса работает периодически. Примером верхнего слоя полимерного носителя является мелкопористый поролон.
За счет наличия нижнего слоя полимерного носителя, состоящего из открытопористого ячеистого материала, обладающего капиллярными свойствами, дополнительно позволяет насыщать нижний слой жидкостью, необходимой для жизнедеятельности микроорганизмов. Примером нижнего слоя полимерного носителя является ретикулированный (открытопористый) пенополиуретан или керамический высокопористый ячеистый материал.
Технический результат, который может быть получен при использовании данной полезной модели:
- увеличение эффективности процесса биофильтрации на 10-12% по отношению к аналогичным известным биофильтрам, благодаря использованию в качестве биокатализатора носителя, состоящего из двух слоев. Верхний слой из хорошо смачиваемого и удерживающего жидкость материала равномерно распределяет жидкость по всему объему нижнего слоя носителя, обладающего капиллярными свойствами, что дополнительно увлажняет носитель, а также горизонтальное расположение корпуса биофильтра позволяет организовать эффективное для процесса биофильтрации перекрестное течение взаимодействующих газовой и жидкой фаз и создать благоприятную среду для жизнедеятельности микроорганизмов, находящихся на носителе, что способствует повышению эффективности биологической очистки газа.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, на котором изображено:
на фиг. - общий вид биофильтра.
Биофильтр состоит из корпуса 1, расположенного горизонтально и имеющего воздуховоды 2 для подвода подлежащего очистке воздуха с двух противоположных сторон, воздуховод 3 для отвода очищенного воздуха на верху корпуса 1 биофильтра. Также в биофильтр входит биокатализатор, в качестве которого используется полимерный носитель, который состоит из верхнего слоя 6, состоящего из хорошо смачиваемого и удерживающего жидкость материала - мелкопористого поролона, и нижнего слоя 5, состоящего из открытопористого ячеистого материала, обладающего капиллярными свойствами; оросительного устройства 4 и циркуляционного насоса 7 для поддержания активности биокатализатора.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Очищаемый газ разделяется на два потока и направляется по воздуховодам в два противоположных друг другу отвода. Поток очищаемого газа, направленный перпендикулярно биокатализатору, проходит через нижний слой носителя, где в объеме носителя происходит биодеструкция загрязняющего вещества консорциумом микроорганизмов до двуокиси углерода и паров воды (при очистке газа от органических соединений). Очищение газа происходит в перекрестном токе, при этом верхний слой носителя насыщается орошающим раствором, подаваемым через оросители посредством циркуляционного насоса, и постепенно (в том числе после выключения циркуляционного насоса) распределяет раствор в пленочном режиме по нижнему слою носителя, поддерживая влажность в биофильтре, близкую к 100%. Гидравлическое сопротивление верхнего слоя носителя выше, чем нижнего, за счет чего исключается проскок газа в обход нижнего слоя носителя, в объеме которого и происходит биодеструкция загрязняющих веществ.
Использование предлагаемой конструкции биофильтра в народном хозяйстве позволит повысить эффективность процесса биологической очистки газа от летучих органических соединений на химических и нефтехимических предприятиях, а также пищевых фабрик до 97-99%.