一种用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统的制作方法

1.本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统。


背景技术：

2.近年来，恶臭气体已经成为人们持续关注的热点问题之一。恶臭气体指的是一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质。长期吸入或短期大量吸入恶臭气体，人体的呼吸、消化、神经系统会受到损害。如果恶臭气体中含有苯、甲苯、苯乙烯等化学物质，还可能使人体产生癌变。城市污水处理厂中会产生大量含硫化氢、氨、甲硫醇、乙硫醇和甲基胺等物质的恶臭气体。养殖场中则散布着由于蛋白质、氨基酸等经细菌的消化降解作用而生成的氨气、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氢、甲胺、三甲胺等具有难闻气味的物质。
3.目前，对于养殖场和城市污水处理厂中的污泥脱水车间等室内空间的恶臭气体的处理，往往采用两种方案：第一种方案是将内部臭气使用气体收集系统统一收集后通过管道运送到外部恶臭气体处理装置异位处理。然而，外部恶臭气体处理装置需要占用大面积场地放置，土地、除臭装置投资费用高，如果放置在室内空间的顶部或者侧墙上，对墙体的承重要求比较高；此外，将室内恶臭气体全部收集外置，气体输送距离较远，动力能耗较大，收集费用较高；再者，恶臭气体处理装置构成相对复杂，出现问题时，不易拆卸，极端天气下，很难保证装置正常运行，系统运行不稳定。第二种方案是使用雾化喷淋系统，向室内喷洒除臭菌剂进行原位除臭处理。该方案需要的除臭菌剂量较大，原料成本费用高；此外，由于恶臭气体成分的复杂性，一般单一除臭菌剂或复合除臭菌剂的除臭效果往往达不到预期，存在净化不彻底等问题。
4.综上，现有室内恶臭气体处理系统存在着收集传输和原位处理难度大，恶臭气体去除效率低、对复杂多组分恶臭气体净化不彻底、成本及运行费用高等问题。


技术实现要素：

5.发明目的：为了解决现有除臭系统存在的技术问题，本发明旨在提供一种处理效率高、成本及运行费用低、装置构造简单、系统运行稳定性好的用于同步去除多种复杂恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统。
6.技术方案：本发明所述用于同步去除多种复杂恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统包括气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元、植物/益生复合液供给单元和可切换式智能人工一体化控制单元；所述气流定向引导单元用于引导恶臭气体流动方向，使其流向多层可折叠式协同生化单元；所述多层可折叠式协同生化单元包括三个生物反应模块，第一个生物反应模块中生物活性基质的填料为铁氧化物陶粒，接种thiobacillus thioparus，第二个生物反应模块中生物活性基质的填料为以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌通过嵌入方式制备的固定化菌球，第三个生物反应模块中生物活性基质的填料为木质纤维聚氨酯泡沫，接种sac fungi；所述植物/益生复合液供给单元用于为
多层可折叠式协同生化单元中接种的微生物提供营养液和生长因子，提供微生物进行生命活动所需的能量；所述可切换式智能人工一体化控制单元与气流定向引导单元、植物/益生复合液供给单元、多层可折叠式协同生化单元相连接，能自动接收、分析以上三个单元传来的信息，并控制以上三个单元的运行。
7.进一步地，所述气流定向引导单元包括负压风机、通气窗、通气口、集气框架和集气布，所述负压风机和通气口相对设于除臭系统两侧，通气口位于除臭系统镜像位置一侧，负压风机位于紧挨除臭系统一侧，所述通气窗设于通气口两侧，所述集气框架设于通气口四周，集气布固定于集气框架上。
8.进一步地，所述多层可折叠式协同生化单元包括支撑组件和生物反应模块，所述支撑组件包括钢索、微型电动葫芦和钢结构支架，所述微型电动葫芦安装于钢结构支架顶部，通过钢索与生物反应模块相连接，用于控制生物反应模块中单元生物活性基质的折叠与展开；所述生物反应模块由多层的单元生物活性基质构成，所述单元生物活性基质包括生物活性基质框架、滑轨和生物活性基质块，所述滑轨安装在生物活性基质框架的两侧，用于连接该模块相邻层的单元生物活性基质，以此来控制该模块单元生物活性基质的折叠与展开；所述生物活性基质块设于生物活性基质框架内，包括不锈钢网片和填料，所述填料固定于不锈钢网片之间。
9.进一步地，所述植物/益生复合液供给单元，包括液体输出终端、加液箱和给水管a、b，所述液体输出终端和加液箱通过给水管b连接，管道上设有电磁阀b、止回阀和离心泵；所述加液箱和给水管a相连接，给水管a上依次设有电磁阀a、管道加热器和膜过滤器，所述加液箱内部侧面设有高水位传感器、低水位传感器和加热棒，底部设有搅拌器和排污口，所述液体输出终端设于多层可折叠式协同生化单元内的三个生物反应模块之间。
10.进一步地，所述可切换式智能人工一体化控制单元包括实时监测预警单元、信息智能处理单元和远程智能控制单元，所述实时监测预警单元用于实时监测除臭系统所在室内的恶臭气体的浓度，并将恶臭气体的浓度数值反馈到信息智能处理单元中，所述信息智能处理单元用于分析并处理来自各单元的信息，所述远程智能控制单元具有远程传输模式，能实时监测三单元各项指标。
11.进一步地，所述实时监测预警单元包括高敏度恶臭气体检测仪和警报铃。
12.进一步地，所述信息智能处理单元为控制柜，所述控制柜包括总开关、plc和触摸显示屏，其功能包括人工/智能切换模块、多层可折叠式协同生化模块、负压风机运行模块、植物/益生复合液供给单元控制模块、恶臭气体监测模块、加液箱控制模块、电磁阀控制模块、警报铃模块和温/湿度监测模块。
13.进一步地，所述第一个生物反应模块的生物活性基质中铁氧化物陶粒的粒径为5-8mm，孔隙率为75-85％，堆积密度为400-500kg/m3，第二个生物反应模块的生物活性基质中固定化菌球的粒径为6-8mm，孔隙率为70-75％，堆积密度为500-600kg/m3，第三个生物反应模块的生物活性基质中木质纤维聚氨酯泡沫份粒径为8-10mm，孔隙率≥90％，堆积密度为45-55kg/m3。
14.进一步地，所述恶臭气体包括硫化氢、氨、甲基胺和甲硫醇为代表的恶臭气体，所述多层可折叠式原位除臭系统应用于产生恶臭气体的场所，为养殖场、垃圾处理厂或污水处理厂的室内空间。
15.发明原理：针对现有技术中异位收集、集中处理恶臭气体处理装置需要占用大面积场地放置，土地、除臭装置投资费用高，如果放置在室内空间的顶部或者侧墙上，对墙体的承重要求比较高这一问题，本发明原位除臭系统在室内空间内部采用钢结构支架来支撑生物活性基质，对墙体承重没有要求，且钢结构支架两侧紧挨室内空间两侧墙体，占用室内用地空间很小；针对现有技术中将室内恶臭气体全部收集外置，气体输送距离较远，动力能耗较大，收集费用较高这一问题，本发明是原位除臭系统，采用气流定向引导单元，不收集气体，利用负压风机和外界空气的推动作用来引导室内恶臭气体的流向，且负压风机运行功率小，耗能少，运行费用低；针对现有技术中外部恶臭气体处理装置构成相对复杂，出现问题时，不易拆卸，极端天气下，很难保证装置正常运行这一问题，本系统构造为开放式结构，出现问题时易于拆卸、修理，且由于本系统为原位除臭系统，设置在室内空间，更易于维持微生物进行正常生命活动所需的温度，因此在极端天气下，规避了设备本身运行的危险因素及环境因素，易于保证装置正常运行；针对现有技术中向室内喷洒除臭菌剂进行原位除臭处理此方案需要的除臭菌剂量较大，原料费用高这一问题，本发明将微生物提前接种在生物活性基质上，后期运行只需向生物活性基质上的生物膜定期喷淋维持微生物生命活动所需的营养液和生长因子即可，原料费用较低；针对现有技术中由于恶臭气体成分的复杂性，一般单一除臭菌剂或复合除臭菌剂的除臭效果往往达不到预期，净化不彻底这一问题，本发明采用三个多层可折叠式生物反应模块，在三个生物反应模块中生物活性基质上不同功能微生物的协同作用下，处理效果优异，净化彻底。
16.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：
17.(1)本发明为原位除臭系统，布置在室内，在负压风机和通气口以及通气窗的作用下引导室内恶臭气体流向，引导其通过该系统的三个生物反应模块从而对恶臭气体进行原位去除，与传统异位处理相比，无需收集、输送恶臭气体，节省了收集和传输费用；此外，本发明除臭系统应用更为灵活，可适用于各种类型室内空间，相较于传统异位处理，其应用场所更为广泛；相对于传统异位处理，本系统所能处理的恶臭气体浓度范围较大，抗冲击负荷能力强。
18.(2)本发明除臭系统主体为三个多层可折叠式生物反应模块，每个生物反应模块中的生物活性基质依靠钢结构支架设置在室内上方，工作时在微型电动葫芦的控制下展开，恶臭气体经过生物活性基质得到处理后由负压风机排出室外；非工作状态下折叠在室内顶部，极少占用室内空间，不影响室内的空气流通状态，节省了土地投资费用；另外，该系统为开放式结构，易拆卸，便于及时修复系统故障。
19.(3)本发明除臭系统中采用的三个多层可折叠式生物反应模块，三个生物反应模块中生物活性基质的填料分别为铁氧化物陶粒、以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌制备的固定化菌球、木质纤维聚氨酯泡沫；三种填料上分别接种的菌为thiobacillus thioparus、nitrosomonas、sac fungi；三种菌对不同成分的恶臭气体去除效果具有明显差别，thiobacillus thioparus、nitrosomonas、sac fungi分别对硫化氢、氨、甲基胺和甲硫醇为代表的恶臭气体具有良好的去除效果；在三个生物反应模块中生物活性基质上不同菌的协同作用下，本发明原位除臭系统对恶臭气体的去除效率高，去除效果优异；此外，生物活性基质上填料使用寿命长，填料上微生物膜不断更新，可持续使用时间长，节省费用。
20.(4)本发明原位除臭系统布置在室内，相较于异位收集、集中处理的恶臭气体处理装置，该系统易于维持微生物进行正常生命活动所需的温度，受室外天气状况的影响较小，系统运行稳定。
21.(5)本发明采用气流定向引导单元，该单元主体为负压风机，设置在室内一侧；在负压风机以及室内两侧通气窗和负压风机镜像位置侧通气口的作用下，负压风机在低功率运行状态下便可引导室内恶臭气体的流动方向，引导其通过生物反应模块中生物活性基质后经负压风机排出室外；该过程负压风机运行功率低，此单元耗电量低、运行费用相对较低。
22.(6)本系统可以切换人工、智能两种工作状态，在人工状态下，可以根据控制柜屏幕上显示的数据来操作其上面的按键来控制系统内各单元的运行；在智能工作状态下，控制柜会分析各单元传来的信息，自动控制各单元的运行，实现智能自动化控制，本系统的优势是可以在完全不需要人工介入的情况下，控制柜能自动处理各单元传过来的信息并且自动完成各项单元的除臭工作。
附图说明
23.图1为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统工作原理图；
24.图2为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统同一生物反应模块中单元生物活性基质折叠示意图；
25.图3为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统同一生物反应模块中单元生物活性基质展开示意图；
26.图4为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统同一生物反应模块中单元生物活性基质俯视图；
27.图5为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统同一生物反应模块中单元生物活性基质展开侧视图；
28.图6为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统同一生物反应模块中单元生物活性基质折叠侧视图；
29.图7为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统同一生物反应模块中单元生物活性基质连接示意图；
30.图8为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统中单元生物活性基质结构示意图；
31.图9为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统中生物活性基质块主视图；
32.图10为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统中生物活性基质块侧视图；
33.图11为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统中植物/益生复合液供给单元的结构示意图；
34.图12为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统中控制柜的触摸显示屏数据分布图；
35.图13为本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统中通气口的集气
装置图；
36.图中：1、钢索；2、微型电动葫芦；3、钢结构支架；4、单元生物活性基质；5、生物活性基质框架；6、滑轨；7、生物活性基质块；8、不锈钢网片；9、填料区；10、负压风机；11、通气窗；12、通气口；13、液体输出终端；14、给水管a；15、加液箱；16、给水管b；17、集气布；18、集气框架。
具体实施方式
37.下面，结合具体实施例和附图进一步对本发明进行说明。
38.实施例1
39.如图1-图10所示，本发明所述用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统，包括气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元、植物/益生复合液供给单元和可切换式智能人工一体化控制单元，具体结构如下：
40.所述气流定向引导单元用于引导室内恶臭气体流向，以使恶臭气体通过之后的生物活性基质，进行除臭，此单元包括：负压风机10、通气窗11、通气口12、集气布17、集气框架18；负压风机10和通气口12相对设于除臭系统两侧，通气口12位于除臭系统镜像位置一侧，负压风机10位于紧挨除臭系统一侧，通气窗11设于通气口12两侧，集气框架18设于通气口12四周，集气布17固定于集气框架18上，其中：
41.所述负压风机10，型号选用玻璃钢负压风机1260型，尺寸为126cm
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126cm，输入功率为450w，风量为40000m3/h，镶嵌在室内一侧墙体上，用于引导室内恶臭气体流向；负压风机10的数量根据养殖场或污水处理厂面积确定，每100m2设置一台上述负压风机10；
42.所述通气窗11，类型选择百叶窗，叶片角度设置为60-75度，能达到好的进风效果；
43.所述通气口12，在通气口位置安装百叶窗，叶片角度设置为80-90度，使得进风效果达到最佳；
44.所述集气布17，材质为pvc，固定于集气框架18上，用于扩大通气口12的进风面积，以此增加进风量，使室内恶臭气体经过三个生物反应模块后排出，可根据风力、风向来自由拆卸和安装集气布17，使集气效果达到最好；
45.所述集气框架18，材质为不锈钢，安装于通气口四周，主要用于固定集气布17；
46.所述多层可折叠式协同生化单元分为三个生物反应模块，每个生物反应模块中生物活性基质的层数由室内空间的高度所确定，不同生物反应模块中生物活性基质上的填料区9以及其上面接种的微生物种类不同，同一生物反应模块中生物活性基质上的填料区9其上面接种的微生物种类相同，每一个生物反应模块中多层单元生物活性基质在完全展开状态下都完全覆盖室内横截面，保证室内恶臭气体必须经过三个生物反应模块中生物活性基质处理后才可由负压风机10排出室外，用于去除室内硫化氢、氨、甲基胺和甲硫醇为代表的恶臭气体，以使经过处理的恶臭气体达到排放标准，此单元包括支撑组件、生物反应模块，其中：
47.所述支撑组件，包括：钢索1、微型电动葫芦2、钢结构支架3；
48.所述微型电动葫芦2，型号为pa1200，单钩载重为600kg，安装于钢结构支架3顶部，其通过钢索1与生物反应模块相连接，用于控制生物反应模块中单元生物活性基质4的折叠与展开；
49.所述钢结构支架3，材质为不锈钢，用于支撑、固定生物活性基质，以此为生物活性基质提供一个工作平台；
50.所述生物反应模块由多层的单元生物活性基质4所构成，单元生物活性基质4包括生物活性基质框架5、滑轨6和生物活性基质块7，滑轨6安装在生物活性基质框架5的两侧，用于连接同一生物反应模块的单元生物活性基质4，以此来控制该模块单元生物活性基质4的折叠与展开；生物活性基质块7设于生物活性基质框架5内，包括不锈钢网片8和填料区9，填料区9位于不锈钢网片8之间，其中：
51.所述单元生物活性基质4，厚度为5cm，其上的微生物会吸收并处理经过该基质的恶臭气体，包括：生物活性基质框架5、滑轨6、生物活性基质块7；
52.所述滑轨6，安装在生物活性基质框架5的两侧，用于连接同一生物反应模块的单元生物活性基质4，以此来控制该模块单元生物活性基质4的折叠与展开；
53.所述生物活性基质块7，厚度为5cm，包括：不锈钢网片8、填料9；
54.所述不锈钢网片8，网格大小为3mm
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3mm，用于固定填料9以及增强生物活性基质的透气性，利于恶臭气体通过从而对其进行处理；
55.所述填料区9，不同生物反应模块中生物活性基质的填料区9内填充的填料种类不同，不同种类填料上接种不同类型的微生物；第一个生物反应模块中生物活性基质的填料为铁氧化物陶粒，粒径分布在5-8mm之间，孔隙率在75％-85％之间，堆积密度为400-500kg/m3；其上接种的菌为thiobacillus thioparus，主要吸收和降解恶臭气体中的硫化氢和部分亲水性vocs，未被吸收的恶臭气体沿着气流方向进入第二个生物反应模块。第二个生物反应模块中生物活性基质的填料为以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌制备的固定化菌球，粒径分布在6-8mm，孔隙率在70％-75％之间，堆积密度为500-600kg/m3；主要吸收和降解恶臭气体中的氨气和部分亲水性vocs，未被吸收的恶臭气体接着进入第三个生物反应模块。第三个生物反应模块中生物活性基质的填料为木质纤维聚氨酯泡沫，粒径8-10mm之间，孔隙率≥90％，堆积密度为45-55kg/m3；其上接种的菌为sac fungi，主要吸收和降解恶臭气体中的甲硫醇等疏水性vocs；经过处理后由负压风机10排出室外的恶臭气体浓度满足《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)中规定的要求。
56.第一个生物反应模块中生物活性基质的填料采用铁氧化物陶粒，在上面接种thiobacillus thioparus，用来处理恶臭气体中的硫化氢和部分亲水性vocs。使用铁氧化物改性后的陶粒，其表面因附着fe
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而带有正电荷；thiobacillus thioparus为革兰氏阴性菌，其表面带有负电荷，所以thiobacillus thioparus由于电荷吸引易于附着在铁氧化物陶粒表面形成生物膜，挂膜速度比较快。
57.第二个生物反应模块中生物活性基质的填料采用固定化微生物技术，以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌通过嵌入方式制备固定化菌球，主要去除恶臭气体中的氨气和部分亲水性vocs。壳聚糖结构中的氨基可以与海藻酸钠分子链中的羧基结合形成聚电解质膜，从而稳定了固定化菌球，延长了使用寿命。此固定化菌球去除氨气，不仅仅依靠nitrosomonas对氨气的吸收降解作用，壳聚糖对氨气也存在一定的吸附作用，因此去除效率较高。
58.第三个生物反应模块中生物活性基质以木质纤维聚氨酯泡沫为填料，在上面接种sac fungi，主要去除甲硫醇等疏水性vocs。使用木质纤维对聚氨酯泡沫进行改性，其压缩
性能、抗湿热老化性能效果得到增强，从而提高了填料的使用寿命，其保水性能更是得到了极大增强。木质纤维聚氨酯是多孔的，持水能力强。这样的原位除臭系统经过一段时间的运行，尽管sac fungi表面比较干燥，但它们附着生长的填料的孔内存有水分，可持续提供其生长所需，因此比较稳定。这样干燥表面满足废气与真菌充分接触的要求，孔内的水提供sac fungi所需的水分和营养保持活性。
59.以上三种菌都适宜在中性条件下生长和进行生命活动，生长所需营养成分都相似，因此配置一种营养液便可同时供三种菌生长所需，十分方便。
60.如图11所示，所述植物/益生复合液供给单元用于为各生物反应模块的生物活性基质上接种的微生物提供营养液和生长因子，来提供微生物进行生命活动所需的能量，主要包括：电磁阀a、管道加热器、膜过滤器、电磁阀b、液体输出终端13、给水管a 14、加液箱15、离心泵、给水管b 16，液体输出终端13和加液箱15通过给水管b 16连接，管道上设有电磁阀b、止回阀和离心泵；加液箱15和给水管a 14相连接，给水管a 14上依次设有电磁阀a、管道加热器和膜过滤器，加液箱15内部侧面设有高水位传感器、低水位传感器和加热器，底部设有搅拌器和排污口，其中：
61.所述电磁阀a位于给水管a 14的进水口与管道加热器之间，开关方式由加液箱15中的高、低水位传感器所控制，当加液箱15中水位低于低水位传感器时，电磁阀a自动关闭，人工加药后手动开启，水位高于高水位传感器时，电磁阀a自动关闭；
62.所述管道加热器是安装在给水管a 14上的加热装置，冬季低温时开启，作用是加热水源，防止在北方冬季时因温度低使水在管道中结冰，加热温度10-40℃；
63.所述膜过滤器是三级ppf滤芯，孔隙1um，用来净化水质；
64.所述加液箱15是耐腐材质，内部设置有高、低水位传感器，水位过低时会向控制柜反馈信号，控制柜发出警报声，电磁阀a、b自动关闭，人工向加液箱15内部加营养液原料，手动打开电磁阀a向加液箱15进水，当水位升高引起高水位传感器向控制柜传输信号时，电磁阀a自动关闭，自动停止进水。加液箱15底部设有排污口，定期排污；加液箱15底部设有搅拌装置，使营养液原料与水充分混合；加液箱15底部设有加热装置，水温低于20℃自动开启，高于30℃自动关闭；
65.所述离心泵为立式多级离心泵，流量根据所述液体输出终端13数量匹配，作用是将加液箱15中的营养液输送至液体输出终端13。压力范围1-3bar，流量2-3m3/h；
66.所述电磁阀b位于加液箱15与离心泵之间，由加液箱15中的高、低水位传感器控制，当加液箱15中水位低于低水位传感器时，电磁阀b自动关闭，人工加药后手动开启电磁阀a，水位到达高水位传感器时，电磁阀a自动关闭，电磁阀b自动开启；
67.所述给水管a 14、给水管b 16是连接膜过滤器、加液箱15、离心泵和液体输出终端13的管道，承压≥5bar，材质为pvc、ppr、pe或者不锈钢管；
68.所述液体输出终端13布置在不同生物反应模块中间，为pp材质倒挂吊喷微喷喷头，流量为15-20l/min，喷淋直径为3m。
69.所述可切换式智能人工一体化控制单元与气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元、植物/益生复合液供给单元相连接，能自动接收、分析以上三个单元传来的信息，并对这三个单元进行控制，包括：实时监测预警单元、信息智能分析处理单元和远程智能控制单元，其中：
70.所述实时监测预警单元能够实时监测室内的恶臭气体浓度情况，并将恶臭气体的浓度数值反馈到控制柜触摸显示屏上，包括：高敏度恶臭气体检测仪(硫化氢、氨气、臭气浓度)、警报铃；
71.所述高敏度恶臭气体检测仪安装于室内墙壁或承重柱上，能同时监测并显示室内硫化氢、氨气和臭气浓度三项浓度参数，之后将以上数据通过wifi/4g传输到控制柜上；
72.所述警报铃设置在控制室内，作用是当收到控制柜传输来的恶臭气体浓度超过上限信号或加液箱15中水位过低信号时，警报铃发出提示声，以此来吸引人们注意；
73.所述信息智能分析处理单元用于分析并处理来自各单元的信息，包括：控制柜；
74.所述控制柜包括总开关、plc和触摸显示屏，用于监测、分析处理气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元和植物/益生复合液供给单元传来的信息以及控制以上三种单元的运行；
75.如图12所示，所述plc和触摸显示屏，人们通过其来监测、控制单元各部分的工作，包括：人工/智能切换模块、多层可折叠式协同生化模块、负压风机运行模块、植物/益生复合液供给单元控制模块、恶臭气体监测模块、加液箱控制模块、电磁阀控制模块、警报铃模块、温/湿度监测模块，其中：
76.所述人工/智能切换模块，用于切换控制柜的操作方式。切换到人工控制情况下，人根据显示屏上各模块显示的信息通过触屏操作来控制气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元和植物/益生复合液供给单元的运行，以去除恶臭气体；切换到智能控制情况下，控制柜根据人们选择的智能控制模式来自动分析、处理以上三种单元所传来的信息，进一步控制这三个单元的运行；
77.所述多层可折叠式协同生化模块，用于控制三个生物反应模块中生物活性基质的运行状态，包括生物活性基质的开启和关闭按键、微型电动葫芦的位置信号灯；点击某个生物反应模块中生物活性基质的启动键，对应微型电动葫芦启动来控制该模块中生物活性基质的展开，当生物活性基质完全展开时，红色位置信号灯自动开启；点击该模块中生物活性基质的关闭键，对应微型电动葫芦启动来控制生物活性基质的折叠，当生物活性基质折叠至室内顶部恢复起始位置时，绿色位置信号灯自动开启；
78.所述负压风机运行模块，用于控制负压风机10的运行，模块里还显示风量、风速实时情况，点击风速或风量模块，然后通过模块中调节按键可控制风速、风量的大小，从而改变负压风机10的运行速度和风量，此外，点击模块中负压风机右边的方框，可以切换选择其他的负压风机10，以此来分别控制不同负压风机10的运行状态；
79.所述植物/益生复合液供给单元控制模块，用于控制植物/益生复合液供给单元的运行，人通过触屏操作给植物/益生复合液供给单元定时设置开启时间以及该次工作时间；
80.所述恶臭气体监测模块显示数据包括氨气浓度、硫化氢浓度以及臭气浓度，以及三项恶臭气体浓度的上限值，上限值是根据当地政策由人通过触屏输入数值进行设置，该模块主要用于实时监测三项恶臭气体的浓度，以及在智能控制模式下，为多层可折叠式协同生化单元设定开启和关闭的标准，当室内恶臭气体浓度超过上限值时，多层可折叠式协同生化单元自动启动，进行除臭；当室内恶臭气体浓度低于上限值10min时，多层可折叠式协同生化单元自动关闭，除臭结束；
81.所述加液箱控制模块，包括高、低水位提示线，用于实时监测加液箱中的水位情
况。当加液箱中的水位低于低水位传感器或者高于高水位传感器时，模块中的相应提示线及模块中的加液箱会闪烁，提示人们加液箱中的水位过高或过低；
82.所述电磁阀控制模块，包括两个电磁阀的开启度状况以及开启度调节键，人通过点击调节键来控制电磁阀的开启程度，主要用于控制电磁阀的开关情况；
83.所述警报铃模块，包括警报铃关闭按钮，人工通过按动按钮来关闭工作的警报铃，主要用来提示人们室内恶臭气体浓度过高或加液箱水位过低；
84.所述温/湿度监测模块，主要包括室内各处电子温度计、湿度计所传回的数值，用于实时监测室内各位置的温度和湿度情况；
85.所述远程智能控制单元可通过智能手机、平板电脑实时查看控制柜显示屏上各项监测结果，具有wifi/4g等远程传输模式，可以通过智能手机、平板电脑来操作控制柜，方便、简易进行自动化管理。
86.本发明用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统的应用方法，包括以下步骤：
87.当此原位除臭系统采用智能控制时，共存在两种智能控制模式，人们可以通过实际情况来选择不同的智能控制模式。恶臭气体浓度的上限值以《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)里的规定值为标准进行设置。
88.智能控制模式1：
89.s1：室内某种恶臭气体浓度达到设定上限值时候，高敏度恶臭气体检测仪将信号传输至控制柜，控制柜将信号传输到警报铃，警报铃发出声音提醒。
90.s2：当信号传输到警报铃时，控制柜向多层可折叠协同生化单元对应生物反应模块的生物活性基质发出启动指令，警报铃自动关闭。
91.s3：该生物反应模块中微型电动葫芦开始启动，该生物反应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下由上往下依次展开，待单元生物活性基质展开完全后，红色位置信号灯开启，信号传回控制柜。
92.s4：控制柜向气流定向引导单元发出启动指令，该单元负压风机以设置好的风速启动，使室内空间靠近负压风机一侧呈负压状态，内部气体向负压风机侧流动，外界空气从通气口、通气窗进入室内，室内恶臭气体在外界空气推动和内部负压风机协同作用下，经过对应模块的生物活性基质后由负压风机排出室外；恶臭气体通过对应模块的生物活性基质过程中，利用该模块多层单元生物活性基质上面附着生长的真菌或细菌吸收和生物降解恶臭气体中的对应成分。恶臭气体中的异味分子穿过生物活性基质，与基质表面形成的生物膜充分接触，被微生物吸收、氧化与分解，最终转换成二氧化碳、水、无机盐、矿物质等，从而达到去除恶臭气体的目的。
93.s5：当恶臭气体浓度值低于上限值时间10min时，高敏度恶臭气体检测仪将信号传输至控制柜，控制柜向气流定向引导单元发出结束工作指令，负压风机关闭以后，控制柜向多层可折叠协同生化单元发出结束工作指令，之后对应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下由下往上折叠恢复起始状态，绿色位置信号灯开启，除臭过程结束；经过处理后由负压风机排出室外的恶臭气体浓度满足《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)中规定的要求。
94.s6：控制柜上定时设置好植物/益生复合液供给单元启动的时间和该次喷淋时间，
当到达设定时间以后，各生物反应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下展开，展开完全后，对应红色位置信号灯开启，植物/益生复合液供给单元给各模块生物活性基质上微生物补充营养液和生长因子，喷淋持续时间结束后，该单元结束工作，各生物反应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下开始由下往上依次折叠，恢复到初始状态，对应绿色位置信号灯开启。
95.智能控制模式2：
96.s1：室内某种恶臭气体浓度达到设定上限值时候，高敏度恶臭气体检测仪将信号传输至控制柜，控制柜将信号传输到警报铃，警报铃发出声音提醒。
97.s2：当信号传输到警报铃时，控制柜向多层可折叠协同生化单元发出启动指令，警报铃自动关闭。
98.s3：所有微型电动葫芦开始启动，各生物反应模块的单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下由上往下依次展开，待生物活性基质展开完全后，红色位置信号灯开启，信号传回控制柜。
99.s4：控制柜向气流定向引导单元发出启动指令，该单元负压风机以设置好的风速启动，使室内空间靠近负压风机一侧呈负压状态，内部气体向负压风机侧流动，外界空气从通气口、通气窗进入室内，室内恶臭气体在外界空气推动和内部负压风机协同作用下，依次经过各生物反应模块的生物活性基质后由负压风机排出室外；恶臭气体依次通过生物活性基质过程中，利用不同生物反应模块中生物活性基质上面附着生长的真菌和细菌微生物吸收和生物降解恶臭气体中的不同成分。恶臭气体中的异味分子穿过生物活性基质，与基质表面形成的生物膜充分接触，被微生物吸收、氧化与分解，最终转换成二氧化碳、水、无机盐、矿物质等，从而达到去除恶臭气体的目的。
100.s5：当恶臭气体浓度值低于上限值时间10min时，高敏度恶臭气体检测仪将信号传输至控制柜，控制柜向气流定向引导单元发出结束工作指令，负压风机关闭以后，控制柜向多层可折叠协同生化单元发出结束工作指令，各生物反应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下由下往上依次折叠恢复初始状态，绿色位置信号灯开启，除臭过程结束；经过处理后由负压风机排出室外的恶臭气体浓度满足《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)中规定的要求。
101.s6：控制柜上定时设置好植物/益生复合液供给单元启动的时间和该次喷淋时间，当到达设定时间以后，各生物反应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下展开，展开完全后，对应红色位置信号灯开启，植物/益生复合液供给单元给各模块生物活性基质上的微生物补充营养液和生长因子，喷淋持续时间结束后，该单元结束工作，各生物反应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下开始由下往上依次折叠，恢复到初始状态，对应绿色位置信号灯开启。
102.当控制柜采取人工控制时，按下控制柜上人工控制切换键：
103.s1：室内某种恶臭气体浓度达到设定上限值时候，高敏度恶臭气体检测仪将信号传输至控制柜，控制柜将信号传输到警报铃，警报铃发出声音提醒。
104.s2：当信号传输到警报铃时，手动关闭警报铃；以恶臭气体监测模块中对应恶臭气体的浓度为根据，手动点击控制柜多层可折叠协同生化模块上对应生物反应模块中生物活性基质的启动键；
105.s3：对应生物反应模块中微型电动葫芦开始启动，该模块生物活性基质在其控制下由上往下依次展开，待生物活性基质展开完全后，红色位置信号灯开启；
106.s4：手动向控制柜按下气流定向引导单元启动键，调节风速数值，该单元负压风机启动，使室内空间靠近负压风机一侧呈负压状态，内部气体向负压风机侧流动，外界空气从通气口、通气窗进入室内，室内恶臭气体在外界空气推动和内部负压风机协同作用下，经过对应模块的生物活性基质后由负压风机排出室外；恶臭气体通过生物活性基质过程中，利用该模块生物活性基质上面附着生长的真菌或细菌微生物吸收和生物降解恶臭气体中对应的成分。恶臭气体中的异味分子穿过生物活性基质，与基质表面形成的生物膜充分接触，被微生物吸收、氧化与分解，最终转换成二氧化碳、水、无机盐、矿物质等，从而达到去除恶臭气体的目的。
107.s5：当恶臭气体浓度值低于上限值时间10min时，高敏度恶臭气体检测仪将信号传输至控制柜，手动向控制柜按下气流定向引导单元关闭键，然后按下多层可折叠式协同生化模块上对应生物反应模块中生物活性基质关闭键，之后该生物反应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下由下往上折叠恢复起始状态，绿色位置信号灯开启，除臭过程结束；经过处理后由负压风机排出室外的恶臭气体浓度满足《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)中规定的要求。
108.s6：手动点击多层可折叠式协同生化模块上各生物反应模块中生物活性基质启动按键，各生物反应模块中单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下依次由上往下展开，待展开完全时，各模块红色位置信号灯开启；手动点击控制柜上植物/益生复合液供给单元控制模块开启按键，给生物活性基质上微生物补充营养液和生长因子，喷淋持续时间结束后，手动点击植物/益生复合液供给单元控制模块关闭按键；手动点击多层可折叠式协同生化模块中各生物反应模块的生物活性基质关闭按键，各模块单元生物活性基质在微型电动葫芦的控制下依次由下往上折叠，待折叠回起始位置时，各模块绿色位置信号灯开启。
109.实施例2
110.利用实施例1的系统和方法，以某城市养殖规模为7200头猪的猪场为例，通过气流定向引导单元中的负压风机10、通气窗11、通气口12引导猪场内部的恶臭气体气流方向，使其流向并通过三个生物反应模块上的生物活性基质。恶臭气体首先通过第一模块的生物活性基质，其填料为铁氧化物陶粒，粒径分布在5-8mm之间，孔隙率在75％-85％之间，堆积密度为400-500kg/m3，其上接种的菌为thiobacillus thioparus，主要吸收和降解恶臭气体中的硫化氢和部分亲水性vocs；未被吸收的恶臭气体沿着气流方向进入第二模块的生物活性基质，其填料是以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌制备的固定化菌球，粒径分布在6-8mm，孔隙率在70％-75％之间，堆积密度为500-600kg/m3，依靠nitrosomonas对氨气和部分亲水性vocs的吸收降解作用以及壳聚糖对氨气的吸附作用，使氨气和亲水性vocs的去除效率大大提升；之后少量未被吸收的氨气、硫化氢和疏水性vocs通过第三模块的生物活性基质，其填料为木质纤维聚氨酯泡沫，粒径8-10mm之间，孔隙率≥90％，堆积密度为45-55kg/m3，上面接种的菌为sac fungi，吸收剩余的少量氨气、硫化氢以及甲硫醇为代表的疏水性vocs；经过三个生物反应模块中生物活性基质处理后的气体随负压风机10排放到室外，出气得到净化，达到《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)要求，检测结果如表1所示。
111.实施例3
112.利用实施例1的系统和方法，以某城市养殖规模为7800头猪的猪场为例，通过气流定向引导单元中的负压风机10、通气窗11、通气口12引导猪场内部的恶臭气体气流方向，使其流向并通过三个生物反应模块上的生物活性基质。恶臭气体首先通过第一模块的生物活性基质，其填料为铁氧化物陶粒，粒径分布在5-8mm之间，孔隙率在75％-85％之间，堆积密度为400-500kg/m3，其上接种的菌为thiobacillus thioparus，主要吸收和降解恶臭气体中的硫化氢和部分亲水性vocs；未被吸收的恶臭气体沿着气流方向进入第二模块的生物活性基质，其填料为木质纤维聚氨酯泡沫，粒径8-10mm之间，孔隙率≥90％，堆积密度为45-55kg/m3，上面接种的菌为sac fungi，主要吸收以甲硫醇为代表的疏水性vocs；之后剩余未被吸收的恶臭气体沿着气流方向进入第三模块的生物活性基质，其填料是以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌制备的固定化菌球，粒径分布在6-8mm，孔隙率在70％-75％之间，堆积密度为500-600kg/m3，依靠nitrosomonas对氨气和部分亲水性vocs的吸收降解作用以及壳聚糖对氨气的吸附作用，大大提高了氨气和亲水性vocs的去除效率；经过三个生物反应模块中生物活性基质处理后的气体随负压风机10排放到室外，出气得到净化，达到《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)要求，检测结果如表1所示。
113.实施例4
114.利用实施例1的系统和方法，以某城市养殖规模为6000头猪的猪场为例，通过气流定向引导单元中的负压风机10、通气窗11、通气口12引导猪场内部的恶臭气体气流方向，使其流向并通过三个生物反应模块上的生物活性基质。恶臭气体首先通过第一模块的生物活性基质，其填料为木质纤维聚氨酯泡沫，粒径8-10mm之间，孔隙率≥90％，堆积密度为45-55kg/m3，上面接种的菌为sac fungi，主要去除部分氨气、硫化氢和疏水性vocs；未被吸收的恶臭气体沿着气流方向进入第二模块的生物活性基质，其填料为铁氧化物陶粒，粒径分布在5-8mm之间，孔隙率在75％-85％之间，堆积密度为400-500kg/m3，其上接种的菌为thiobacillus thioparus，主要吸收和降解恶臭气体中的硫化氢和部分亲水性vocs；之后未被吸收的恶臭气体，主要是氨气以及部分亲水性vocs，沿着气流方向进入第三模块的生物活性基质，其填料为以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌制备的固定化菌球，粒径分布在6-8mm，孔隙率在70％-75％之间，堆积密度为500-600kg/m3，依靠nitrosomonas对氨气和部分亲水性vocs的吸收降解作用以及壳聚糖对氨气的吸附作用，大大提高了氨气和亲水性vocs的去除效率；经过三个生物反应模块中生物活性基质处理后的气体随负压风机10排放到室外，出气得到净化，达到《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)要求，检测结果如表1所示。
115.对比例1采用现有生物过滤法净化流程
116.采用现有生物过滤法净化流程，恶臭气体从滤池底部进入，在生物滤池内气体逆着营养液下渗的方向向上流动，气体由下而上经过铁氧化物陶粒、以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌制备的固定化菌球和木质纤维聚氨酯泡沫3层填料，与附着在生物滤池填料表面的生物膜接触而得以净化，净化后的气体从生物滤池上部排出。生物滤池顶部设有营养液喷淋装置，营养液通过进液装置定期喷淋以调节填料湿含量，同时为微生物生长代谢提供必需的养分。气液在填料上充分接触，恶臭气体中亲水性成分首先溶于液相，然后与滤池填料中的微生物接触并被降解，净化后的气体从排气口排出，疏水性成分被
木质纤维聚氨酯泡沫上接种的sac fungi所吸收降解，采用上述净化工艺对实施例2-4中的猪场中产生的高浓度、组分复杂的恶臭气体进行净化处理，结果如表1所示。
117.由表1可知，生物滤池对三个猪场的氨气、硫化氢、臭气浓度的去除效果有限，去除率仅在30％-45％之间，考虑是猪场收集起来的臭气浓度负荷高，超出了生物滤池中除臭微生物的除臭能力范围，因此除臭效果不好；与生物滤池相比，本发明的多层可折叠式原位除臭系统对恶臭气体具备更好的除臭效果，在不同种类除臭微生物的协同作用下，去除率均达到85％以上，经由本发明原位除臭系统处理后排出的各项恶臭气体指标均满足《恶臭污染物排放标准》(征求意见稿)中规定的各项恶臭气体的排放要求。因此，本发明原位除臭系统对恶臭气体具备优异的除臭能力。
118.表1实施例2-实施例4和对比例1对恶臭气体的净化处理结果表
119.
技术特征：
1.一种用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，包括气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元、植物/益生复合液供给单元和可切换式智能人工一体化控制单元；所述气流定向引导单元用于引导恶臭气体流动方向，使其流向多层可折叠式协同生化单元；所述多层可折叠式协同生化单元包括三个生物反应模块，第一个生物反应模块的生物活性基质中填料为铁氧化物陶粒，接种thiobacillus thioparus；第二个生物反应模块的生物活性基质中填料为以壳聚糖-海藻酸钠为载体，以nitrosomonas为靶菌通过嵌入方式制备的固定化菌球；第三个生物反应模块的生物活性基质中填料为木质纤维聚氨酯泡沫，接种sac fungi；所述植物/益生复合液供给单元用于为多层可折叠式协同生化单元中接种的微生物提供营养液和生长因子，提供微生物进行代谢活动所需的能量和物质；所述可切换式智能人工一体化控制单元与气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元、植物/益生复合液供给单元相连接，能自动接收、分析以上三个单元传来的信息，并控制单元的运行。2.根据权利要求1所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述气流定向引导单元包括负压风机(10)、通气窗(11)、通气口(12)、集气布(17)和集气框架(18)，所述负压风机(10)和通气口(12)相对设于除臭系统两侧，通气口(12)位于除臭系统镜像位置一侧，负压风机(10)位于紧挨除臭系统一侧，所述通气窗(11)设于通气口(12)两侧，所述集气框架(18)设于通气口(12)四周，集气布(17)固定于集气框架(18)上。3.根据权利要求1所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述多层可折叠式协同生化单元包括支撑组件和生物反应模块，所述支撑组件包括钢索(1)、微型电动葫芦(2)和钢结构支架(3)，所述微型电动葫芦(2)安装于钢结构支架(3)顶部，通过钢索(1)与生物反应模块相连接，用于控制生物反应模块中单元生物活性基质(4)的折叠与展开。4.根据权利要求3所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述生物反应模块共有三个，每个模块由多层的单元生物活性基质(4)所构成，所述单元生物活性基质(4)包括生物活性基质框架(5)、滑轨(6)和生物活性基质块(7)，所述滑轨(6)安装在生物活性基质框架(5)的两侧，用于连接同模块相邻层的单元生物活性基质(4)，以此来控制同模块相邻层的单元生物活性基质(4)的折叠与展开；所述生物活性基质块(7)设于生物活性基质框架(5)内，包括不锈钢网片(8)和填料区(9)，所述填料区(9)位于不锈钢网片(8)之间，内部填满填料。5.根据权利要求3所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述植物/益生复合液供给单元，包括液体输出终端(13)、给水管a(14)、加液箱(15)和给水管b(16)，所述液体输出终端(13)和加液箱(15)通过给水管b(16)连接，管道上设有电磁阀b、止回阀和离心泵；所述加液箱(15)和给水管a(14)相连接，给水管a(14)上依次设有电磁阀a、管道加热器和膜过滤器，所述加液箱(15)内部侧面设有高水位传感器、低水位传感器和加热棒，底部设有搅拌器和排污口，所述液体输出终端(13)设于多层可折叠式协同生化单元内的三个生物反应模块之间。6.根据权利要求3所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述可切换式智能人
工一体化控制单元包括实时监测预警单元、信息智能处理单元和远程智能控制单元，所述实时监测预警单元用于实时监测除臭系统所在室内的恶臭气体浓度，并将恶臭气体浓度数值反馈到信息智能处理单元中，所述信息智能处理单元用于分析并处理来自各单元的信息，所述远程智能控制单元具有远程传输模式，能实时监测气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元、植物/益生复合液供给单元上所传来的各项指标。7.根据权利要求6所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述实时监测预警单元包括高敏度恶臭检测仪和警报铃。8.根据权利要求6所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述信息智能处理单元为控制柜，所述控制柜包括总开关、plc和触摸显示屏，其功能包括人工/智能切换模块、多层可折叠式协同生化模块、负压风机运行模块、植物/益生复合液供给单元控制模块、恶臭气体监测模块、加液箱控制模块、电磁阀控制模块、警报铃模块和温/湿度监测模块。9.根据权利要求1所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述第一个生物反应模块中生物活性基质的铁氧化物陶粒的粒径为5-8mm，孔隙率为75-85％，堆积密度为400-500kg/m3；第二个生物反应模块中生物活性基质的固定化菌球的粒径为6-8mm，孔隙率为70-75％，堆积密度为500-600kg/m3；第三个生物反应模块中生物活性基质的木质纤维聚氨酯泡沫粒径为8-10mm，孔隙率≥90％，堆积密度为45-55kg/m3。10.根据权利要求1所述多层可折叠式原位除臭系统，其特征在于，所述恶臭气体包括硫化氢、氨、甲基胺和甲硫醇为代表物质的气体，所述多层可折叠式原位除臭系统应用于产生恶臭气体的场所，为养殖场、垃圾处理厂或污水处理厂的室内空间。

技术总结
本发明公开了一种用于去除恶臭气体的多层可折叠式原位除臭系统，包括气流定向引导单元、多层可折叠式协同生化单元、植物/益生复合液供给单元和可切换式智能人工一体化控制单元；气流定向引导单元用于引导恶臭气体流向多层可折叠式协同生化单元；多层可折叠式协同生化单元用于去除恶臭气体；植物/益生复合液供给单元为多层可折叠式协同生化单元上的微生物提供营养液和生长因子；可切换式智能人工一体化控制单元与以上三个单元相连接，能自动接收、分析以上三个单元传来的信息，并控制单元的运行。本发明多层可折叠式原位除臭系统处理效率高、运行费用低且系统运行稳定性好，不需进行传输和收集即可实现恶臭气体的原位处理。进行传输和收集即可实现恶臭气体的原位处理。进行传输和收集即可实现恶臭气体的原位处理。


技术研发人员：刘建伟 丁殿岗 李江丽 田洪钰
受保护的技术使用者：北京中科环境科技有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/9/26