專利名稱：一種新型的處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物的好氧顆粒污泥反應(yīng)器的工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的處理方法和設(shè)備，具體為好氧顆粒污泥處理
有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，工業(yè)有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣污染問題日 益受到世界各國研究機(jī)構(gòu)和廣大公民的重視。含揮發(fā)性有機(jī)物的廢氣常具有來源復(fù)雜、分 布廣泛等特點(diǎn)，強(qiáng)烈的腐蝕性、劇毒性、致癌性的含揮發(fā)性有機(jī)物對環(huán)境、動植物生長和人 類健康具有極大的影響和危害。許多發(fā)達(dá)國家都頒布了相應(yīng)的法令，限制有毒揮發(fā)性有機(jī) 物的排放。我國1997年頒布并實施的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中，限定了 33種污染物 的排放限值，其中包括苯、苯酚、甲苯、二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)物。 目前，凈化有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的常規(guī)技術(shù)如燃燒法、吸附法、溶液吸收法、電 暈法、冷凝法以及一些常規(guī)的生物工藝，常存在處理效率低、能耗高、存在次生性污染問題 等多種缺陷。難以高效、安全、廉價地凈化有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣；近年來，逐漸發(fā)展起來的 新型有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣污染控制技術(shù)，如微波催化氧化、膜基吸收凈化、納米材料凈化 等技術(shù)，可高效處理廢氣中有毒揮發(fā)性有機(jī)物，但因處理工藝對設(shè)備和材料要求高，應(yīng)用困 難。因此急待研發(fā)操作簡單、應(yīng)用方便、處理效率高的新型有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣處理工藝 和裝備，以滿足有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣污染控制的需要。 好氧顆粒污泥技術(shù)是近10年來發(fā)展的新型生物處理技術(shù)。好氧顆粒污泥生物處 理工藝具有占地面積小、反應(yīng)器容積負(fù)荷高、剩余污泥排放量少、高有毒有機(jī)物耐受性的特 點(diǎn)，在高濃度工業(yè)及有毒有害有機(jī)物處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。 本發(fā)明將好氧顆粒污泥反應(yīng)器用于含有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的處理，廢氣中有毒 揮發(fā)性有機(jī)物在反應(yīng)器中經(jīng)水溶液凈化吸收和微生物降解，實現(xiàn)廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物的高 效去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、能耗低、處理效率高、工藝穩(wěn)定性 強(qiáng)的有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣生物處理工藝和裝置。 具體來說，本發(fā)明為好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置，其 特征在于處理裝置由進(jìn)氣系統(tǒng)，好氧顆粒污泥反應(yīng)器，進(jìn)、排水系統(tǒng)和時間程序控制器組 成。處理工藝采用序批式操作方式，按如下步驟進(jìn)行 a)首先，通過進(jìn)水泵將僅含有微量元素的水溶液注入好氧顆粒污泥反應(yīng)器至設(shè)定 水位； b)然后，開啟廢氣進(jìn)氣電磁閥和空氣泵，廢氣經(jīng)空氣泵氣流夾帶或直接進(jìn)入好氧 顆粒污泥反應(yīng)器；在反應(yīng)器中，廢氣中有毒揮發(fā)性有機(jī)物被水溶液凈化吸收轉(zhuǎn)移至水相，并
3最終被好氧顆粒污泥微生物降解去除，處理后廢氣經(jīng)排氣口排放。
c)最后，關(guān)閉廢氣進(jìn)氣電磁閥和空氣泵，反應(yīng)器沉淀、排水。
整個操作過程由時間程序控制器控制完成。 上述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。其特征在于單循環(huán)內(nèi)各部分操作的時間為進(jìn)水15min、廢氣進(jìn)氣處理212min、沉淀3-5min、排水10min。
上述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。其特征在于處理裝置采用好氧顆粒污泥反應(yīng)器，反應(yīng)器為柱形，高徑比10，廢氣從底部進(jìn)入反應(yīng)器，直接為反應(yīng)器內(nèi)泥水混合提供湍動力，節(jié)省了能耗。 上述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。其特征在于以廢氣中有毒揮發(fā)性有機(jī)物作為好氧顆粒污泥微生物唯一碳源，進(jìn)水中僅添加微生物生長必須的氮、磷等營養(yǎng)元素，反應(yīng)后排水經(jīng)適量補(bǔ)充營養(yǎng)元素后可重復(fù)使用。 上述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。其特征在于好氧顆粒污泥反應(yīng)器中氣液比為99-353，氣流上升速率0. 7-2. 4cm/s。 上述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。其特征在于處理裝置有毒揮發(fā)性有機(jī)物處理負(fù)荷0. 5-2. 0kg/mVd。 上述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。其特征在于好氧顆粒污泥反應(yīng)器中好氧顆粒污泥，可在4t:儲存閑置至少60天，再次使用時，5天內(nèi)有毒揮發(fā)性有機(jī)物降解性能可恢復(fù)至閑置前的水平。 上述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。其特征在于實現(xiàn)了廢氣中有毒揮發(fā)性有機(jī)物的高效去除，排出尾氣中無有毒揮發(fā)性有機(jī)物。


圖1為本發(fā)明所述的有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣好氧顆粒污泥處理裝置示意圖。
1-廢氣進(jìn)氣管路，2-廢氣電磁閥，3-廢氣進(jìn)氣流量計，4-總氣體流量計，5-空氣流量計，6-空氣進(jìn)氣閥，7_空氣泵，S-進(jìn)氣采樣口，9_曝氣頭，10-好氧顆粒污泥反應(yīng)器，11-排氣口 ， 12-尾氣取樣口 ， 13-排水閥，14-排水泵，15-進(jìn)水閥，16-進(jìn)水泵，17-儲水箱，18-時間程序控制器。
具體實施例方式
本裝置采用序批式操作方式。首先，通過進(jìn)水泵16將儲水箱17中只添加微生物生長必要營養(yǎng)元素的水溶液經(jīng)進(jìn)水閥15注入好氧顆粒污泥反應(yīng)器10至設(shè)定水位，進(jìn)水時間15min ;然后，開啟廢氣電磁閥2，并視廢氣流量和廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物濃度考慮是否開啟空氣泵7，廢氣流量和空氣流量分別由廢氣流量計3和空氣流量計5控制，總氣體流量由總氣體流量計4控制，好氧顆粒污泥反應(yīng)器內(nèi)氣液比99-353，反應(yīng)器進(jìn)氣揮發(fā)性有機(jī)物負(fù)荷0. 5-2. 0kg/mVd，反應(yīng)時間212min ;反應(yīng)結(jié)束，關(guān)閉廢氣進(jìn)氣電磁閥2和空氣泵7，反應(yīng)器沉淀3-5min，水溶液經(jīng)排水閥13，由排水泵14排回儲水箱17，排水時間10min，整個操作過程由時間程序控制器18控制完成。
實施例1 : 利用上述實施方式處理模擬含苯酚廢氣。反應(yīng)器高徑比20，廢氣中苯酚濃度21-24mg/L，氣液比170，氣體上流速率1. 2cm/s，反應(yīng)器內(nèi)好氧顆粒污泥濃度6. 01 ±0. 27g/L，進(jìn)水15min，反應(yīng)212min，沉淀3min，排水10min，整個反應(yīng)期間，反應(yīng)器排出尾氣中無苯酚，水溶液中苯酚最終降解率99. 57%。
實施例2 : 利用上述實施方式處理模擬含苯酚廢氣。反應(yīng)器高徑比20，廢氣中苯酚濃度13-15mg/L，進(jìn)氣苯酚負(fù)荷1.5kg/m3 d，氣液比353，氣體上流速率2. 4cm/s，反應(yīng)器內(nèi)好氧顆粒污泥濃度6. 72±0. 34g/L，進(jìn)水15min，反應(yīng)212min，沉淀3min，排水10min，整個反應(yīng)期間，反應(yīng)器排出尾氣中無苯酚，水溶液中苯酚降解率99. 98%。將反應(yīng)器中好氧顆粒污泥取出，于4t:儲存閑置60天后，重新置于反應(yīng)器中，按上述實施方式處理含苯酚廢氣，5天后好氧顆粒污泥對苯酚廢氣的降解性能恢復(fù)至閑置前水平。
權(quán)利要求
一種新型的處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物的好氧顆粒污泥反應(yīng)器的工藝和裝置。其特征在于處理裝置由進(jìn)氣系統(tǒng)，好氧顆粒污泥反應(yīng)器，進(jìn)、排水系統(tǒng)和時間程序控制器組成。處理工藝采用序批式操作方式，按如下步驟進(jìn)行a)首先，通過進(jìn)水泵將僅含有微量元素的水溶液注入好氧顆粒污泥反應(yīng)器至設(shè)定水位；b)然后，開啟廢氣進(jìn)氣電磁閥和空氣泵，廢氣經(jīng)空氣泵夾帶進(jìn)入好氧顆粒污泥反應(yīng)器，在反應(yīng)器中，廢氣中有毒揮發(fā)性有機(jī)物經(jīng)水溶液凈化吸收，并最終被好氧顆粒污泥降解去除，處理后廢氣經(jīng)排氣口排放。c)最后，關(guān)閉廢氣進(jìn)氣電磁閥和空氣泵，反應(yīng)器沉淀、排水。整個操作過程由時間控制器控制完成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。 其特征在于每個單循環(huán)內(nèi)各部分操作的時間為進(jìn)水15min、廢氣進(jìn)氣處理212min、沉淀 3-5min、排水10min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。 其特征在于處理裝置采用好氧顆粒污泥反應(yīng)器，反應(yīng)器為柱形，高徑比IO，廢氣從底部進(jìn) 入反應(yīng)器，直接為反應(yīng)器內(nèi)泥水混合提供湍動力，節(jié)省了能耗。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝 置。其特征在于以廢氣中有毒揮發(fā)性有機(jī)物做為好氧顆粒污泥微生物唯一碳源，進(jìn)水中僅 添加微生物生長必須的氮、磷等營養(yǎng)元素，反應(yīng)后排水經(jīng)適量補(bǔ)充營養(yǎng)元素后可重復(fù)使用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝 置。其特征在于好氧顆粒污泥反應(yīng)器中氣液比為99-353，氣流上升速率0. 7-2. 4cm/s。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。其 特征在于處理裝置有毒揮發(fā)性有機(jī)物處理負(fù)荷0. 5-2. 0kg/mVd。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝 和裝置。其特征在于好氧顆粒污泥反應(yīng)器中好氧顆粒污泥，可在4t:儲存閑置至少60天， 再次使用時，5天內(nèi)有毒揮發(fā)性有機(jī)物降解性能可恢復(fù)至閑置前的水平。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所述的好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的 工藝和裝置。其特征在于實現(xiàn)了廢氣中有毒揮發(fā)性有機(jī)物的高效去除，排出尾氣中無有毒 揮發(fā)性有機(jī)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種好氧顆粒污泥處理有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝和裝置。處理裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)，好氧顆粒污泥反應(yīng)器，進(jìn)、排水系統(tǒng)和時間程序控制器。裝置采用序批式操作方式。首先，進(jìn)水泵16將含有營養(yǎng)元素的水溶液注入好氧顆粒污泥反應(yīng)器10至設(shè)定水位；然后，開啟廢氣電磁閥2，廢氣經(jīng)空氣泵4氣流夾帶或直接進(jìn)入好氧顆粒污泥反應(yīng)器10，在反應(yīng)器中，廢氣中有毒揮發(fā)性有機(jī)物被水溶液凈化吸收，并最終被好氧顆粒污泥降解去除，處理后廢氣經(jīng)出氣口11排放；反應(yīng)結(jié)束，關(guān)閉廢氣電磁閥3，反應(yīng)器沉淀，排水，整個操作過程由時間程序控制器18控制完成。本發(fā)明將好氧顆粒污泥反應(yīng)器用于有毒揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的處理，實現(xiàn)了廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物的高效去除。
文檔編號B01D53/80GK101732975SQ20091025057
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者宋永會, 曾萍, 趙利國, 邱光磊, 都基峻 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院