揮發(fā)性有機(jī)廢氣高標(biāo)準(zhǔn)排放氣質(zhì)濃度的治理裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種揮發(fā)性有機(jī)廢氣高標(biāo)準(zhǔn)排放氣質(zhì)濃度的治理裝置，包括阻火器、水洗塔、高效生物反應(yīng)塔和除霧裝置，高效生物反應(yīng)塔內(nèi)自下而上設(shè)有多點(diǎn)式布?xì)饪?、填料承托裝置、生物填料層和營(yíng)養(yǎng)液霧化噴嘴，生物填料層包括骨架、聚氨酯泡沫填料和生物膜；廢氣經(jīng)水洗預(yù)處理后，經(jīng)離心風(fēng)機(jī)負(fù)壓吸入高效生物反應(yīng)塔內(nèi)，處理合格后經(jīng)除霧達(dá)標(biāo)排放。本實(shí)用新型首次采用揮發(fā)性有機(jī)廢氣馴化培養(yǎng)專性菌群，利用菌種的專一性和高效性降解廢氣中的有機(jī)污染物。本實(shí)用新型進(jìn)氣均勻，避免流速過(guò)快至生物填料層上附著的活性菌膜層脫落，污染物去除效果穩(wěn)定，去除率高達(dá)99％以上，且不受廢氣排放種類及企業(yè)工作連續(xù)性的限制。
【專利說(shuō)明】
揮發(fā)性有機(jī)廢氣高標(biāo)準(zhǔn)排放氣質(zhì)濃度的治理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于廢氣治理技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種揮發(fā)性有機(jī)廢氣的凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 揮發(fā)性有機(jī)廢氣（簡(jiǎn)稱VOCs)排放源和污染物種類很多，主要成分包括控類、面代 控、氧控和氮控等。運(yùn)些污染物質(zhì)物理和化學(xué)性質(zhì)非常復(fù)雜，毒性也不盡相同，運(yùn)些也成為 了 VOCs治理困難的原因所在。
[0003] 目前，揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理技術(shù)有活性炭吸附法、催化燃燒法、催化氧化法、酸堿 中和法、等離子法等。其中吸附法、吸收法、催化燃燒法是傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣治理技術(shù)，也是目 前應(yīng)用最廣泛的實(shí)用治理技術(shù)。具體比較如表1所示：
[0004] 表 1
[0005]
[0006] 無(wú)論是廣泛采用的傳統(tǒng)處理方法，還是新開(kāi)發(fā)的處理技術(shù)，由于其適用范圍、去除 性能、投資運(yùn)行費(fèi)用等多方面因素，皆制約了處理技術(shù)的應(yīng)用和處理效果，并不能滿足揮發(fā) 性有機(jī)廢氣的長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。隨著目前揮發(fā)性有機(jī)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，現(xiàn)有技術(shù)已 經(jīng)很難滿足工企業(yè)的治理要求。因此，研發(fā)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的高標(biāo)準(zhǔn)排放氣質(zhì)濃度的有效 處理技術(shù)迫在眉睫。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種能夠達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)排放要求的揮發(fā)性有機(jī) 廢氣治理裝置，使用該裝置不但能夠高效去除廢氣中的有機(jī)污染物，而且運(yùn)行費(fèi)用低廉，設(shè) 備操作簡(jiǎn)單，對(duì)工人技術(shù)水平要求低，能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，排放氣質(zhì)濃度滿足高標(biāo)準(zhǔn)要 求，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出到的一種揮發(fā)性有機(jī)廢氣高標(biāo)準(zhǔn)排放氣 質(zhì)濃度的治理裝置，包括阻火器和水洗塔，所述阻火器的出口與所述水洗塔的廢氣進(jìn)氣口 相連，所述水洗塔的進(jìn)水口和排水口連接至一循環(huán)水池，所述水洗塔的排氣口連接至一高 效生物反應(yīng)塔，所述高效生物反應(yīng)塔的下部設(shè)有多點(diǎn)式布?xì)饪?，每平方米不少?個(gè)進(jìn)氣 口，每個(gè)進(jìn)氣口處均設(shè)有氣體分布器，所述高效生物反應(yīng)塔的中部設(shè)有填料承托裝置，所述 填料承托裝置上設(shè)有生物填料層，所述生物填料層包括多片塑料骨架、多片聚氨醋泡沫填 料和懸掛在聚氨醋泡沫填料之間的生物膜，所述高效生物反應(yīng)塔內(nèi)填充的塑料骨架與聚氨 醋泡沫填料按照體積比為1:1~2:1考慮，所述生物膜為根據(jù)廢氣實(shí)際污染物情況馴化培養(yǎng) 生成的專性菌群，所形成的菌群的種屬因廢氣污染物種類不同而不同；所述高效生物反應(yīng) 塔的上部設(shè)有霧化噴嘴，所述高效生物反應(yīng)塔的底部設(shè)有排液口，所述霧化噴嘴和所述排 液口均與一營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)水池連接，所述營(yíng)養(yǎng)液選擇含氮或含憐的無(wú)機(jī)鹽溶液，所述高效生 物反應(yīng)塔的頂部設(shè)有排氣口，所述排氣口與一除霧裝置的進(jìn)氣口相連，所述除霧裝置的排 氣口經(jīng)一離屯、風(fēng)機(jī)后連接至高空排放煙畫。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0010] 揮發(fā)性有機(jī)廢氣多W甲苯等低沸點(diǎn)物質(zhì)為主，本實(shí)用新型中首次利用揮發(fā)性有機(jī) 廢氣直接馴化培養(yǎng)專性菌群，其培養(yǎng)條件為常規(guī)條件，利用菌種的專一性和高效性降解廢 氣中的有機(jī)污染物。本方法對(duì)廢氣中污染物的去除效果穩(wěn)定，去除率高達(dá)99% W上，且不受 廢氣排放種類及企業(yè)工作連續(xù)性的限制。本實(shí)用新型的高效生物反應(yīng)可W高效率的去除廢 氣中的有機(jī)污染物，排放濃度穩(wěn)定，與其他生物法比較，省掉了噴加或是浸泡培養(yǎng)菌種的過(guò) 程，同時(shí)直接培養(yǎng)的生物膜更不容易脫落，專屬性更強(qiáng)，降解效率更高，同時(shí)并徹底解決了 傳統(tǒng)工藝揮發(fā)性有機(jī)廢氣排放濃度不穩(wěn)定，吸收劑二次污染等問(wèn)題，工藝操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)， 運(yùn)行可靠，對(duì)工人技術(shù)水平要求不高，可控性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型揮發(fā)性有機(jī)廢氣高效生物反應(yīng)工藝流程示意圖
[0012] 圖2是本實(shí)用新型高效生物反應(yīng)塔的基本結(jié)構(gòu)示意圖
[0013] 圖中；
[0014] 1-阻火器，2-水洗塔，3-進(jìn)氣口，4-噴淋裝置，5-高效生物反應(yīng)塔，6-多點(diǎn)式布?xì)?口，7-填料承托裝置，8-混合填料，9-霧化噴嘴，10-除霧裝置，11-離屯、風(fēng)機(jī)，12-煙畫。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的 具體實(shí)施例僅對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行解釋說(shuō)明，并不用W限制本實(shí)用新型。
[0016] 如圖2所示，本實(shí)用新型提出的一種揮發(fā)性有機(jī)廢氣高標(biāo)準(zhǔn)排放氣質(zhì)濃度的治理 裝置，包括阻火器1和水洗塔2，所述阻火器1的出口與所述水洗塔2的廢氣進(jìn)氣口 3相連，其 特征在于，所述水洗塔2的進(jìn)水口和排水口連接至一循環(huán)水池，所述水洗塔2的排氣口連接 至一高效生物反應(yīng)塔5,所述高效生物反應(yīng)塔5的下部設(shè)有多點(diǎn)式布?xì)饪?6,每平方米不少于 1個(gè)進(jìn)氣口，每個(gè)進(jìn)氣口處均設(shè)有氣體分布器，W保證進(jìn)氣的均勻性，所述高效生物反應(yīng)塔5 的中部設(shè)有填料承托裝置7，填料承托裝置7采用耐腐蝕材料，所述填料承托裝置7上設(shè)有生 物填料層8,所述生物填料層8包括多片塑料骨架、多片聚氨醋泡沫填料和懸掛在聚氨醋泡 沫填料之間的生物膜，所述高效生物反應(yīng)塔5內(nèi)填充的塑料骨架與聚氨醋泡沫填料按照體 積比為1:1~2:1考慮，所述生物膜為根據(jù)廢氣實(shí)際污染物情況馴化培養(yǎng)生成的專性菌群， 所形成的菌群的種屬因廢氣污染物種類不同而不同，在馴化培養(yǎng)生物菌群時(shí)，溫度不高于 35°C為宜。所述高效生物反應(yīng)塔5的上部設(shè)有霧化噴嘴9,所述高效生物反應(yīng)塔5的底部設(shè)有 排液口，所述霧化噴嘴9和所述排液口均與一營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)水池連接，所述高效生物反應(yīng)塔5 的頂部設(shè)有排氣口，所述排氣口與一除霧裝置10的進(jìn)氣口相連，所述除霧裝置10的排氣口 經(jīng)一離屯、風(fēng)機(jī)11后連接至高空排放煙畫12。
[0017]所述營(yíng)養(yǎng)液選擇含氮或含憐的無(wú)機(jī)鹽溶液，如尿素、憐酸氨鐘和堿溶液中的一種 或幾種;其中，營(yíng)養(yǎng)液的投加比例，按照污染物濃度含C量與氮N和憐P的比值C:N:P= 100:5: 1考慮;為保證細(xì)菌的有效繁殖，需保證循環(huán)營(yíng)養(yǎng)液的抑，pH值范圍在6~9之間。如表2所示。 [001引 表2
[0019]
[0020]
[0021]如圖1所示，采用上述揮發(fā)性有機(jī)廢氣高標(biāo)準(zhǔn)排放氣質(zhì)濃度的治理裝置的方法，主 要包括:廢氣經(jīng)過(guò)水洗塔2水洗預(yù)處理之后，經(jīng)離屯、風(fēng)機(jī)負(fù)壓吸入高效生物反應(yīng)塔5內(nèi)，廢氣 處理合格后經(jīng)過(guò)除霧裝置10達(dá)標(biāo)排放。本實(shí)用新型中高效生物反應(yīng)塔5中采用多點(diǎn)布廢氣 方式，保證了進(jìn)氣的均勻性，避免流速過(guò)快破壞掉生物填料層上附著的活性菌膜層。生物填 料層采用聚氨醋泡沫填料與塑料填料混合，塑料填料作為聚氨醋泡沫填料的骨架，保證聚 氨醋泡沫填料之間有足夠的空間掛生物膜，形成菌液層，并W此提高菌液層與廢氣的接觸 面積和反應(yīng)時(shí)間，保證系統(tǒng)對(duì)有機(jī)廢氣的凈化效率。營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)霧化噴嘴9的霧化噴嘴噴出， 營(yíng)養(yǎng)液主要是用于促進(jìn)高效菌群的生長(zhǎng)。具體步驟如下：
[0022] 步驟一、有機(jī)廢氣的水洗預(yù)處理:采用傳統(tǒng)的水洗方式，水洗塔2內(nèi)設(shè)置噴淋裝置 4，有機(jī)廢氣進(jìn)入水洗塔內(nèi)自下而上流動(dòng)，與霧化后的水洗噴淋液接觸，經(jīng)氣液兩相混溶，初 步降低有機(jī)廢氣中有機(jī)污染物的濃度，負(fù)壓吸入高效生物反應(yīng)塔中；本實(shí)用新型中水洗噴 淋液采用自來(lái)水或回用水，并且循環(huán)使用。
[0023] 步驟二、生物反應(yīng):有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)水洗塔后進(jìn)入高效生物反應(yīng)塔內(nèi)，經(jīng)處理后進(jìn)入 除霧裝置。自設(shè)置在高效生物反應(yīng)塔下部的多個(gè)進(jìn)氣口處的氣體分布器進(jìn)入高效生物反應(yīng) 塔中，并自下而上流動(dòng);與此同時(shí)，營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)霧化噴嘴霧化后將生物菌群生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)通過(guò)霧化噴淋的方式充分淋灑在生物填料層表面，保證營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與生物填料層的充分 接觸;經(jīng)過(guò)生物填料層未反應(yīng)完全的有機(jī)廢氣中的有機(jī)污染物部分溶于噴淋液中，由氣相 轉(zhuǎn)移至液相中，從而降低了廢氣中的有機(jī)污染物濃度。
[0024] 高效生物反應(yīng)塔是本實(shí)用新型的核屯、部分，其結(jié)構(gòu)如圖2中所示，高效生物反應(yīng)塔 5內(nèi)自下而上包括多點(diǎn)式布?xì)庋b置、填料承托裝置7、生物填料層8、霧化噴嘴9。其中，反應(yīng)塔 進(jìn)氣口采用多點(diǎn)式布?xì)?，每平方米不少?個(gè)進(jìn)氣口，每個(gè)進(jìn)氣口設(shè)置氣體分布器，主要用 于提高廢氣布?xì)饩鶆蛐裕岣邚U氣與生物填料層的接觸時(shí)間和均勻性。生物填料層中聚氨 醋泡沫與塑料填料(骨架）的混合比例在2~1之間，需要根據(jù)有機(jī)廢氣的性質(zhì)和濃度調(diào)節(jié)， 當(dāng)廢氣濃度較高(按非甲燒類總控濃度考慮，當(dāng)非甲燒類總控濃度高于500mg/m3)時(shí)按照高 比例執(zhí)行。其中，塑料填料作為聚氨醋泡沫填料的骨架，保證聚氨醋泡沫填料之間有足夠的 空間掛生物膜，形成菌種層，并W此提高菌種層與廢氣的接觸面積和反應(yīng)時(shí)間，保證系統(tǒng)對(duì) 有機(jī)廢氣的凈化效率。
[0025] 營(yíng)養(yǎng)液自流至營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)水池中，利用循環(huán)水累提升至霧化噴嘴9，營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)霧化 后與生物填料層8表面接觸，促進(jìn)生物菌群的生長(zhǎng)，保證高效生物菌群的有效量，提高系統(tǒng) 的有機(jī)污染物的降解效率。循環(huán)水池的噴淋液循環(huán)使用，營(yíng)養(yǎng)液根據(jù)生物菌群的量不定期 補(bǔ)充即可。其中，霧化噴嘴9的作用主要有W下幾個(gè)方面:一是將生物菌群生長(zhǎng)所需要的營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)霧化噴淋的方式充分淋灑在生物填料層8表面，保證營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與生物填料層8的 充分接觸;二是將經(jīng)過(guò)生物填料層8未反應(yīng)完全的廢氣中的有機(jī)污染物部分溶于噴淋液中， 由氣相轉(zhuǎn)移至液相中，進(jìn)一步降低廢氣中的污染物濃度。主要原理是:將廢氣中的有機(jī)污染 物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)馴化培養(yǎng)降解廢氣中有機(jī)污染物的專性菌群，從而降低廢氣中的有機(jī)污染 物濃度。其中，營(yíng)養(yǎng)液只是作為生物生長(zhǎng)過(guò)程中的補(bǔ)充劑，W此保證生物量和生物活性。 [00%]步驟=、除霧后排出：經(jīng)過(guò)生物反應(yīng)處理后的廢氣進(jìn)入除霧裝置進(jìn)行除霧，主要是 防止水分進(jìn)入風(fēng)機(jī)，特別是冬季管道中常出現(xiàn)冷凝水，可W通過(guò)除霧裝置排出。
[0027] 廢氣經(jīng)過(guò)W上系列凈化處理后，達(dá)標(biāo)后經(jīng)煙畫排放至高空。循環(huán)水池中儲(chǔ)存自來(lái) 水或回用水，營(yíng)養(yǎng)液根據(jù)需要補(bǔ)充至營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)水池中，利用累提升進(jìn)行循環(huán)使用，定期 (每季度或每半年)對(duì)循環(huán)水池內(nèi)循環(huán)液測(cè)定，當(dāng)污染物濃度COD高于1500mg/L時(shí)，排放少量 部分循環(huán)液至污水處理系統(tǒng)。通常，循環(huán)水池W補(bǔ)充循環(huán)液為主。
[0028] 實(shí)施例:選用來(lái)自化學(xué)合成制藥工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程，有機(jī)廢氣中主要含有甲 醇、乙醇、甲苯、二氧六環(huán)、四氨巧喃、乙酸乙醋等有機(jī)污染物，廢氣溫度為常溫。
[0029] 如圖I和圖2所示，阻火器I對(duì)廢氣進(jìn)行阻燃過(guò)濾，阻火器I的出口連接水洗塔2廢氣 進(jìn)氣口 3，廢氣自下而上流動(dòng)與上部噴淋裝置4霧化后的噴淋液混溶，噴淋液采用自來(lái)水或 廠區(qū)回用水，由循環(huán)水累提升至塔噴淋裝置4處，經(jīng)過(guò)水洗后廢氣負(fù)壓吸入高效生物反應(yīng)塔 5中，廢氣通過(guò)多點(diǎn)式布?xì)饪?6進(jìn)入反應(yīng)塔內(nèi)，廢氣自下向上流動(dòng)，按順序經(jīng)過(guò)填料承托裝置 7、生物填料層8和霧化噴嘴9。霧化噴嘴9噴淋營(yíng)養(yǎng)液，經(jīng)霧化后的營(yíng)養(yǎng)液與廢氣和生物填料 層表面充分接觸，W廢氣中有機(jī)污染物作為菌體生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)馴化培養(yǎng)后，生物填 料層上會(huì)附著生成高效菌層。填料為聚氨醋泡沫填料和塑料填料的混合填料，塑料填料作 為泡沫填料的骨架，方便生物層的形成，也作為廢氣通過(guò)的通道與高效菌層充分接觸。廢氣 經(jīng)多點(diǎn)式布?xì)饪?6后進(jìn)入高效生物反應(yīng)塔5內(nèi)，首先與生物填料層8表面的菌層充分反應(yīng)，反 應(yīng)完成后流經(jīng)生物填料層8的廢氣與營(yíng)養(yǎng)液再次碰撞，二次反應(yīng)，廢氣達(dá)標(biāo)后流經(jīng)除霧裝置 10除霧，經(jīng)離屯、風(fēng)機(jī)11后送至煙畫12后高空排放。本實(shí)施例中采用的營(yíng)養(yǎng)液為1%濃度的尿 素和氨氧化鋼堿溶液，氨氧化鋼溶液投加量W抑值作為考核，當(dāng)抑=7 ±0.5時(shí)表示藥劑投 加量符合要求。
[0030] 使用本實(shí)用新型過(guò)程中通過(guò)生物反應(yīng)可W有效的降解廢氣中的有機(jī)污染物，避免 了投加藥劑對(duì)反應(yīng)塔的材質(zhì)的高要求，同時(shí)也達(dá)到了凈化污染物的目的。噴淋液均采用循 環(huán)利用方式，在使用過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)充循環(huán)液(包括自來(lái)水或回用水、營(yíng)養(yǎng)液）。當(dāng)循 環(huán)水池中的循環(huán)液COD濃度高于1500mg/L時(shí)可W排放少量部分至污水處理系統(tǒng)。
[0031] 本實(shí)用新型運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，處理效率高效，沒(méi)有二次污染，運(yùn)行成本低廉，具有很 強(qiáng)的市場(chǎng)推廣能力。
[0032] 盡管上面結(jié)合圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具 體實(shí)施方式，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的情況下，還可W作出很多變形，運(yùn)些 均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種揮發(fā)性有機(jī)廢氣高標(biāo)準(zhǔn)排放氣質(zhì)濃度的治理裝置，包括阻火器（1)和水洗塔 (2)，所述阻火器(1)的出口與所述水洗塔(2)的廢氣進(jìn)氣口（3)相連，其特征在于，所述水洗 塔(2)的進(jìn)水口和排水口連接至一循環(huán)水池，所述水洗塔(2)的排氣口連接至一高效生物反 應(yīng)塔(5)，所述高效生物反應(yīng)塔(5)的下部設(shè)有多點(diǎn)式布?xì)饪冢?)，每平方米不少于1個(gè)進(jìn)氣 口，每個(gè)進(jìn)氣口處均設(shè)有氣體分布器，所述高效生物反應(yīng)塔(5)的中部設(shè)有填料承托裝置 (7)，所述填料承托裝置(7)上設(shè)有生物填料層(8)，所述生物填料層(8)包括多片塑料骨架、 多片聚氨酯泡沫填料和懸掛在聚氨酯泡沫填料之間的生物膜，其中，塑料骨架與聚氨酯泡 沫填料的體積比為1~2:1，所述生物膜是根據(jù)廢氣實(shí)際污染物情況馴化培養(yǎng)生成的專性菌 群;所述高效生物反應(yīng)塔(5)的上部設(shè)有霧化噴嘴(9)，所述高效生物反應(yīng)塔(5)的底部設(shè)有 排液口，所述霧化噴嘴(9)和所述排液口均與一營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)水池連接，所述營(yíng)養(yǎng)液選擇含氮 或含磷的無(wú)機(jī)鹽溶液;所述高效生物反應(yīng)塔(5)的頂部設(shè)有排氣口，所述排氣口與一除霧裝 置(10)的進(jìn)氣口相連，所述除霧裝置（10)的排氣口經(jīng)一離心風(fēng)機(jī)(11)后連接至高空排放煙 囪（12)。
【文檔編號(hào)】B01D53/96GK205650077SQ201620249204
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日 公開(kāi)號(hào)201620249204.3, CN 201620249204, CN 205650077 U, CN 205650077U, CN-U-205650077, CN201620249204, CN201620249204.3, CN205650077 U, CN205650077U
【發(fā)明人】馬艷寧, 張金鳳, 劉曉亮, 馮海軍, 翟宇, 徐淼, 白石磊, 王立寶, 王冠寧, 陳濤
【申請(qǐng)人】天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計(jì)有限公司