CN100418615C - 一种增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置，由雾化冷却器、喷射鼓泡洗涤装置、脱水装置、溢流槽、再生池等组成，喷射鼓泡洗涤装置由上箱体、鼓泡管、下箱体、液体生物介质层组成，下箱体内设有液体生物介质层，底部设搅拌管线，鼓泡管插入液体生物介质层内；下箱体一侧设脱水装置和溢流槽，脱水装置位置高于液体生物介质层液面高度，雾化冷却器连接上箱体，脱水装置连接主风机，再生池位于溢流槽出液口下部，再生池底部设有曝气管道，曝气管道连接曝气风机，再生池通过水泵连接输送液体生物介质的管道一端，输送液体生物介质的管道的另一端连接下箱体进液口。本发明结构简单、管路设计合理、简易，易于清理、维护。

Description

一种增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置。

背景技术

由于现代工业的迅速发展，工业过程中排放的含各种污染物的废气对大气环境造成严重污染。为保护环境，对排气污染物的净化已越来越受到重视。目前对于排气污染物的治理方法基本上是采用物理、化学和生物手段，或者是这几种方法的组合。一般认为物化方法具有能耗高，投资大，易产生二次污染等缺点，因此近年来生物法控制废气技术的发展和应用越来越多。

生物技术利用微生物的降解作用，把废气中的污染物分解转化成CO₂、H₂O、N₂、硫酸盐等无害物质。常用的生物净化废气装置有生物过滤器、生物洗涤塔、生物滴滤塔和曝气式生物处理装置。生物过滤器运行费用低，处理效率高，但占地面积大，操作条件不易控制，参数不当会导致系统压降迅速增加，导致系统能耗过大，性能下降。喷淋式生物洗涤塔占地面积虽小，但空塔形式气液接触面积小，传质效果不好；填料塔形式的传质效果有较大提升，但装置总体投资上升，循环液提升动力费用较高，且在高负荷条件下易出现堵塞、液泛等情况。生物滴滤塔系统与洗涤式装置相比，其空塔气速不宜太高，导致占地面积较大，同样也存在营养过剩时随着微生物的过量增长会造成系统堵塞短路的问题，最终造成设施性能下降。而对于曝气式生物处理装置，尽管其系统设计简单，甚至可借用污水处理厂设施，但由于受到曝气强度的限制，处理能力有限，不适合于大风量的处理场合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、性能可靠，可经济有效地对排气中污染物质进行净化的增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置。

本发明提出的一种增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置，由雾化冷却器1、喷射鼓泡洗涤装置、脱水装置7、溢流槽8、搅拌风机10、再生池11、再生池曝气风机17、主风机15等组成(其结构如图1所示)。其中，喷射鼓泡洗涤装置由上箱体2、连接花板14、鼓泡管3、下箱体4、液体生物介质层5和液体生物介质搅拌管线12组成，上箱体2与下箱体4通过连接花板14及法兰相连，液体生物介质层5位于下箱体4内，下箱体4底部设有搅拌管线12，鼓泡管3一端固定于连接花板14下部，另一端插入液体生物介质层5；下箱体4一侧上部设有脱水装置7，脱水装置7位置高于液体生物介质层5的液面高度，下箱体4一侧设有溢流槽8，可调溢流板9位于溢流槽8的插槽内，雾化冷却器1通过管道连接上箱体2，脱水装置7通过管道连接主风机15，再生池11位于溢流槽8出液口18的下部，再生池11底部设有曝气管道16，曝气管道16通过管道连接曝气风机17，再生池11通过水泵6连接输送液体生物介质的管道13的一端，输送液体生物介质的管道13的另一端连接下箱体的进液口19，搅拌风机10与搅拌管线12相连。

本发明中，所述鼓泡管3为15-50根。每根鼓泡管3为中部空心的管状结构，其底部管壁上分布有小孔。

本发明中，所述鼓泡管3埋入液体生物介质层5的深度为0-20cm。

本发明中，所述脱水装置7采用1～5层人字型惯性分离挡板。

本发明中，所述搅拌管线12为3-15组。

本发明中，所述曝气管道16为1-10根。

本发明中，所述液体生物介质层采用的液体生物介质可以采用驯化后的活性污泥，污泥悬浮物浓度(SS)范围为：2000-12000mg/L，pH值范围为：6-10。

本发明中，首先在排气中导入雾化液滴，即在生物吸收塔进行处理之前，利用雾化、冷却器将排气中的部分待净化组分传递到液滴中，以增大气液接触面积；接着将含雾滴的气体以喷射鼓泡的方式与液体生物介质吸收液进行接触，即气体通过若干埋入生物吸收介质的气管后，喷射形成微小气泡层并充分与液体进行接触达到气体吸收和捕集微小液滴的作用，通过除雾及污染组分气相向液相的传质实现对气体的洗涤净化，同时通过液体生物介质在吸收装置和生物再生装置间的循环流动，不断地更新吸收介质的吸收能力。其具体工作过程如下：

(1)雾化、冷却过程

排气进入该系统后，首先通过雾化冷却器1，此步骤称为雾化预吸收。雾化预吸收可从以下两个方面强化吸收过程：①雾化的液体与气体接触时，接触面积会增大很多，有利于增加传质效果；②雾滴表面的吸附和微小颗粒的内压可提高吸收容量。

(2)生物洗涤过程

预吸收后的排气进入喷射鼓泡洗涤装置的上箱体2中，之后通过若干鼓泡管3喷射进入到下箱体4中的液体生物介质层5中，在巨大的冲力作用下，气体分散为大量的微细泡沫并形成一定厚度的泡沫层。已经预吸收的雾滴易于从气相转移至液相，残留在气体中的污染组分也通过与液体生物介质形成的泡沫层接触，完成生物洗涤的过程。

(3)液体生物介质的循环过程

在下箱体4一侧设计了溢流槽8，通过调节槽内溢流板9的高度可调节喷射管液下埋深，具有良好的操作弹性。超过溢流板9高度的液体生物介质在重力作用下流入再生池11，即该系统中的生物降解单元。吸收了污染物质的吸收液在再生池11内通过微生物作用得到降解净化，恢复吸收能力后循环回喷射鼓泡洗涤装置，进行新一轮的吸收。

本发明中，冷却、雾化过程是通过超声雾化或两相流加压雾化方式实现的。系统所适宜的雾化液气比范围为0.01-0.1L/m³。

本发明中，喷射鼓泡洗涤装置中的排气通过喷射鼓泡的方式与液体生物介质进行接触。鼓泡管3埋入深度从0-20cm不等。排气以8m-18m/s的喷气速度进入液体中，形成若干细小泡沫，增大了与液体的接触面积。装置结构简单，制造方便，易于操作调节，且不容易堵塞短路，因此性能稳定、维护方便。

本发明中，再生池采用可调负荷的再生池。该再生装置增加了喷射鼓泡洗涤装置对排气中污染物的消除能力。液体生物介质依靠重力流入再生池。再生后的液体生物介质依靠低压头循环水泵循环回喷射鼓泡洗涤装置，所需压头在4m以下，系统能耗低。设置的再生后吸收液回水口位置可最大程度地减少吸收过程中返混情况的发生。可通过液体生物介质循环量的变化来调节吸收液气比。由于采用低压循环水泵，因此系统可以最少的动力费用，得到非常大的液气比，有利于气相向液相的传质。

本发明中，脱水装置通过惯性分离的原理最大程度地减少雾沫的带出量。

本发明中，可调溢流板、可调节鼓泡管埋入液体生物介质的深度。适应不同场合吸收效率的需要。

本发明结构简单、无可能堵塞的管路，装置的管路设计合理、简易，易于清理、维护。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中标号：1为雾化冷却器，2为上箱体，3为鼓泡管，4为下箱体，5为液体生物介质层，6为水泵，7为脱水装置，8为溢流槽，9为可调溢流板，10为液体生物介质搅拌风机，11为再生池，12为液体生物介质气力搅拌管线，13为输送液体生物介质的管道，14为上下箱体连接花板，15为主风机，16为再生池曝气管道，17为再生池曝气风机，18为溢流槽出液口，19为下箱体进液口。

具体实施方式

下面通过实施实例进一步说明本发明。

实施例1，将下列各部件按图1所示方式连接，该领域的技术人员均能顺利实施。喷射鼓泡洗涤装置由上箱体2、鼓泡管3、下箱体4、液体生物介质层5和液体生物介质搅拌管线12组成，其中，上箱体2与下箱体4通过连接花板14相连，并由法兰固定。液体生物介质层5位于下箱体4内，下箱体4底部设有一组活性污泥搅拌管线12，鼓泡管3为25根，其一端固定于连接花板14下部，另一端插入液体生物介质层5内，插入深度为15cm；下箱体4一侧上部设有脱水装置7，脱水装置7由5层人字型挡板组成，脱水装置7位置高于液体生物介质层5的液面高度，下箱体4一侧设有溢流槽8，可调溢流板9位于溢流槽8的插槽内，雾化冷却器1的型号为WL10，雾化冷却器1通过管道连接上箱体2的一侧，脱水装置7通过管道连接主风机15，再生池11位于溢流槽8出液口18的下部，再生池11底部设有一组微孔曝气管道16，曝气管道16通过管道连接曝气风机17，活性污泥曝气风机17采用HC-60S回转式鼓风机，再生池11通过低压头循环水泵6连接输送液体生物介质的管道13的一端，低压头循环水泵采用50-WQ-20-7-0.75潜污泵，输送液体生物介质的管道13的另一端连接下箱体的进液口19，搅拌风机10与搅拌管线12相连，活性污泥搅拌风机采用HG750涡旋式气泵，搅拌管线12为6组。

将本发明用以净化含有机酸及少量有机胺的10000m³/h排气，其工作过程如下：

排气进入系统后，首先在雾化冷却器的作用下实现了预吸收的过程，接着进入喷射鼓泡洗涤装置的上箱体中，在此气体通过25根鼓泡管以15m/s的气速喷射进入活性污泥中，形成20-30cm厚的细微泡沫层，排气与活性污泥在此泡沫层接触，有机酸与有机胺等物质完成了由气体到液体，再由液体到生物体的传质过程。被洗涤吸收后的排气经脱水装置后便可排入环境中。

在喷射鼓泡洗涤装置内吸收了污染物的活性污泥经溢流挡板流入溢流槽中，并在重力作用下，流入位于洗涤装置下方的再生池中，通过微生物作用得到降解净化，恢复吸收能力后循环回喷射鼓泡洗涤装置，进行新一轮的吸收。循环量约为10-15m³/h。

通过本发明的洗涤净化，有机物(有机酸与少量有机胺)的去除效率在90％以上。

Claims (6)

1. 一种增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置，由雾化冷却器(1)、喷射鼓泡洗涤装置、脱水装置(7)、溢流槽(8)、搅拌风机(10)、再生池(11)、再生池曝气风机(17)、主风机(15)组成，其特征在于喷射鼓泡洗涤装置由上箱体(2)、鼓泡管(3)、下箱体(4)、液体生物介质层(5)和液体生物介质搅拌管线(12)组成，上箱体(2)与下箱体(4)通过连接花板(14)及法兰相连，液体生物介质层(5)位于下箱体(4)内，下箱体(4)底部设有搅拌管线(12)，鼓泡管(3)一端固定于连接花板(14)下部，另一端插入液体生物介质层(5)，鼓泡管(3)插入液体生物介质层(5)的深度为0-20cm；下箱体(4)一侧上部设有脱水装置(7)，脱水装置(7)位置高于液体生物介质层(5)的液面高度，下箱体(4)一侧设有溢流槽(8)，可调溢流板(9)位于溢流槽(8)的插槽内，雾化冷却器(1)通过管道连接上箱体(2)，脱水装置(7)通过管道连接主风机(15)；再生池(11)位于溢流槽(8)出液口(18)的下部，再生池(11)底部设有曝气管道(16)，曝气管道(16)通过管道连接曝气风机(17)，再生池(11)通过水泵(6)连接输送液体生物介质的管道(13)的一端，输送液体生物介质的管道(13)的另一端连接下箱体的进液口(19)，搅拌风机(10)与搅拌管线(12)相连。

2. 根据权利要求1所述的增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置，其特征在于所述鼓泡管(3)为15-50根，每根鼓泡管(3)为中部空心的管状结构，其底部管壁上分布有小孔。

3. 根据权利要求1所述的增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置，其特征在于所述脱水装置(7)采用1～5层人字型惯性分离挡板。

4. 根据权利要求1所述的增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置，其特征在于所述搅拌管线12为3-15组。

5. 根据权利要求1所述的增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置，其特征在于所述曝气管道(16)为1-10根。

6. 根据权利要求1所述的增强型喷射鼓泡气体生物吸收净化装置，其特征在于所述液体生物介质层(5)采用的液体生物介质采用驯化后的活性污泥，其中，污泥悬浮物固形浓度为2000-12000mg/L，pH值为6-10。

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