CN105688549B - 一种废气净化装置及油烟废气净化系统 - Google Patents

一种废气净化装置及油烟废气净化系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种废气净化装置及油烟废气净化系统，属于废气净化技术领域。本发明的废气净化装置，包括箱体，箱体下部设置有进气口，箱体上部设置有出气口，箱体中设置有用来承载微生物填料且能够使废气通过的填料载体，所述箱体中填料载体下方设置有用来盛放预处理液并对通入其中的废气进行预处理的预处理槽，所述预处理槽和所述填料载体之间设置有喷淋装置。本发明的废气净化装置有效净化油烟中的油分子，净化率达90％以上，油脂回收率达到80％以上，无二次污染。

Description

一种废气净化装置及油烟废气净化系统
技术领域
本发明涉及一种废气净化装置及油烟废气净化系统，属于废气净化技术领域。
背景技术
油烟净化设备通常是通过捕获、吸附的方法把油烟废气截留在净化器中，最大限度地减少它向空气中的排放，使一定区域内的空气保持相对洁净。目前的油烟净化器主要包括机械式、湿式、静电式三种基本形式及其复合式。机械式净化器主要是利用过滤介质对油滴的机械碰撞和吸附过滤进行油滴截留，机械式净化器成本相对较低，在小型饮食业点应用较多；湿式净化器是采用膜化或雾化的吸收液(水、化学药剂)对油烟气进行接触和洗涤，该技术比较成熟，但是洗涤废液会产生二次污染，且须考虑设备的防冻问题；静电式净化器是在极板间形成高压电场和电晕电流，油烟气中的某些粒子在电场中荷电后定向移动并携带和吸附油烟污染物，在极板上被捕获收集，静电式油烟净化器自动化程度较高，但是价格相对昂贵，设备存在易短路或拉弧导致火灾的隐患，须进行电源防护。
为了克服上述油烟净化器的缺陷，微生物净化器是一种有效的方式。申请公布号为CN104667738A的中国发明专利(申请公布日为2015年6月3日)公开了一种餐饮业油烟废气的生物处理设备，该设备包括用于除去粉尘的预处理装置，利用微生物进行生物降解的生物净化装置，其通过粉体设置的预处理装置和生物净化装置进行油烟废气的处理，其中预处理装置和生物净化装置都设置了微生物填料层，通过两次微生物净化处理实现了油烟废气的净化。
预处理装置由上而下设有第一喷淋口、第一填料层和液体，还设有没入液体的第一入口和位于所述第一喷淋口上部的第一出口；生物净化装置包括由上至下设置的第二出口、第二喷淋口、附着有微生物的第二填料层、第二入口和培养液，其中第二喷淋口和附着有微生物的第二填料层组成处理单元，所述处理单元中的第二喷淋口位于第二填料层的上方，生物净化装置的第二入口位于培养液至上并连通所述预处理装置的第一出口。但是，该处理设备结构复杂，安装和操作不方便，而且油烟废气需要经过三道填充层进行处理，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效率高、操作方便的废气净化装置，本发明的目的还在于提供一种油烟废气净化系统。
本发明的废气净化装置通过在用来承载微生物填料的填料载体下方设置用来盛放预处理液的预处理槽，可以在同一装置中实现先对废气预处理净化、再通过微生物填料进行吸附降解的处理过程。
为了实现以上目的，本发明的废气净化装置的技术方案如下：
一种废气净化装置，包括箱体，箱体下部设置有进气口，箱体上部设置有排气口，箱体中设置有用来承载微生物填料且能够使废气通过的填料载体，所述箱体中填料载体下方设置有用来盛放预处理液并对通入其中的废气进行预处理的预处理槽，所述预处理槽和所述填料载体之间设置有喷淋装置。
本发明的废气净化装置在同一箱体内实现废气的预处理和降解，使用方便，大大提升了废气净化处理的效率。
所述预处理槽下部设置有抽液口，所述废气净化装置还包括循环泵，循环泵通过管道分别与抽液口及喷淋装置的进液端相连。
所述箱体内部设置有用来对箱体内的油烟废气进行加热以防止油烟废气冷凝的加热装置。该加热装置可以防止油烟废气由于温度较低而凝结在填料载体上堵塞油烟废气通道。加热装置可以为微波加热器。
所述箱体上与预处理槽槽口相平的位置设置有用来供预处理槽中的液体溢出的溢流口。
所述箱体内部设置有用来将预处理槽液面上的油脂刮至所述溢流口的刮油装置。刮油装置可以为刮油板。
本发明的油烟废气净化系统的技术方案如下：
一种油烟废气净化系统，包括箱体，箱体下部设置有进气口，箱体上部设置有排气口，箱体中设置有用来承载微生物填料且能够使废气通过的填料载体，所述填料载体上设置有微生物填料，所述箱体中填料载体下方设置有用来盛放预处理液并对通入其中的废气进行预处理的预处理槽。
所述填料载体和预处理槽之间设置有喷淋装置。用以向下喷淋喷淋液，喷淋液与预处理液的成分可以相同也可以不相同。
所述预处理槽下部设置有抽液口，所述油烟废气净化系统还包括循环泵，循环泵通过管道分别与抽液口及喷淋装置的进液端相连。循环泵能够将预处理槽中的液体抽出并送入喷淋装置中。
所述箱体上与预处理槽槽口相平的位置设置有用来供预处理槽中的液体溢出的溢流口。溢流口上连接有溢流管。溢流管上连接有贮油槽。从溢流口中溢流出的油脂可以通过溢流管进入贮油槽进行收集和贮存。
所述箱体内部设置有用来对箱体内的油烟废气进行加热以防止油烟废气冷凝的加热装置。加热装置可以为微波加热器。
所述箱体内部设置有用来将预处理槽液面上的油脂刮至所述溢流口的刮油装置。刮油装置可以为刮油板。
所述填料载体为陶瓷格栅。陶瓷格栅的耐腐蚀性非常好，能够提高填料载体的使用寿命，防止填料载体上供废气通过的通道堵塞。
所述预处理槽底部设置有曝气装置。曝气装置在槽底产生气泡，使气体均匀分布，且具有气浮的作用，将油状物质带到水层表面，利于溢流回收。
所述微生物填料包括预处理微生物填料和深处理微生物填料，预处理微生物填料可以为现有技术中的微生物填料，深处理微生物填料包括填料和附着在所述填料上的油烟废气降解微生物，所述油烟废气降解微生物为假单胞菌(Pseudomonas sp.)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、短杆菌(Brevibacterium)中的一种或者几种。所述油烟废气降解微生物均为筛选出来具有较高分解效率的功能微生物。
所述深处理微生物填料采用如下方法制得：将填料浸泡在油烟废气降解微生物悬液中，并向悬液中喷淋水，即得。所述浸泡过程中对填料进行搅拌以补充氧气。油烟废气降解微生物悬液浓度为N×108-9CFU/L，0＜N＜10，浸泡时间为24-48h。
所述微生物填料中微生物的浓度为N×105-7CFU/g，0＜N＜10。
所述填料是玉米芯、花生壳、秸秆、松树皮、火山石等有机和无机填料中的一种或几种。具有微生物易挂膜生长、分解油烟废气气溶胶效率高、成本低的特点。
所述预处理液为水或者微生物预处理液。所述微生物预处理液为包括聚氧乙烯基表面活性剂、焦磷酸钾、微生物的混合液。聚氧乙烯基表面活性剂质量浓度为0.5％-2％，焦磷酸钾质量浓度为0.2％-1％，微生物种类与填料中相同，初始生物量为2.8×104-5.7×106CFU/L。当喷淋装置与循环泵相连时，喷淋液与预处理液的成分相同，其作用有两种情况：预处理液为水时，在处理槽里的水对进气起到分离、预处理的作用，部分疏水性的油烟成分浮到水面通过溢流口回收。部分可溶性的油烟成分溶解在水里，通过回流喷淋回到预处理槽或者上升至填料载体中为填料上的微生物提供水分。当预处理液为混合液时，表面活性剂具有良好的分散、乳化、泡沫、润湿、增溶性能；焦磷酸钾溶液可提高喷淋液的洗涤能力，还可作为pH缓冲液；同时兼有加大油烟在水中的溶解度和对烟气降温增湿的作用。
本发明的油烟废气净化系统为复合式油烟废气净化装置，使用方便，安装在地面上即可使用，进入箱体内的油烟废气先在箱体下端装有预处理液中对油烟废气进行油烟分离洗涤，采用气浮技术，使油脂飘浮在预处理槽的液面上，便于收集，油烟废气中的气体从预处理槽中的液体中逸出后，通过填料载体上的通道进入到填料层，经过含高效微生物填料的降解，主要含有气态污染物的油烟废气最终被微生物降解为水和二氧化碳，经排气口排出。有效净化油烟中的油分子，净化率达90％以上，油脂回收率达到80％以上，无二次污染。
本发明的油烟废气净化系统安装简单，检修方便，使用寿命长，该装置的加工和维护成本低，便于大范围推广。
附图说明
图1为本发明的油烟废气净化系统的实施例的结构示意图；
图2为图1沿竖直方向的剖面示意图；
图3为图1的俯视图；
图4为本发明的油烟废气净化系统的实施例中微生物填料的结构示意图；
图5为图4中A处降解油烟废气的原理示意图。
具体实施方式
本发明的油烟废气净化系统的实施例。
本发明的油烟废气净化系统适合于对各种油烟废气的处理。
如图1-5所示，本发明的油烟废气净化系统包括废气净化装置，废气净化装置包括箱体1和固定设置在箱体上端的箱体盖板，箱体的形状可以视具体需要设置，如可以为圆筒形或者方筒形或者不规则形状，本实施例中，所述箱体为圆筒形箱体，相应的箱体盖板也为圆形箱体盖板，箱体盖板上设置有用来供净化后的净化器排出箱体的出气口2，箱体底部设置有用来供油烟废气通入的进气口，进气口可以设置在与出气口相同的一侧，也可以设置在与出气口相对的一侧，本实施例中，进气口和出气口设置在同一侧。
箱体下部设置有预处理槽，本实施例中，进气口下方的箱体底部直接构成了预处理槽，预处理槽用来盛放预处理液，用以对通入预处理槽中的油烟废气进行预处理，本实施例中，预处理液为所述预处理液为水或者微生物预处理液。所述微生物预处理液为包括聚氧乙烯基表面活性剂、焦磷酸钾、微生物的混合液。聚氧乙烯基表面活性剂质量浓度为0.5％-2％，焦磷酸钾质量浓度为0.2％-1％，微生物初始生物量为2.8×104-5.7×106CFU/L。进气口上设置有进气管，进气管位于箱体外部的一端连接有鼓风机4，进气管位于箱体内部的一端伸入预处理槽的槽底。箱体上与进气口相对的一侧设置有溢流口，溢流口的高度设置为略高于预处理槽中水面的高度，用来使预处理槽中的微生物预处理液表面的油脂从溢流口排出箱体外部，溢流口外部连接有溢流管9，溢流管上连接有贮油槽10，通过溢流口和溢流管排出的油脂11进入贮油槽贮存。箱体内固定设置有刮油装置，可以将预处理槽中液面上聚集的油脂刮送至溢流口。本实施例中，刮油装置包括刮油板11和电机，刮油板在电机带动下可以定期在预处理槽液面上沿水平方向从原理溢流口的位置移动到溢流口处。箱体侧壁位于预处理槽上方位置处设置有进液口12，箱体底部设置有液体出口13。
预处理槽的槽底设置有曝气装置，本实施例中，曝气装置包括设置在预处理槽底的S型曝气台5，曝气台上设置有气体喷口，曝气台通过管道与进气管伸入预处理槽槽底的一端相连。
预处理槽的上方设置有喷淋装置6，喷淋装置包括水平设置的喷淋管以及设置在喷淋管下表面的喷头，箱体与进气口同侧的侧面上设置有抽液口和循环液进口，抽液口设置在进气口下方靠近箱体底部处，循环液进口设置在进气口上方，抽液口上连接有抽液管，循环液进口上连接有送液管，箱体外设置有回流泵3，抽液管和送液管分别于回流泵相连，送液管与循环液进口连接的一端穿过箱体与喷淋管连接，回流泵可以将预处理槽中的预处理液抽出并输送至喷淋管，喷洒到预处理槽中的液面上，对上升的油烟废气进行降温和增湿。
箱体上部位于喷淋管的上方的箱体内壁上固定设置有填料载体，填料载体上铺设有微生物填料8，填料载体及微生物填料构成了微生物填料层，微生物填料层可以设置一层或者上下间隔分布的多层，本实施例中，微生物填料层为上下设置的三层，填料载体为固定设置在箱体内壁上的耐酸碱的陶瓷格栅7，陶瓷格栅上设置有孔径小于微生物填料颗粒外径的格栅孔，从预处理槽中出来的油烟废气上升至微生物填料层，从陶瓷格栅的格栅孔中穿过，经过微生物填料的吸附、降解后，得到净化气。
最下面一层的填料载体表面上5-10cm高度空间内铺设无机填料，无机填料上不接种微生物的，10cm以上的高度空间铺设现有技术中的微生物填料，作为预处理微生物填料，上面两层为深处理微生物填料。深处理微生物填料包括填料和附着在填料上的微生物，填料为玉米芯，微生物填料中的微生物浓度为1×108-9CFU/g。微生物的来源种类及作用效果：选择多处食堂附近饱受油烟污染的土壤作为种源，使用富集培养基进行菌种富集，再依次采取稀释涂布平板及划线分离法进行纯种筛选，最后通过菌种复筛得到以食用油做唯一碳源，且分解效率最高的功能微生物组合。对各菌株进行革兰氏染色与芽孢染色，依据常见细菌系统鉴定手册，对高效降解微生物组合进行形态学观察和生理生化实验的研究，鉴定为假单胞菌、金黄色葡萄球菌、短杆菌。预处理液中的微生物与上述深处理微生物填料中微生物种类相同。
最下面的无机填料层下方设置有微波加热器14，用来对油烟废气进行加热。微波加热装置固定设置在箱体内壁上，在环境温度较低的情况下提供热量，提高油烟废气的流动性避免由于温度低油烟废气凝固粘结的情况发生；也能为维持一定微生物生长温度有相应的保温作用。
本实施例的深处理微生物填料的制备方法包括如下步骤：采用直接挂膜法，将填料玉米芯浸泡在微生物假单胞菌、金黄色葡萄球菌、短杆菌的混合悬液中，悬液浓度为N×108-9CFU/L，0＜N＜10，浸泡时间为24-48h，浸泡之前玉米芯含水量控制在75％左右，浸泡过程中对填料进行间歇搅拌以补充空气，即得。此处的三种菌类也可以仅采用其中的一种或者两种。
如图4-5所示，深处理微生物填料的具体结构包括处于核芯位置的填料颗粒以及覆在填料颗粒表面的生物膜，生物膜外部覆有一层液膜，微生物处于生物膜层中。当油烟废气接触到微生物填料时，先在液膜表面发生吸附，然后进入液膜内进行溶解和扩散，并被生物膜吸收，在微生物的作用下进行氧化分解反应，生成二氧化碳和水排出，即完成降解。
使用本实施例的油烟废气净化系统净化油烟废气时，将引风机与厨房的抽烟管道连接，排气口通过管道与室外连通，油烟废气通过引风机被通入箱体内的预处理槽中，微生物预处理液循环装置将预处理槽中的微生物预处理液不断抽出并输送至喷淋管向下喷出。进入预处理槽中的油烟废气在曝气装置喷出的气体带动下，在微生物预处理液中上升至液面处，油烟废气中的一部分有机物被冷却变为液体或者固体油脂而飘浮在液面上，气体部分从液面脱离后，与喷淋装置喷出的微生物预处理液充分接触后，其中的部分有机物被冷却为液体或者固体油脂后下落至预处理槽中的液面上，剩余的气体部分继续上升穿过微生物填料层的陶瓷格栅，与微生物填料充分接触，实现对油烟废气的降解。经过两层微生物填料层的降解处理后的净化气体从箱体盖板上的出气口排出。
本实施例的油烟废气净化系统烟气处理量为1500-3000m3/h预处理槽的储水量为0.70-0.85m3。喷淋装置的喷淋量(水循环量)为0.9L/min，微生物填料的量为1.41m3，填料的堆积密度为471±0.8kg/m3。
在本发明的油烟废气净化系统的其他实施例中，喷淋装置包括喷淋盘以及设置在喷淋盘下端的喷头，喷淋盘上设置有用来与送液管相连的送液口。或者喷淋装置包括喷淋管以及与喷淋管相连的伸入箱体内的一端的管口相连的多根喷洒管，喷洒管在水平面上呈放射状分布，每一根喷洒管下端都设置有喷头。
在本发明的其他实施例中，不设置微生物预处理液循环装置，喷淋装置直接由设置在箱体外部的供液装置提供喷淋液体。
在本发明的其他实施例中，油烟废气净化系统中不设置喷淋装置和微生物预处理液循环装置，从预处理槽中逸出的油烟废气直接进入微生物填料层。
在本发明的其他实施例中，微生物填料层为上下设置的两层，下层设置预处理微生物填料，上层设置深处理微生物填料。在其他实施例中，微生物填料层中只设置深处理微生物填料，不设置预处理微生物填料。
在本发明的其他实施例中，微波加热器可以被替换为电加热器。
在本发明的其他实施例中，油烟废气净化系统中不设置曝气装置，仅靠油烟废气自身所受的浮力向上移动。
在本发明的其他实施例中，油烟废气净化系统的箱体上不设置溢流口及溢流管，在预处理槽中的液面上的油脂较多时，采用从箱体内倾倒的方式取出油脂。
在本发明的其他实施例中，油烟废气净化系统的预处理槽为放置在箱体底部的一个单独的槽体，其外形与箱体底部内表面的形状相匹配。在对预处理槽中的微生物预处理液进行更换或者清理时，方便从箱体中取出。
在本发明的其他实施例中，油烟废气净化系统的微生物填料层包括固定设置在箱体内壁上的塑料盒以及填充在塑料盒中的微生物填料，塑料盒壁上设置有通气孔，能够使油烟废气进入而阻止微生物填料从盒中漏出。
在本发明的其他实施例中，微生物为芽孢杆菌或棒状杆菌。填料为花生壳、秸秆、松树皮、火山石等有机或无机填料。
在本发明的其他实施例中，微生物填料层由如下方法制得：将负载微生物的载体(由牛粪和植物秸秆混合堆肥制得)、腐熟后的植物纤维、珍珠岩、碳酸钙、水泥、高岭土按比例搅拌混合均匀，得到包埋功能微生物缓释复合填料，具体方法可参见申请公布号为CN103041695A的中国发明专利。
本发明的废气净化装置的实施例与上述油烟废气净化系统中的废气净化装置的结构相同，区别仅在于不包括微生物填料和预处理液。另外，上述油烟废气净化系统中的废气净化装置的各种可替代形式也适用于本发明的废气净化装置的实施例。
经过油烟废气净化实验发现，本发明的油烟废气净化系统在预处理槽中出来的油烟废气中对油分子的净化率达到45％-55％，在排气口排出的气体中对油分子的净化率达到了90％以上，综合净化率最高可达到95％左右，油脂的回收率达到80％以上。

Claims (5)

1.一种油烟废气净化装置，包括箱体（1），箱体下部设置有进气口，箱体上部设置有出气口，箱体中设置有用来承载微生物填料且能够使废气通过的填料载体，其特征在于，所述箱体中填料载体下方设置有用来盛放预处理液并对通入其中的废气进行预处理的预处理槽，所述预处理槽和所述填料载体之间设置有喷淋装置；
所述进气口上设置有进气管，进气管位于箱体内部的一端伸入预处理槽的槽底；
所述预处理槽的槽底设置有能够在槽底产生气泡并将油状物质带到水层表面的曝气装置，曝气装置包括设置在预处理槽槽底的曝气台，曝气台上设置有气体喷口，曝气台通过管道与进气管伸入预处理槽槽底的一端相连；
所述箱体内部设置有用来对油烟废气加热以防止油烟废气冷凝的加热装置；
所述箱体上与预处理槽槽口相平的位置设置有用来供预处理槽中的液体溢出的溢流口；
所述箱体内部设置有用来将预处理槽液面上的油脂刮至所述溢流口的刮油装置；
所述溢流口设置在箱体上与进气口相对的一侧。
2.如权利要求1所述的油烟废气净化装置，其特征在于，所述预处理槽下部设置有抽液口，所述废气净化装置还包括回流泵，回流泵通过管道分别与抽液口及喷淋装置的进液端相连。
3.一种油烟废气净化系统，包括箱体（1），箱体下部设置有进气口，箱体上部设置有出气口，箱体中设置有用来承载微生物填料且能够使废气通过的填料载体，其特征在于，所述填料载体上设置有微生物填料，所述箱体中填料载体下方设置有用来盛放预处理液并对通入其中的废气进行预处理的预处理槽；
所述填料载体和预处理槽之间设置有喷淋装置（6）；
所述进气口上设置有进气管，进气管位于箱体内部的一端伸入预处理槽的槽底；
所述预处理槽的槽底设置有能够在槽底产生气泡并将油状物质带到水层表面的曝气装置，曝气装置包括设置在预处理槽槽底的曝气台，曝气台上设置有气体喷口，曝气台通过管道与进气管伸入预处理槽槽底的一端相连；
所述箱体内部设置有用来对油烟废气加热以防止油烟废气冷凝的加热装置；
所述箱体上与预处理槽槽口相平的位置设置有用来供预处理槽中的液体溢出的溢流口；
所述箱体内部设置有用来将预处理槽液面上的油脂刮至所述溢流口的刮油装置；
所述溢流口设置在箱体上与进气口相对的一侧。
4.如权利要求3所述的油烟废气净化系统，其特征在于，所述填料载体为陶瓷格栅（7）。
5.如权利要求3-4任意一项所述的油烟废气净化系统，其特征在于，所述微生物填料包括填料和附着在所述填料上的油烟废气降解微生物，所述油烟废气降解微生物为假单胞菌、金黄色葡萄球菌、短杆菌、芽孢杆菌、棒状杆菌中的一种或者几种。
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