CN107158932A - 有机废气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了有机废气处理装置。该有机废气处理装置包括用于使用液体对有机废气进行处理的气相液膜装置，和用于将经所述气相液膜装置处理所得到的废液进行处理的膜生化反应器；所述气相液膜装置和膜生化反应器连通。本发明的有机废气处理装置，在对有机废气进行处理时，首先，气相液膜装置对有机废气进行气相液膜接触，以吸附或溶解有机废气中的水溶性组分，然后再得到的废液通过膜生化反应器，这样具有较高的处理效率。

Description

有机废气处理装置
技术领域
本发明涉及废气处理的技术领域，具体而言，涉及有机废气处理装置。
背景技术
近年来,随着人民生活水平的不断提高,我国的饲料加工企业得到了迅猛的发展。饲料产品更加专业,工艺更加复杂。然而,长期以来,我们一直忽视了对饲料企业的环保要求,由异味物引起污染的控制工艺过于简单。许多加工厂臭气熏天,使操作人员以及周围的居民深受其害,严重制约了企业的发展。为解决企业与环境之间的矛盾,对饲料企业散发的异味物污染进行有效控制势在必行。生物除臭主要是利用微生物除臭，通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，使目标污染物被有效分解去除，以达到恶臭的治理目的。
现有技术中，有机废气处理装置对有机废气的处理效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种有机废气处理装置，该有机废气处理装置的处理效率较高。
一种有机废气处理装置，包括用于使用液体对有机废气进行处理的气相液膜装置，和用于将经所述气相液膜装置处理所得到的废液进行处理的膜生化反应器；所述气相液膜装置和膜生化反应器连通。
进一步地，所述气相液膜装置包括用于使得有机废气和液体进行接触的气相液膜接触区、用于将经所述气相液膜接触区处理所得到的气体进行微生物反应的微生物反应区，和用于将所述微生物反应区处理所得到的气体进行除雾的除雾区；所述气相液膜接触区、微生物反应区和除雾区依次连通。
进一步地，所述微生物反应区包括用于使用真菌进行微生物反应的真菌反应区和用于使用细菌进行微生物反应的细菌反应区。
进一步地，所述气相液膜接触区、真菌反应区、细菌反应区和除雾区依次层叠设置。
进一步地，所述气相液膜装置用以容置液体的水槽位于气相液膜接触区、真菌反应区、细菌反应区、除雾区的下方。
进一步地，所述气相液膜装置的用以容置气相液膜接触区、真菌反应区、细菌反应区、除雾区的外壁为塔形。
进一步地，所述真菌反应区、细菌反应区均设有喷液头。
进一步地，所述膜生化反应器包括一厌氧池，用以将反应塔处理得到的气相液膜装置处理所得到的废液进行厌氧反应；和一好氧池，用以经所述厌氧池处理所得到的液体进行好氧反应。
进一步地，所述厌氧池设有曝气件。
进一步地，所述好氧池设有曝气件。
本发明的有机废气处理装置，在对有机废气进行处理时，首先，气相液膜装置对有机废气进行气相液膜接触，以吸附或溶解有机废气中的水溶性组分，然后再得到的废液通过膜生化反应器，这样具有较高的处理效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解地是，以下附图仅示出了本发明某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明一实施例所提供的排泥装置的结构图。
主要元件符号说明：
100 有机废气处理装置
20 气相液膜装置
21 气相液膜接触区
22 真菌反应区
23 细菌反应区
24 除雾区
25 水槽
40 膜生化反应器
41 厌氧池
42 好氧池
60 微生物培养罐
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了首选实施例。但是，其可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对其公开内容更加透彻全面。
在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
请参阅图1。本发明实施例的有机废气处理装置100，包括用于使用液体对有机废气进行处理的气相液膜装置20，和用于将经所述气相液膜装置20处理所得到的废液进行处理的膜生化反应器40；所述气相液膜装置20和膜生化反应器40连通。
上述实施例中，在对有机废气进行处理时，首先，气相液膜装置20对有机废气进行气相液膜接触，以吸附或溶解有机废气中的水溶性组分，然后再得到的废液通过膜生化反应器40，这样具有较高的处理效率，并且结构较为简单。
这里，有机废气可举出烷类、芳烃类、酯类、醛类的实例，例如苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯。
上述气相液膜装置20是通过液膜使得有机废气由于浓度差从气相逐渐向液膜扩散以发生吸附、溶解或反应的装置。
可列举出一种气相液膜装置20的结构。气相液膜装置20可以包括用于使得有机废气和液体进行接触的气相液膜接触区21、用于将经气相液膜接触区21处理所得到的气体进行微生物反应的微生物反应区，和用于将微生物反应区处理所得到的气体进行除雾的除雾区24；气相液膜接触区21、微生物反应区和除雾区24依次连通。
这样，首先，有机废气和液体进行接触，使得水溶性成分得以除去，所得到的其它气体成分和以雾化状态存在的已吸收有机废气的液体通过微生物反应区，利用微生物反应区的微生物反应得以净化，最后将经气相液膜接触区21和微生物反应区的剩余气体通过除雾区24以除去所含有的水分，最后得到净化后的气体。
此处，气相液膜装置20所涉及的液体可以是流态的生物胶液。生物胶液含有大量空隙率及负电荷，并具有固相和液相二相性特性，有代替活性炭的优越性，吸附过程有电荷吸附、物理吸附、化学吸附、生物吸附的共同作用，把有机废气的中的苯系物、烃、烷、醇、醛类等迅速吸附到生物胶液中。
这里，气相液膜接触区21可以采用任何可以产生液膜(例如气泡)的形式，最为一种实现形式，可以由气泡产生装置和用以容置气泡稳定流体(例如水)的容器所构成，气泡产生装置所产生的气泡通入到该容器中，与此同时，向该气泡稳定流体的界面通入待处理的有机废气，有机气体不断和流体的界面逸出的气泡发生接触。当然，也可以将有机废气直接通入到该流体中，以使得有机废气与流体中的气泡发生气相液膜接触。气泡产生装置可列举出一种具体结构，其可以其具有圆筒形状的气液产生槽、对该气液产生槽供给液体的液体供给装置、对所述气液产生槽供给气体的气体供给装置，借助由所述液体供给装置供给的液体在所述气液产生槽中产生回旋流，该回旋流的液体沿着圆筒的内面回旋，借助回旋流的剪切力使通过所述气体供给装置供给的气体微气泡化，该微气泡化的气体和供给的液体混合，生成气液，将生成的气液排出，通过气体供给装置向所述气液产生槽供给气体的气体供给口设置在封闭气液产生槽的圆筒的两端部的圆形壁面中的一个上，具有至少部分地覆盖所述气液产生槽的外壳槽，在外壳槽中，在形成所述气液产生槽的圆筒的周向曲面的侧壁和所述外壳槽之间形成间隙，并且在设有所述气体供给口的所述气液产生槽的圆形壁面和所述外壳槽之间形成间隙，将由各个所述间隙所形成的空间作为所述液体的流路，液体对所述圆形壁面的外侧的流路供给，该供给的液体流入所述侧壁的外侧的流路，在气液产生槽中，所述侧壁的外侧的流路和所述气液产生槽的内部连通，具有液体供给口，将供给至所述流路的液体向所述气液产生槽的内部供给，该液体供给口至少沿侧壁的周向设有多个，液体的供给方向被设定为使得液体沿着绕所述气液产生槽的轴向的一定方向回旋，液体供给装置通过所述流路从所述液体供给口向所述气液产生槽的内部供给液体，由此产生所述回旋流。
作为另外的一种实现形式，还可以为用以喷出气泡的气泡发生器喷头。例如纳米气泡发生器喷头、微米气泡发生器喷头或微纳米气泡发生器喷头。纳米气泡发生器喷头是指能喷出直径在纳米级(1nm以下)气泡的喷头；微米气泡发生器喷头是指能喷出直径在0.05mm以下气泡的喷头；微纳米气泡发生器喷头是指能喷出介于纳米级和微米级直径的气泡的喷头。
微生物反应区是指通过微生物过滤的方法进行处理。微生物反应区可以采用填充层的实现形式。该填充层可为微生物和生物滤料混合而成的固体物。生物滤料为微生物繁殖生长提供载体，如适宜的湿度、pH值、氧气含量、温度和营养成分，同时为微生物提供适当的生长环境。微生物通过繁殖生长对臭气中的有机成分进行分解成小分子。
生物滤料可以为无机填料，例如常用的无机填料有：陶粒、焦炭、石英砂、活性炭、膨胀硅铝酸盐等)。也可以为有机高分子填料，例如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯PE、各类树脂、塑料(包括各类泡沫材料)、纤维等。至于生物滤料的形状可以为粒状、不规则粒状、玻璃钢或塑料、活性炭粒、塑料纤维类状、蜂窝状或波纹板状、球形轻质陶粒等。此处，粒状填料可为无机的陶粒或石英砂。其表面粗糙，易于附着生物，截留悬浮污染物的能力强，缺点是阻力大，容易堵塞。不规则粒状填料可为哈凯登球(Hacketten)和多面空心球等，可用陶瓷石墨、塑料或金属制成，特点是结构简单，价格低廉，但流体分布不均。活性炭粒：比表面积大，孔隙多。塑料纤维类填料质轻，坚硬，但表面光滑，空隙率小，不易挂膜。蜂窝状或波纹板状填料的材质可以为玻璃钢或塑料(聚乙烯聚苯乙烯和聚丙烯等)，其空隙率高，结构简单，质轻但强度高，防腐性能好，衰老生物易于脱落等主要的缺点是生物在填料表面的生长与脱落平衡不易控制，填料内难以得到均一的流速球形轻质陶粒。球形轻质陶粒是采用粘土为原材料，加入适当的化工原料作为膨胀剂，经高温烧制而成。它强度大孔隙率大比表面积大、化学稳定性好、密度适宜、生物附着性强。
可列举出具体的一种生物滤料的几种形式。其以30～62wt％的蛇纹石原矿细粉、30～60wt％的低压电瓷废料细粉和8～10wt％的福建泥为原料，外加所述原料50～60wt％的造孔剂，混合均匀，即得混合料；将混合料置于造粒机中，再加入混合料60～70wt％的水玻璃溶液，造粒，得到粒径为3～15mm的球形生坯；然后将球形生坯在90～110℃条件下干燥12～24h，在1000～1100℃条件下保温1～5h，制得生物滤料。其中，蛇纹石原矿细粉的粒径不超过0.088mm，蛇纹石原矿细粉的主要化学成分是：MgO为30～45wt％、SiO2为30～40wt％、Fe2O3为7～10wt％、CaO为0.2～0.3wt％，低压电瓷废料细粉的粒径不超过0.074mm，低压电瓷废料细粉的主要化学成分是SiO2超过70.09wt％、Al2O3不小于24.37wt％、K2O不超过2.66wt％、TiO2不超过0.5wt％、Fe2O3不超过1.60wt％，灼减率不超过0.37wt％，福建泥的粒径不大于0.074mm；福建泥的化学成分是SiO2不超30.99wt％、Al2O3不低于40.98wt％、K2O不低于0.71wt％、Na2O不超过0.l wt％、Ca0不高0.62wt％、Fe2O3不低于1.82wt％，灼减率不高于19.lwt％。
至于微生物反应区的微生物可以为本领域公知的有氧或厌氧型微生物，例如可对有机物进行分解的酵母菌、乳酸菌、霉菌、黑曲霉菌、红曲霉菌等，可以对无机小分子分解的硝化细菌、硫化细菌等。
微生物反应区可以包括用于使用真菌进行微生物反应的真菌反应区22和用于使用细菌进行微生物反应的细菌反应区23。真菌进行微生物反应是以真菌为过滤菌种的填充料，细菌反应区23是以细菌为过滤菌的填充料。至于真菌和细菌可以采用常规的菌种，于此不详述。
在真菌反应区22、细菌反应区23均设有喷液头，以实现对真菌反应区22、细菌反应区23的真菌和细菌的菌种液和营养液的补充。
还可设置微生物培养罐60，以分别容置真菌菌液和细菌菌液，这样可以为真菌反应区22、细菌反应区23分别补充真菌菌种和细菌菌种。
上述除雾区24可以采用一切具有吸收水分的填料层。这里填料层可以采用公知的干燥剂。例如干燥剂可列举出物理吸附性干燥剂或反应性干燥剂，为物理吸附性干燥剂有如硅藻土、分子筛、蒙脱石、凹土干燥剂、纤维干燥剂等。反应性干燥剂有酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷，中性干燥剂如无水氯化钙，一般气体都能干燥，但无水氯化钙不能干燥氨气和乙醇，碱性干燥剂，如碱石灰(CaO与NaOH、KOH的混合物)、生石灰(CaO)、NaOH固体，用于干燥中性或碱性气体。
气相液膜接触区21、真菌反应区22、细菌反应区23和除雾区24可以依次层叠设置。这里，层叠设置是多个具有层结构的物件(例如薄膜等)采用一者贴合于另一者表面的堆叠方式。以A、B、C、D依次叠加设置为例，是指A的一个表面设置B、B的表面设置C、C的表面设置D，即按照某一方向(例如从上至下)，A、B、C、D依次排列。
可以理解的是，气相液膜装置20当然地包括容置气相液膜接触区21、真菌反应区22、细菌反应区23、除雾区24的外壁。该外壁较好地为塔性，以便于层叠设置的气相液膜接触区21、真菌反应区22、细菌反应区23和除雾区24。
为了容置经气相液膜接触区21经吸收的废液，可以设置水槽25。该水槽25可位于气相液膜接触区21的下方。这样，气相液膜接触区21内已吸附有机废气的非雾化状态的废液能在自身重力下落入到水槽25以被收集。
术语“膜生化反应器40”是指将膜对污染气体的选择性分离与生物降解相结合，微生物附着在浸没式膜生物反应器膜表面形成生物膜，膜两侧分别为气相和液相，废气中的污染物质通过膜到达生物膜表面被微生物降解。膜反应器中含高浓度的细菌和真菌，通过泵吸把细菌和真菌回用到生物反应槽中，利用细菌适于处理亲水性物质和真菌适于处理疏水性物质的特性，构建了细菌-真菌复合式生物反应，在反应的不同区域分别接种细菌和真菌去除废气中不同类型的污染物。
可列举出一种膜生化反应器40的结构。膜生化反应器40可以包括一厌氧池41，用以将反应塔处理得到的气相液膜装置20处理所得到的废液进行厌氧反应；和一好氧池42，用以经所述厌氧池41处理所得到的液体进行好氧反应。
这样，气相液膜装置20处理所得到的废液经过厌氧反应后，再通过好氧反应。
此处厌氧反应，即厌氧消化法，是在无氧的条件下，借兼性菌及专性厌氧细菌降解有机污染物，分解的产物是以甲烷为主的消化气(沼气、生物气)。
有机废气厌氧分解的全过程细分又可分为三个阶段，第一阶段为水解发酵阶段(即酸性消化)，此阶段利用的是兼性水解发酵细菌(即产酸菌)，将复杂有机物---碳水化合物、蛋白质和脂类等发酵成为有机酸、醇类、CO2、H2、NH3和H2S等；第二阶段为产氢产乙酸阶段，此阶段利用的是专性厌氧的产氢产乙酸细菌，将第一阶段细菌的代谢产物---丙酸及其它脂肪酸、醇类和某些芳香酸转化为乙酸、CO2和H2；第三阶段为产甲烷阶段，此阶段利用产甲烷菌将第一、第二阶段产生的乙酸、CO2和H2为主要基质(还有甲酸、甲醇及甲胺)最终转化为甲烷和CO2，产甲烷菌包括两种特异性很强的细菌：一种主要利用H2把CO2还原为CH4；另一种产甲烷菌主要以乙酸为基质(也可利用甲醇和甲胺)，把它分解为CH4和CO2。在这一阶段中，据研究还有一种同型产乙酸菌可把CO2和H2合成为乙酸。
厌氧池41可装有生物填料，可向生物填料中加入驯化菌种。本例中，厌氧池41可设有具有搅拌作用的曝气件。
上述好氧吃利用好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物。好氧池42可以设置鼓风机(图中未示出)，这样实现鼓风机供给新鲜空气到好氧池42。
上述未述及之处，适用于现有技术。
尽管以上较多使用了表示结构的术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种有机废气处理装置，其特征在于，包括用于使用液体对有机废气进行处理的气相液膜装置，和用于将经所述气相液膜装置处理所得到的废液进行处理的膜生化反应器；所述气相液膜装置和膜生化反应器连通。
2.根据权利要求1所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述气相液膜装置包括用于使得有机废气和液体进行接触的气相液膜接触区、用于将经所述气相液膜接触区处理所得到的气体进行微生物反应的微生物反应区，和用于将所述微生物反应区处理所得到的气体进行除雾的除雾区；所述气相液膜接触区、微生物反应区和除雾区依次连通。
3.根据权利要求2所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述微生物反应区包括用于使用真菌进行微生物反应的真菌反应区和用于使用细菌进行微生物反应的细菌反应区。
4.根据权利要求3所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述气相液膜接触区、真菌反应区、细菌反应区和除雾区依次层叠设置。
5.根据权利要求3所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述气相液膜装置用以容置液体的水槽位于气相液膜接触区、真菌反应区、细菌反应区、除雾区的下方。
6.根据权利要求3所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述气相液膜装置的用以容置气相液膜接触区、真菌反应区、细菌反应区、除雾区的外壁为塔形。
7.根据权利要求3所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述真菌反应区、细菌反应区均设有喷液头。
8.根据权利要求6所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述膜生化反应器包括一厌氧池，用以将气相液膜装置处理所得到的废液进行厌氧反应；和一好氧池，用以经所述厌氧池处理所得到的液体进行好氧反应。
9.根据权利要求8所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述厌氧池设有曝气件。
10.根据权利要求8所述的有机废气处理装置，其特征在于，所述好氧池设有曝气件。
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