CN110026080B - 一种无害化处理有机废气的组合系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无害化处理有机废气的组合系统及工艺，该系统包括气动乳化吸收单元、生物过滤床、负压风机室和循环水处理池，整个组合系统呈层级分布，气动乳化吸收单元、生物过滤床、负压风机室依次分布，并设置在所述循环水处理池之上，气动乳化吸收单元和生物过滤床中流出的水可以直接流入到循环水处理池中。本发明对有机气体的漆雾(漆微粒)和挥发性漆溶剂气相污染物通过高传质的气动乳化吸收单元和生物过滤床吸收转移到水(液体)中，漆雾在水中形成漆渣悬浮在水(液体)上面，便于收集处理，水(液体)中的气相污染物通过生物菌群消化和降解消除这些污染物的二次污染，水(液体)循环利用，从而达到了有机废气的无害化处理的目的。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，特别涉及一种无害化处理有机废气的组合系统及工艺。
背景技术
在现有技术中，在机械、电气设备、家电、汽车、船舶、家具等行业中广泛应用喷漆工艺，喷漆所采用的喷涂剂主要为油漆，生产过程中有一定量的废气外排，废气的主要成分是油漆粉尘(漆雾)及挥发的苯及苯系物(简称VOC)等有机污染物，造成环境空气污染，必须进行治理达到环保排放要求，因此，喷漆室的废气处理是喷涂生产工序中的重要环节，现有的油漆废气处理方法主要有隔离法、燃烧法、吸收法、冷凝法、等离子低温催化氧化法、吸附法等等，这些方法均各有优缺点。
由于喷漆废气具有风量大，漆雾容易堵塞设备等处理难题，迄今为止还没有一种专门解决喷漆废气治理中的难题的处理设备和处理方法，有机废气的处理效果也不是很理想。例如，活性炭吸附法存在易堵塞、阻力大、再生费用高的缺点，因为单用活性炭吸附，活性炭很容易被废气中的粘稠剂、颜料和树脂等堵塞，而且堵塞后很难清理再被用来吸附。又如在喷枪的前方设置水幕，但是喷漆废气在只经过一道水洗处理后即排放时其颗粒物和VOC的浓度均超过国家排放标准，废气净化效果不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提出一种无害化处理有机废气的组合系统，该系统通过物理和生物相结合对有机废气进行彻底处理，实现有机废气的清洁排放。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种无害化处理有机废气的组合系统，包括气动乳化吸收单元、生物过滤床、负压风机室和循环水处理池，其中，
所述气动乳化吸收单元的顶部设有排风口，下侧部设有废气进口，底部设有排水口，气动乳化吸收单元内从下至上依次设有气动乳化装置、花板、送水管，所述气动乳化吸收单元与生物过滤床之间设有脱水区，脱水区内设有脱水层，脱水区底部设有排水口；
所述的生物过滤床包括若干依次串接的生物床模块，各生物床模块包括模块框架、废气进口、废气出口以及微生物载体，所述废气进口和废气出口上设有通风网，微生物载体设于模块框架与通风网围设成的空间内，所述微生物载体由载体填料和载体填料上的生物膜构成；经气动乳化吸收单元和脱水层处理的废气从第一个生物床模块的废气进口进入，并在最后一个生物床模块的废气出口排出，废气经过生物床模块时与生物膜充分接触，废气中的污染物转移到生物膜上，被生物上的微生物消化，从而得到净化。生物过滤床的顶部设有送液管/喷头组件，生物过滤床的底部设有积液盘，积液盘底部设有出水口；
所述的负压风机室设于生物过滤床的废气出口的一侧，所述负压风机室中设有引风机，引风机的排气管将生物过滤床处理过的气体排至大气中；
所述的循环水处理池连接气动乳化吸收单元的排水口和生物床单元的出水口，所述送水管通过第一循环管与循环水处理池连通，所述送液管/喷头组件通过第二循环管连通循环水处理池，且吸收单元循环管和生物床循环管上都设有送液泵。
循环水处理池中投放有微生物，用于接收气动乳化吸收单元的排水口和生物过滤床的出水口中流出的水，并对转移、溶解在水中的有机物进行分解消化。
进一步地，所述的循环水处理池包括依次连接的沉淀过滤池、调节池和循环水池，所述沉淀过滤池进行沉淀、过滤杂质，并完成污染物的生物菌分解消化，所述调节池完成污染物的进一步消化降解和微生物培养、修复生物菌体系，得到微生物数量和活力达到要求的循环用水进入循环水池中，所述的第一循环管和第二循环管的进水端连接循环水池。
进一步地，所述的循环水处理池还设有补水管，补水管连接沉淀过滤池。
进一步地，所述的载体填料为聚氨酯生物球或陶粒等填料，所述的载体填料和循环水处理池中的微生物为对有机物具有消化分解能力的微生物，具体可以是真菌和/或细菌结合的组合，如丝状真菌、酵母菌和假单胞杆菌、EM菌等等微生物的相互组合。
进一步地，所述的生物过滤床的上、下端分别设有道轨，所述的微生物载体模块通过道轨安装，便于对不工作的微生物模块载体进行更换。
进一步地，所述的气动乳化吸收单元和生物过滤床的顶部设有检修门，便于对可能堵塞的喷头进行修理和疏通。
进一步地，所述循环水处理池的调节池和循环水池中相对错开地设有若干隔板，使得其中的水的流动线路呈“S”形，有利于增加流动路程，增加微生物处理污染物的时间。
进一步地，所述组合系统呈层级分布，所述的气动乳化吸收单元、生物过滤床、负压风机室依次分布，并设置在所述循环水处理池之上，便于节省空间，同时气动乳化吸收单元和生物过滤床中流出的水可以直接流入到循环水处理池中。
所述气动乳化装置包括若干气动旋子筒，所述气动旋子筒包括筒体以及设于所述筒体下端入口中的气动旋子。当烟气经过气动旋子，风速加快，形成高速的气流，高速的气流作为动力与筒体上方流下的液体接触产生极大的剪切力，从而使气体与液体产生相互摩擦碰击；由于气体的粘度比液体小，撞击后的气体被分散成微气泡混合在液体中，形成了乳化层，达到了气体与液体的充分接触，加上高速气体作为动力，“气-液”之间的接触力增加，气体中物质获得了进入液体的动力，传质效率得到了提高。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明对有机气体的漆雾(漆微粒)和挥发性漆溶剂气相污染物通过高传质的气动乳化吸收单元和生物过滤床吸收转移到水(液体)中，漆雾在水中形成漆渣悬浮在水(液体)上面，便于收集处理，水(液体)中的气相污染物通过生物菌群消化和降解消除这些污染物的二次污染，水(液体)循环利用，从而达到了有机废气的无害化处理的目的。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的气动乳化吸收单元的侧视结构示意图；
图3为本发明的气动乳化吸收单元的俯视结构示意图；
图4为本发明的生物床模块的结构示意图；
图5为本发明的循环水处理池的俯视结构示意图；
图6为本发明实施例的气动旋子筒的立体结构示意图一；
图7为本发明实施例的气动旋子筒的立体结构示意图二；
图8为本发明的有机废气处理的工艺流程图。
图中：1-气动乳化吸收单元、101-气动旋子筒、102-花板、103-送水管、104-脱水层、105-脱水区、106-筒体、107气动旋子、11-排风口、12-废气进口、13-排水口；2-生物过滤床、201生物床模块、211-模块框架；212微生物载体；213-通风网；202-送液管/喷头组件、21-积液盘、22-出水口；3-负压风机室、31-引风机、32-排气管；4-循环水处理池、401-沉淀过滤池、402-调节池、403-循环水池；404-隔板；5-第一循环管；6-第二循环管；7-送液泵；8-补水管；9-检修门。
具体实施方式
为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将结合附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示的无害化处理有机废气的组合系统，包括气动乳化吸收单元1、生物过滤床2、负压风机室3和循环水处理池4。该组合系统呈层级分布，气动乳化吸收单元1、生物过滤床2、负压风机室3依次分布，并设置在循环水处理池4之上，便于节省空间，同时气动乳化吸收单元1和生物过滤床2中流出的水可以直接流入到循环水处理池4中。
如图2和3所示，气动乳化吸收单元1的顶部设有排风口11，下部设有废气进口12，单元底部设有排水口13，单元身内从下至上依次设有气动乳化装置、花板102、送水管103，气动乳化吸收单元1与生物过滤床2之间设有脱水区105，脱水区105内设有脱水层104，脱水区105底部同样设有排水口；如图6和7所示，本实施例的气动乳化装置为气动旋子筒101，其包括筒体106以及设于所述筒体106下端入口中的气动旋子107。当烟气经过气动旋子107后，风速加快，形成高速的气体，高速的气体作为动力与液体接触时产生极大的剪切力，使气体与液体产生相互摩擦碰击，由于气体的粘度比液体小，气体被分散成微气泡混合在液体中，形成了乳化层，达到了气体与液体的充分接触，加上高速气体作为动力，“气-液”之间的接触力增加，气体中物质获得了进入液体的动力，传质效率得到了提高。
生物过滤床2包括五个串联的生物床模块201，如图4所示，各生物床模块201包括模块框架211、废气进口、废气出口以及微生物载体212，废气进口和废气出口上设有通风网213，微生物载体212设于模块框架211与通风网213围设成的空间内，微生物载体212由载体填料和载体填料上的生物膜构成；经气动乳化吸收单元1和脱水层105处理的废气从第一个生物床模块201的废气进口进入，并在最后一个生物床模块201的废气出口排出，废气经过生物床模块201时与生物膜充分接触，废气中的污染物转移到生物膜上，被生物上的微生物消化，从而得到净化。生物过滤床2的顶部设有送液管/喷头组件202，生物过滤床2的底部设有积液盘21，积液盘21底部设有出水口22；而生物过滤床2的上、下端分别设有道轨，生物床模块201通过道轨安装在生物过滤床2中形成首尾相连的串联结构，便于对不工作的生物床模块201进行更换，本实施例的道轨参照于日常生活中常见的推拉门的工作原理，在生物床模块201上、下安装凸轨，在生物过滤床2内壁对应位置安装凹槽即可实现生物床模块201在生物过滤床2上推拉；
负压风机室3设于生物过滤床2的废气出口的一侧，负压风机室3中设有引风机31，引风机31的排气管32将生物过滤床2处理过的气体排至大气中；
循环水处理池4中投放有微生物，用于接收气动乳化吸收单元1的排水口13和生物过滤2下方的出水口22中流出的水，并对溶解在水中的有机物进行分解消化，送水管103通过第一循环管5与循环水处理池4连接，送液管/喷头组件202通过第二循环管6连接循环水处理池4，且第一循环管5和第二循环管6上都设有送液泵7。
本实施例中，如图5所示，循环水处理池4包括依次连接的沉淀过滤池401、调节池402和循环水池403，沉淀过滤池401进行沉淀、过滤杂质，并完成污染物的生物菌分解消化，调节池402完成污染物的进一步消化降解和微生物培养、修复生物菌体系，得到微生物数量和活力达到要求的循环用水进入循环水池403中，第一循环管5和第二循环管6的进水端连接循环水池403，此外，循环水处理池4还设有补水管8，补水管8连接沉淀过滤池401。
本实施例的载体填料为聚氨酯生物球、陶粒等填料，载体填料和循环水处理池4中的微生物为对有机物具有消化分解能力的微生物，具体可以是真菌和/或细菌结合的组合，如丝状真菌、酵母菌和假单胞杆菌、EM菌等等微生物的相互组合。
进一步地，气动乳化吸收单元1和生物过滤床2对应的区域在顶部位置设有检修门9，便于对可能堵塞的喷头进行修理和疏通。
本实施例的循环水处理池4的调节池402和循环水池403中相对错开地设有若干隔板404，使得其中的水的流动路线呈“S”形，有利于增加流动路程，增加微生物处理污染物的时间。
如图8所示，该组合系统的工作过程和原理：
收集的喷漆有机废气通过管道引进系统的入风口，即气动乳化吸收单元1的废气进口12，废气在气动乳化吸收单元1中由下向上流动，经过气动旋子筒101，形成高速旋切的气流，气流与进入气动旋子筒101的水接触混合形成了乳化层，随着不断进入气动旋子筒101的水补充形成乳化层，吸收了有机废气的水被新进入气动旋子筒101的水替代，从气动旋子筒101下部的气动旋子107排出，进入沉淀过滤池401中处理。这是因为有机废气的风压与形成乳化层的风阻是平衡的，补充进来的水进入多少，就是排出多少吸收了有机废气的水，这是一个连续过程。进入气动旋子筒101的有机废气经过与水充分接触形成的乳化层，使得气液的充分混合接触，有机废气转移到水中，得到了净化，带着水雾在气动乳化吸收单元内向上流动，从排风口进入脱水区105，经脱水层104脱除水雾，经过初步吸收处理的有机废气在进入生物过滤床2中继续处理；其中的脱水层104的原理，是带水雾的气体撞击脱水层104，水雾在脱水板上凝聚形成水滴，其关键是改变气流方向迫使气体与板撞击，因此本实施例中脱水板设置为“W”形。
气动乳化吸收单元1中有机废气与水充分接触进入水中，乳化层中气流分散成小气泡，与液体充分接触、洗涤，使废气中的漆雾(微粒)和气体中的相当部分的有机成分转移到液体中去，达到了处理漆雾、尘粒和减低废气有机气体的浓度的目的，经过气动乳化吸收单元1的洗涤，进入生物过滤床2中的有机废气去除了超过60％的有机气体和超过80％的漆雾，明显减少了进入生物过滤床2的污染物。进入生物过滤床2的废气连续地在多个生物床模块201中与微生物菌和水膜充分接触，进一步从废气中去除气体污染物，最终达到净化废气，达标排放的目的。
循环水处理池首先对气动乳化吸收单元1回流的水进行处理，因为从气动乳化吸收单元1中流出的液体含有很高浓度的有机污染物，需要在沉淀过滤池401中进行除漆渣和有机物生物菌降解，如苯、甲醛等有机成分，然后把经过预处理过的水送到调节池402，进行深度处理，调节池402具有生物菌消化降解废气污染物和培育、修复生物菌体系的功能。沉淀过滤池401和调节池402对气动乳化吸收单元1处理过的水体和生物过滤床2回流的水体进行消化降解处理、修复生物菌体系后，水进入循环水池403中等待分别送到气动乳化吸收单元1和生物过滤床2进行新一轮的喷洒。
循环水处理池4中投放有生物菌，生物菌是由优选的对有机废气有消化分解能力的多种微生物组合，针对污染物的不同和浓度驯化组合。这些循环水具有消化降解有机成分，使这些污染物(如苯、甲醛等)分解成无害的碳水化合物和二氧化碳等，同时生物菌作为废气与液体传质的媒体，提高传质率，并在气液接触时直接参与消化和降解废气中的污染物，有效提高装置的处理效率。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无害化处理有机废气的组合系统，其特征在于，包括气动乳化吸收单元、生物过滤床、负压风机室和循环水处理池，所述组合系统呈层级分布，所述的气动乳化吸收单元、生物过滤床、负压风机室依次分布，并设置在所述循环水处理池之上，其中，
所述气动乳化吸收单元的顶部设有排风口，下侧部设有废气进口，底部设有排水口，气动乳化吸收单元内从下至上依次设有气动乳化装置、花板、送水管，所述气动乳化吸收单元与生物过滤床之间设有脱水区，脱水区内设有脱水层，脱水区底部设有排水口；
所述的生物过滤床包括若干依次串接的生物床模块，各生物床模块包括模块框架、废气进口、废气出口以及微生物载体，所述废气进口和废气出口上设有通风网，微生物载体设于模块框架与通风网围设成的空间内，所述微生物载体由载体填料和载体填料上的生物膜构成；此外，生物过滤床的顶部设有送液管/喷头组件，生物过滤床的底部设有积液盘，积液盘底部设有出水口；
所述的负压风机室设于生物过滤床的废气出口的一侧，所述负压风机室中设有引风机，引风机的排气管将生物过滤床处理过的气体排至大气中；
所述的循环水处理池连接气动乳化吸收单元的排水口和生物床单元的出水口，所述送水管通过第一循环管与循环水处理池连通，所述送液管/喷头组件通过第二循环管连通循环水处理池，且吸收单元循环管和生物床循环管上都设有送液泵；
所述的循环水处理池中投放有微生物，循环水处理池包括依次连接的沉淀过滤池、调节池和循环水池，所述的第一循环管和第二循环管的进水端连接循环水池。
2.根据权利要求1所述的无害化处理有机废气的组合系统，其特征在于，所述的循环水处理池还设有补水管，补水管连接沉淀过滤池。
3.根据权利要求1所述的无害化处理有机废气的组合系统，其特征在于，所述的载体填料为聚氨酯生物球或陶粒填料。
4.根据权利要求1所述的无害化处理有机废气的组合系统，其特征在于，所述的生物过滤床的上、下端分别设有道轨，所述的微生物载体模块通过道轨安装。
5.根据权利要求1所述的无害化处理有机废气的组合系统，其特征在于，所述的气动乳化吸收单元和生物过滤床的顶部设有检修门。
6.根据权利要求1所述的无害化处理有机废气的组合系统，其特征在于，所述循环水处理池的调节池和循环水池中相对错开地设有若干隔板，使水的流动路线呈“S”形。
7.根据权利要求1所述的无害化处理有机废气的组合系统，其特征在于，所述气动乳化装置包括若干气动旋子筒，所述气动旋子筒包括筒体以及设于所述筒体下端入口中的气动旋子。
8.使用权利要求1-7任一项所述的无害化处理有机废气的组合系统无害化处理有机废气的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、收集的喷漆有机废气通过管道引进气动乳化吸收单元的废气进口，废气由下向上流动，与液体充分接触、洗涤，使废气中的漆雾和气体中的相当部分的有机成分转移到液体中去，液体从气动旋子筒下部排出，进入循环水处理池的沉淀过滤池中；
S2、有机废气经气动乳化吸收单元和脱水层处理从第一个生物床模块的废气进口进入，并在最后一个生物床模块的废气出口排出，废气经过生物床模块时与生物膜充分接触，废气中的污染物转移到生物膜上，被生物上的微生物消化，从而得到净化，生物过滤床的顶部设有送液管/喷头组件，生物过滤床的底部设有积液盘，积液盘底部设有出水口，水进入循环水处理池；
S3、循环水处理池的沉淀过滤池和调节池对气动乳化吸收单元处理过的水体和生物过滤床回流的水体进行消化降解处理、修复生物菌体系后，水进入循环水池中等待分别送到气动乳化吸收单元和生物过滤床进行新一轮的喷洒，实现循环。
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