CN114028940A - 一种装配式有机污染废气处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式有机污染废气处理装置及方法，属于废气处理技术领域。所述装配式有机污染废气处理装置包括生物滴滤塔、营养液储液罐和吸附光催化设备，所述生物滴滤塔内设有生物载体填料和循环营养液喷淋口，所述循环营养液喷淋口与营养液储液罐连通，所述营养液储液罐还与生物滴滤塔连通；营养液储液罐内的营养液通过循环营养液喷淋口对生物载体填料喷淋营养液；所述生物滴滤塔与吸附光催化设备连接，所述吸附光催化设备包括吸附材料和UV光源。本发明能够保证有机废气物处理过程的高效性和连续性，大幅度提高有机污染废气的处理效果，减少有机污染废气的泄露，并且能大幅度提高安装和使用效果，降低人工安装成本。

Description

一种装配式有机污染废气处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种装配式有机污染废气处理装置及方法，属于有机污染废气处理技术领域。
背景技术
有机污染废气物是指以有机化合物(VOCs)为主的挥发性气体，排放到大气中的有机物污染废气是光化学烟雾和PM 2.5的重要前驱体，破坏大气层，严重污染环境，危害人体健康和动植物的生长，是一类对人类和环境都有严重危害的气体。
有机污染废气治理技术主要包括吸附、吸收、生物和催化等工艺方法，生物滴滤塔系统中，需要处理的废气通过填充床，用含有生物系统所需要的基本营养物质的水溶液连续或间歇地进行灌溉，来自外部来源的微生物接种到包装材料表面并形成生物膜。污染物最初被生物膜周围的水膜吸收，然后被生物膜降解。生物滴滤塔系统具有运行成本低、投资成本低、长期运行压降低，能够集中处理，有机污染废气酸性降解产物和酸性恶臭气体等优点。此外，吸附耦合光催化反应在吸附耦合光催化降解污染物过程中发挥着重要的作用，尤其是对于有机污染废气降解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配式有机污染废气处理装置及方法，该装配式有机污染废气处理装置及方法保证了有机废气物处理过程的高效性和连续性，减少有机污染废气的泄露，并且能大幅度提高安装和使用效果，降低人工安装成本。
本发明提供了一种装配式有机污染废气处理装置，包括生物滴滤塔、营养液储液罐和吸附光催化设备，所述生物滴滤塔内设有生物载体填料和循环营养液喷淋口，所述循环营养液喷淋口与营养液储液罐连通，所述营养液储液罐还与生物滴滤塔连通；营养液储液罐内的营养液通过循环营养液喷淋口对生物载体填料喷淋营养液；所述生物滴滤塔与吸附光催化设备连接，所述吸附光催化设备包括吸附材料和UV光源，所述吸附材料用于吸附有机污染废气，所述UV光源用于对吸附有机污染废气的吸附材料进行光催化，分解去除吸附的有机污染废气。
本发明的一种实施方式中，所述生物滴滤塔的侧壁开设有总进气口和湿度检测以及取样口，生物滴滤塔顶部开设有生物滴滤塔出气口；所述吸附光催化设备还包括进气口、检查口和出气口，所述进气口与生物滴滤塔的生物滴滤塔出气口连通。
本发明的一种实施方式中，所述循环营养液喷淋口与营养液储液罐之间设有流量计、阀门和液压泵。
本发明的一种实施方式中，所述吸附材料位于吸附光催化设备内壁的左右两侧和底部，所述进气口与吸附光催化设备内壁左侧的吸附材料相连，所述出气口与吸附光催化设备内壁右侧的吸附材料相连。
本发明的一种实施方式中，所述进气口、检查口和出气口均位于吸附光催化设备的顶端，检查口位于进气口与出气口之间，所述检查口用于检查和更换UV光源的灯管。
本发明的一种实施方式中，还包括高强度装配式设备基础，所述高强度装配式设备基础上方设有若干个定位安装台，所述生物滴滤塔、营养液储液罐和吸附光催化设备均通过定位安装台与高强度装配式设备基础连接。
本发明的一种实施方式中，所述生物滴滤塔与吸附光催化设备之间安装有气阀和气体转子流量计。
本发明的一种实施方式中，所述生物滴滤塔内还设有保温层；所述生物载体填料为多孔聚丙烯多面球；所述吸附材料为TiO2。
本发明还提供了一种装配式有机污染废气处理方法，包括生物处理阶段和深度处理阶段；
所述生物处理阶段包括：有机污染废气首先通过生物滴滤塔对有机污染废气进行加热洗涤，以除去废气中的颗粒物、油气及酸性气体，将洗涤之后的废气中的污染物溶解在水中，通过微生物将有机污染物捕获、吸收，并利用微生物自身的代谢过程将有机污染物分解、转化为无害的化合物；
所述深度处理阶段包括：通过吸附光催化设备对生物处理阶段处理后的废气中依次进行吸附过滤处理和光催化处理，通过吸附材料对有机污染废气进行吸附，通过UV光源作用在吸附材料上，通过光催化作用将吸附的有机污染废气分解去除。
本发明的一种实施方式中，所述装配式有机污染废气处理方法包括如下具体步骤：
S1、有机污染废气从总进气口进入生物滴滤塔，进气量控制在300ml/min，进气浓度控制在400mg/m3，进气在生物滴滤塔停留时间为120s；
S2、生物载体填料为多孔聚丙烯多面球，并接种活性污泥；
S3、循环营养液喷淋口的喷淋时间为每天12h，控制循环营养液喷淋量为200mL/min，通过添加pH缓冲液控制营养液pH值在7.0～8.0；
S4、对生物滴滤塔喷涂保温层，并控制生物滴滤塔内温度在20～32摄氏度；
S5、反应结束后，有机废气通过生物滴滤塔出气口进入吸附光催化设备；
S6、通过气阀调节将生物滴滤塔的出气流量，保证有机废气进入吸附光催化设备气体流量为300ml/min；
S7、吸附光催化设备中的吸附材料吸附有机废气；
S8、UV光源照射波长设为185～190nm，UV光源通过光催化作用将吸附材料吸附的有机污染废气分解去除。
有益效果
1.本发明利用生物滴滤塔耦合吸附光催化设备来处理有机污染废气，有机污染废气先通过生物滴滤塔，通过生物降解作用对有机污染废气进行预处理；将预处理后的气体再通过吸附光催化设备进行深度处理，生物耦合吸附催化方法能大幅度提高有机污染废气的处理效果，大大提高VOCs的去除率。
2.本发明生物滴滤塔内设有生物载体填料和循环营养液喷淋口，循环营养液喷淋口与营养液储液罐连通；营养液储液罐内的营养液通过循环营养液喷淋口对生物载体填料喷淋营养液，对生物载体填料喷淋后的营养液沉到生物滴滤塔的塔底，所述生物滴滤塔与营养液储液罐连通，通过此种方式实现了营养液的循环利用，节约资源，降低成本。
3.本发明装配式有机污染废气处理装置效率高，精度高，质量高，设置的高强度装配式设备基础和定位安装台，能大幅度提高安装和使用效果，降低人工安装成本。
附图说明
图1为本发明装配式有机污染废气处理装置的结构示意图。
图2为本发明高强度装配式设备基础的结构示意图。
其中：生物滴滤塔1-1、总进气口1、湿度检测以及取样口2、保温层3、生物载体填料4、循环营养液喷淋口5、生物滴滤塔出气口6、流量计7、阀门8、液压泵9、营养液储液罐10、气体转子流量计11、吸附光催化设备2-1、有进气口12、吸附材料13、UV光源14、检查口15、出气口16、高强度装配式设备基础17、定位安装台18。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1
一种装配式有机污染废气处理装置，如图1所示，包括生物滴滤塔1-1、营养液储液罐10和吸附光催化设备2-1，所述生物滴滤塔1-1内设有生物载体填料4和循环营养液喷淋口5，生物滴滤塔1-1的侧壁开设有总进气口1和湿度检测以及取样口2，生物滴滤塔1-1顶部开设有生物滴滤塔出气口6。
所述循环营养液喷淋口5与营养液储液罐10连通，循环营养液喷淋口5与营养液储液罐10之间设有流量计7、阀门8和液压泵9，所述营养液储液罐10还与生物滴滤塔1-1连通；营养液储液罐10内的营养液通过液压泵9、阀门8和流量计7进入到循环营养液喷淋口5，循环营养液喷淋口5对生物载体填料4喷淋营养液。所述生物载体填料4的数量至少为一个，在本实施例中，生物载体填料4的数量为两个，对生物载体填料4喷淋后的营养液沉到生物滴滤塔1-1的塔底，所述生物滴滤塔1-1的塔底与营养液储液罐10连通，通过此种方式实现了营养液的循环利用。
所述生物滴滤塔1-1与吸附光催化设备2-1连接，所述吸附光催化设备2-1包括进气口12、吸附材料13、UV光源14、检查口15和出气口16，所述进气口12与生物滴滤塔1-1的生物滴滤塔出气口6连通，所述吸附材料13位于吸附光催化设备2-1内壁左右两侧和底部，所述进气口12与吸附光催化设备2-1内壁左侧的吸附材料13相连，所述出气口16与吸附光催化设备2-1内壁右侧的吸附材料13相连。所述吸附材料13用于吸附有机污染废气，所述UV(紫外)光源14用于对吸附有机污染废气的吸附材料13进行光催化作用，分解去除吸附的有机污染废气，UV光源14位于吸附光催化设备2-1内部的中部，能够保证UV全波段光充分照射到吸附材料13上，提高光催化性能。所述进气口12、检查口15和出气口16均位于吸附光催化设备2-1的顶端，检查口15位于进气口12与出气口16之间，所述检查口15用于检查和更换UV光源的灯管。
如图2所示，所述装配式有机污染废气处理装置还包括高强度装配式设备基础17，所述高强度装配式设备基础17上方设有若干个定位安装台18，所述生物滴滤塔1-1、营养液储液罐10和吸附光催化设备2-1均通过定位安装台18与高强度装配式设备基础17连接。通过此种方式，实现了可拆卸，大幅度提高了安装和使用效果，降低人工安装成本，便捷实用。
进一步地，所述生物滴滤塔1-1与吸附光催化设备2-1之间安装有气阀和气体转子流量计11，并通过气阀和气体转子流量计11控制气体的流速。
进一步地，所述生物滴滤塔1-1内还设有保温层3。
进一步地，所述生物载体填料4为多孔聚丙烯多面球。
进一步地，所述吸附材料13优先为TiO2(二氧化钛)。
实施例2
一种装配式有机污染废气处理方法，应用了实施例1提供的装配式有机污染废气处理装置，包括生物处理阶段和深度处理阶段，
所述生物处理阶段包括：有机污染废气首先通过生物滴滤塔1-1对有机污染废气进行加热洗涤，以除去废气中的颗粒物、油气及酸性气体，将洗涤之后的废气中的污染物溶解在水中，通过微生物将有机污染物捕获、吸收，并利用微生物自身的代谢过程将有机污染物分解、转化为无害的化合物；
所述深度处理阶段包括：通过吸附光催化设备2-1对生物处理阶段处理后的废气中依次进行吸附过滤处理和光催化处理，通过TiO2对有机污染废气进行吸附，通过UV光源作用在TiO2上，通过光催化作用将吸附的有机污染废气分解去除。
所述装配式有机污染废气处理方法具体包括如下步骤：
S1、有机污染废气从总进气口1进入生物滴滤塔1-1，进气量控制在300ml/min，进气浓度控制在400mg/m3，进气在生物滴滤塔1-1停留时间为120s；
S2、生物载体填料为多孔聚丙烯多面球，并接种活性污泥；
S3、循环营养液喷淋口5的喷淋时间为每天12h，控制循环营养液喷淋量为200mL/min，通过添加pH缓冲液控制营养液pH值在7.0～8.0；
S4、对生物滴滤塔1-1喷涂保温层3，并控制生物滴滤塔1-1内温度在20～32摄氏度；
S5、反应结束，有机废气通过生物滴滤塔出气口6进入吸附光催化设备2-1；
S6、通过气阀调节将生物滴滤塔1-1的出气流量，保证有机废气进入吸附光催化设备1-2气体流量为300ml/min；
S7、吸附光催化设备1-2中的吸附材料13吸附有机废气；
S8、UV光源照射波长设为185～190nm，UV光源通过光催化作用将吸附材料13吸附的有机污染废气分解去除。
经过测定，经过本发明处理后的有机污染废气含量为15.68mg/m3，VOCs去除率可达96.08％。
对比例1
参照实施例2，使用单一生物滴滤塔1-1处理有机污染废气，其余条件和步骤与实施例2相同，进行处理。
经过测定，经单一生物滴滤塔1-1处理后的有机污染废气含量为120mg/m3，VOCs去除率可达70％。
对比例2
参照实施例2，使用单一吸附光催化设备2-1处理有机污染废气，其余条件和步骤与实施例2相同，进行处理。
经过测定，经单一吸附光催化设备2-1处理后的有机污染废气含量为73.76mg/m3，VOCs去除率可达81.56％。
结论：对比实施例2、对比例1和对比例2可以发现，基于本发明的方法步骤，若省略深度处理阶段，即省略吸附光催化设备2-1，只使用单一生物滴滤塔1-1处理有机污染废气，VOCs去除率大幅降低；若省略生物处理阶段，即省略生物滴滤塔1-1，只使用单一吸附光催化设备2-1处理有机污染废气，VOCs去除率也有较大幅降低。因此，生物处理阶段与深度处理阶段两者缺一不可，结合生物处理与深度处理的优点，方可实现VOCs的高去除率，大幅度提高有机污染废气的处理效果。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同更换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式有机污染废气处理装置，其特征在于，包括生物滴滤塔、营养液储液罐和吸附光催化设备，所述生物滴滤塔内设有生物载体填料和循环营养液喷淋口，所述循环营养液喷淋口与营养液储液罐连通，所述营养液储液罐还与生物滴滤塔连通；营养液储液罐内的营养液通过循环营养液喷淋口对生物载体填料喷淋营养液；所述生物滴滤塔与吸附光催化设备连接，所述吸附光催化设备包括吸附材料和UV光源，所述吸附材料用于吸附有机污染废气，所述UV光源用于对吸附有机污染废气的吸附材料进行光催化，分解去除吸附的有机污染废气。
2.根据权利要求1所述的装配式有机污染废气处理装置，其特征在于，所述生物滴滤塔的侧壁开设有总进气口和湿度检测以及取样口，生物滴滤塔顶部开设有生物滴滤塔出气口；所述吸附光催化设备还包括进气口、检查口和出气口，所述进气口与生物滴滤塔的生物滴滤塔出气口连通。
3.根据权利要求2所述的装配式有机污染废气处理装置，其特征在于，所述循环营养液喷淋口与营养液储液罐之间设有流量计、阀门和液压泵。
4.根据权利要求3所述的装配式有机污染废气处理装置，其特征在于，所述吸附材料位于吸附光催化设备内壁的左右两侧和底部，所述进气口与吸附光催化设备内壁左侧的吸附材料相连，所述出气口与吸附光催化设备内壁右侧的吸附材料相连。
5.根据权利要求4所述的装配式有机污染废气处理装置，其特征在于，所述进气口、检查口和出气口均位于吸附光催化设备的顶端，检查口位于进气口与出气口之间，所述检查口用于检查和更换UV光源的灯管。
6.根据权利要求1-5任一所述的装配式有机污染废气处理装置，其特征在于，还包括高强度装配式设备基础，所述高强度装配式设备基础上方设有若干个定位安装台，所述生物滴滤塔、营养液储液罐和吸附光催化设备均通过定位安装台与高强度装配式设备基础连接。
7.根据权利要求5所述的装配式有机污染废气处理装置，其特征在于，所述生物滴滤塔与吸附光催化设备之间安装有气阀和气体转子流量计。
8.根据权利要求5所述的装配式有机污染废气处理装置，其特征在于，所述生物滴滤塔内还设有保温层；所述生物载体填料为多孔聚丙烯多面球；所述吸附材料为TiO2。
9.一种装配式有机污染废气处理方法，其特征在于，应用了权利要求1-8任一所述的装配式有机污染废气处理装置，包括生物处理阶段和深度处理阶段；
所述生物处理阶段包括：有机污染废气首先通过生物滴滤塔对有机污染废气进行加热洗涤，以除去废气中的颗粒物、油气及酸性气体，将洗涤之后的废气中的污染物溶解在水中，通过微生物将有机污染物捕获、吸收，并利用微生物自身的代谢过程将有机污染物分解、转化为无害的化合物；
所述深度处理阶段包括：通过吸附光催化设备对生物处理阶段处理后的废气中依次进行吸附过滤处理和光催化处理，通过吸附材料对有机污染废气进行吸附，通过UV光源作用在吸附材料上，通过光催化作用将吸附的有机污染废气分解去除。
10.根据权利要求9所述的装配式有机污染废气处理方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1、有机污染废气从总进气口进入生物滴滤塔，进气量控制在300ml/min，进气浓度控制在400mg/m3，进气在生物滴滤塔停留时间为120s；
S2、生物载体填料为多孔聚丙烯多面球，并接种活性污泥；
S3、循环营养液喷淋口的喷淋时间为每天12h，控制循环营养液喷淋量为200mL/min，通过添加pH缓冲液控制营养液pH值在7.0～8.0；
S4、对生物滴滤塔喷涂保温层，并控制生物滴滤塔内温度在20～32摄氏度；
S5、反应结束后，有机废气通过生物滴滤塔出气口进入吸附光催化设备；
S6、通过气阀调节将生物滴滤塔的出气流量，保证有机废气进入吸附光催化设备气体流量为300ml/min；
S7、吸附光催化设备中的吸附材料吸附有机废气；
S8、UV光源照射波长设为185～190nm，UV光源通过光催化作用将吸附材料吸附的有机污染废气分解去除。
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