CN203316004U - 一种工业有机废气处理系统 - Google Patents

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吴艳娣
陈志平
杨浩文
方卫
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Abstract

本实用新型公开了一种工业有机废气处理系统，包括有机废气输送单元、第一营养液循环单元、第一生物处理段、第二生物处理段、第二营养液循环单元、有机废气排出装置；所述有机废气输送单元由风机、与风机相连的风管构成；所述的风管连通到第一生物处理段；所述的第一生物处理段通过风道与第二生物处理段相连；所述的第一营养液循环单元由第一营养箱、第一水泵、第一喷淋装置、第一回流管构成；所述的第二营养液循环单元由第二营养箱、第二水泵、第二喷淋装置、第二回流管构成。本实用新型的系统采用两个生物处理段，并添加表活剂改善废气中疏水性VOCs的传质，提高了工业废气的生物净化效率。

Description

一种工业有机废气处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种工业有机废气处理系统。
背景技术
工业有机废气（VOCs）主要来源于石油化工、制药、印刷、喷漆、制鞋等行业生产过程中排放的气态有机废物；其成分复杂，涉及烷烃、不饱和烃、苯系物、醇类、醛酮类、酯类、卤代烃等。我国的工业有机废气（VOCs）主要由烷烃(20%)、不饱和烃（21%）和苯系物（30%）构成，表现出较高的大气氧化活性和毒性，其中毒性VOCs的排放比重占30%，严重威胁人们的健康水平。
生物技术是一种运行成本低、无二次污染的环境友好型技术，其运行成本低，一般不到燃烧法的十分之一，除了收集气体的风机消耗电能外，几乎不需要消耗其它的原料和能源。生物法对挥发性有机物处理效果的好坏与挥发性有机物在生物膜内的溶解性密切相关。由于VOCs大多是疏水性物质，在水相中的溶解度有限，而污染物降解菌对生存环境又要求具有一定的湿度，填料的水含量对于滤床的净化效果有较大的影响。因此，在传统的生物法中，疏水性VOCs从气相到生物膜的传质过程中存在较大阻力，从而导致生物法去除疏水性有机物的效率相对较差。为了解决这一问题，将非离子型表面活性剂添加于喷淋液中，用以改善生物法对VOCs废气的净化效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种工业有机废气处理系统。
本实用新型所采取的技术方案是：
一种工业有机废气处理系统，其特征在于：包括有机废气输送单元、第一营养液循环单元、第一生物处理段、第二生物处理段、第二营养液循环单元、有机废气排出装置；所述有机废气输送单元由风机、与风机相连的风管构成；所述的风管连通到第一生物处理段；所述的第一生物处理段通过风道与第二生物处理段相连；所述的第一营养液循环单元由第一营养箱、第一水泵、第一喷淋装置、第一回流管构成；所述的第二营养液循环单元由第二营养箱、第二水泵、第二喷淋装置、第二回流管构成。
所述的第一营养箱为一储存营养液与提供营养液给第一喷淋装置喷淋的设备。
所述的营养液含有氮源、无机盐、非离子型表面活性剂。
所述的第二营养箱为一储存二沉池出水与提供二沉池出水给第二喷淋装置喷淋的设备。
如果工业有机废气中所含的亲水性污染物浓度大于50ppm，所述的二沉池出水中则额外添加有氮源和无机盐。
所述的第一生物处理段的填料为无机填料。
所述的无机填料包括竹炭、陶粒和火山岩。
所述的第二生物处理段的填料为无机、有机混合填料。
所述的无机、有机混合填料由松树皮、堆肥、陶粒和石灰石组成。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的系统采用两个生物处理段，并添加表活剂改善废气中疏水性VOCs的传质，提高了工业废气的生物净化效率。
具体来说：本实用新型的系统设置两段式生物处理方式，并在其中一段添加非离子型表面活性剂增溶，提高疏水性VOCs的传质效率，有效地加强了生物法处理VOCs废气的处理效率，解决了石油化工、喷漆涂料等行业因采用催化燃烧法投资费用过高、吸收法运行费用高而难以被企业承受的问题。
利用本实用新型处理有机废气时，当废气中疏水性污染物浓度>>亲水性污染物浓度时，在不改变装置总占地面积的基础上，可适当增加生物滴滤段的面积，相应减小生物过滤段的面积；反之，则适当减小生物滴滤段的面积，相应增加生物过滤段的面积。该一体化系统具有灵活可变性，可根据处理废气的成分及浓度灵活配置，在不改变装置的造价及占地面积基础上，使废气的处理效果达到最优。
通过改进以上工艺，使得VOCs生物处理效率更加稳定，且由于非离子型表面活性剂的增溶效果，可将生物处理VOCs的停留时间缩短6s以上，从而减小系统的占地面积。
附图说明
图1是本实用新型系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对实用新型做进一步的说明：
一种工业有机废气处理系统，包括有机废气输送单元、第一营养液循环单元、第一生物处理段、第二生物处理段、第二营养液循环单元、有机废气排出装置；
所述有机废气输送单元由风机1、与风机1相连的风管2构成；所述的风管2连通到第一生物处理段3；所述的第一生物处理段3通过风道5与第二生物处理段4相连；
所述的第一营养液循环单元由第一营养箱81、第一水泵71、第一喷淋装置61、第一回流管121构成；
所述的第二营养液循环单元由第二营养箱82、第二水泵72、第二喷淋装置62、第二回流管122构成；
所述的第一营养箱81与第一水泵71相连，第一水泵71与第一喷淋装置61相连，第一营养箱81通过第一回流管121与第一生物处理段3相连；
所述的第二营养箱82与第二水泵72相连，第二水泵72与第二喷淋装置62相连，第二营养箱82通过第二回流管122与第二生物处理段4相连；
所述的第一喷淋装置61位于第一生物处理段3上方；所述的第二喷淋装置62位于第二生物处理段4上方。
还包括控制柜11，所述控制柜11控制风机1、第一水泵71、第二水泵72的开关。
所述的第一水泵71设于第一营养箱81的箱体外部，第二水泵72设于第二营养箱82的箱体外部。
所述的风管2上设有第一检测仪101，有机废气排出装置9（本发明中，有机废气排出装置9为烟囱，用于排出经过生物处理段处理后达到排放要求的工业有机废气）旁设有第二检测仪102。
第一营养箱为一储存营养液与提供营养液给第一喷淋装置喷淋的设备。所述的营养液含有氮源、无机盐、非离子型表面活性剂。所述的第二营养箱为一储存二沉池出水与提供二沉池出水给第二喷淋装置喷淋的设备。如果工业有机废气中所含的亲水性污染物浓度大于50ppm，所述的二沉池出水中则额外添加有氮源和无机盐。所述的第一生物处理段的填料为无机填料。所述的无机填料包括竹炭、陶粒和火山岩。所述的第二生物处理段的填料为无机、有机混合填料。所述的无机、有机混合填料由松树皮、堆肥、陶粒和石灰石组成。
系统运行的时候，风机将工业有机废气通过玻璃钢风管输送到第一生物处理段，第一生物处理段中的生物填料表面覆盖有含非离子型表面活性剂的水层，废气中的疏水性VOCs与填料接触后，非离子型表面活性剂使VOCs增溶，从气相传质至水相中，水相中的VOCs进一步被微生物吸附、吸收，转化为其自身的营养物质，进入微生物的自身循环过程，从而达到降解的目的。非离子型表面活性剂显著的提高了疏水性VOCs由气相扩散至水相的传质效率，使微生物与疏水性VOCs所形成的液滴间互相接触，增加传质，从而显著性地提高了第一生物处理段对疏水性VOCs的去除效率；第一水泵输送含有非离子型表面活性剂Tween 60、氮源、无机盐的循环吸收液到第一喷淋装置，通过第一喷淋装置将吸收液喷洒到第一生物段中，使得经过此段的疏水性VOCs增溶，易吸附于填料上，并被生长在填料表面的微生物吸收后逐步降解；经过第一生物处理段的工业有机废气由风道进入第二生物处理段处理，第二水泵通过第二喷淋装置将喷淋液喷洒到第二生物处理段中，在第二生物处理段中，亲水性的污染物溶于水相后，与第二生物处理段的填料接触并被填料中的微生物吸收、降解，最终生成CO2、H2O和微生物基质，经二次处理后的废气通过有机废气排出装置即烟囱排放。第二生物处理段的喷淋液采用二沉池出水，而如果亲水性污染物浓度大于50ppm时，需要在喷淋液中投加氮源及含磷、钾、钙、铁、硫等元素的无机盐，为微生物的生长繁殖提供足够的营养，使得亲水性污染物在第二生物处理段中进一步被微生物充分吸收并降解。本系统中，所述的风机、第一水泵、第二水泵均由控制柜控制运行。设于玻璃钢风管上的第一检测仪则可以实时监测进气的污染物浓度，在烟囱旁边设置的第二检测仪用于检测出气的污染物浓度。
所述的系统中空塔气体停留时间为35~80s，与现有生物处理法相比，能显著性提高装置对疏水性VOCs的去除率，使其停留时间缩短6s以上，具有明显优势。
以某石油化工厂废气量5000m3/h为例，废气中的有害物质成分为硫化氢（进气浓度10~14mg/m3）、甲硫醇（进气浓度5~7mg/m3）、甲硫醚（进气浓度8~10mg/m3）、二甲二硫（进气浓度15~17mg/m3）、二硫化碳（进气浓度15~18mg/m3）、苯乙烯（进气浓度17~20mg/m3）、二氧化硫（进气浓度7~9mg/m3）、氨气（进气浓度5~7mg/m3）和三甲胺（进气浓度1~2mg/m3），其中甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯均为疏水性物质，因此本实例中第一生物处理段的停留时间设为25s，第二生物处理段的停留时间设为10s，第一生物处理段的尺寸5000×6000mm，填料高度1.2m；第二生物处理段的尺寸5000×2500mm，填料高度1.2m；所述的风道尺寸5000×500mm；所述的系统总尺寸5000×9000×2400mm。第一生物处理段的填料为陶粒、火山岩和竹炭，其体积比为20：20：60；第二生物处理段的填料为松树皮、堆肥、陶粒和石灰石，其体积比为20：20：60：10。填料接种自石油化工厂污水处理设施的活性污泥。外部设置两套独立的营养液循环单元（包括两个独立的营养箱），由喷淋装置向下均匀喷淋营养液，底部的液体分别回流至各自的营养箱，其中第一生物处理段对应的营养箱中1L营养液添加2g Na2HPO4、1.4g KH2PO4、6g Na2S2O3·5H2O和0.02g FeCl3，添加1mL含锌、锰、钼等元素的混合无机盐溶液，以及100mg的非离子型表面活性剂聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯（Tween 60），喷淋密度5L/m2·min，连续喷淋；第二生物处理段采用该厂污水处理设施二沉池的出水作为营养液，其喷淋密度5L/m2·min，每半小时喷淋30s。废气经过两段式深度处理后，疏水性污染物去除效率为95%以上，亲水性污染物去除效率为99%以上，使得处理后的气体达标排放，有效的改善了厂区周边的环境。

Claims (4)

1.一种工业有机废气处理系统，其特征在于：包括有机废气输送单元、第一营养液循环单元、第一生物处理段、第二生物处理段、第二营养液循环单元、有机废气排出装置；所述有机废气输送单元由风机、与风机相连的风管构成；所述的风管连通到第一生物处理段；所述的第一生物处理段通过风道与第二生物处理段相连；所述的第一营养液循环单元由第一营养箱、第一水泵、第一喷淋装置、第一回流管构成；所述的第二营养液循环单元由第二营养箱、第二水泵、第二喷淋装置、第二回流管构成。
2.根据权利要求1所述的一种工业有机废气处理系统，其特征在于：所述的第一营养箱为一储存营养液与提供营养液给第一喷淋装置喷淋的设备。
3.根据权利要求1所述的一种工业有机废气处理系统，其特征在于：所述的第二营养箱为一储存二沉池出水与提供二沉池出水给第二喷淋装置喷淋的设备。
4.根据权利要求1所述的一种工业有机废气处理系统，其特征在于：所述的第一生物处理段的填料为无机填料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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