CN205435422U - 一种生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，包括生物吸收单元、降解单元和光催化单元，所述生物吸收单元包括第一风机、一级吸收塔、第一吸收液储罐和废液储液罐，所述降解单元包括二级吸收塔和第二吸收液储罐，所述光催化单元包括光催化氧化器。本实用新型的有益效果：彻底分解废气体中有毒有害物质，并能达到合格的处理效果，经分解后的废气成分，可完全达到无害化排放，不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

Description

一种生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置

技术领域

本实用新型属于废气处理设备领域，尤其涉及一种生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置。

背景技术

大气污染是我国目前最突出的环境问题之一，工业废气是大气污染物的重要来源。工业废气中最难处理的就是有机废气，有机废气是指含有挥发性有机化合物(VOCs)的废气。大多有机化合物具有毒性，有些溶剂则因其稳定性，能长期稳定地存在于大气中而不分解。这对我们的生存环境造成严重的破坏。

针对挥发性有机物的处理，目前国内外采用的主流方法有两类:一类是破坏性方法，如燃烧法，将有机废气通过燃烧转化为二氧化碳和水;另一类是回收法，如碳吸附法、冷凝法和膜分离法在工业生产中分离和回收挥发性有机物，但仍存在对油气和挥发性有机气体处理效果差及对难溶有机污染物脱除率低的问题。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，用以解决上述问题。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，包括生物吸收单元、降解单元和光催化单元，所述生物吸收单元包括第一风机、一级吸收塔、第一吸收液储罐和废液储液罐，所述降解单元包括二级吸收塔和第二吸收液储罐，所述光催化单元包括光催化氧化器，所述第一风机的出口通过管道与一级吸收塔的废气入口连通，所述吸收液储罐通过第一水泵与一级吸收塔的吸收液入口连通，所述一级吸收塔的吸收液出口通过第二水泵与一级吸收塔内的第一喷淋装置连通，一级吸收塔的吸收液排放口与废液储液罐连通，所述废液储液罐通过管道连接有第三水泵，所述一级吸收塔底部设置有排污管路，一级吸收塔的废气出口通过管道与二级吸收塔连通，所述二级吸收塔内侧底部的储液区通过第四水泵和第一管道与二级吸收塔内的第二喷淋装置连通，所述第一管道通过第五水泵与第二吸收液储罐连通，所述二级吸收塔的顶部通过管道与光催化氧化器连通，所述光催化氧化器通过第二风机连通有排气筒。

进一步的，所述一级吸收塔内部设置有填料组件，所述填料组件位于第一喷淋装置下方，所述填料组件包括多面空心球和格栅一。

进一步的，所述二级吸收塔内部设置有填料组件，所述填料组件位于第二喷淋装置下方，所述填料组件包括多面聚丙烯介质球和格栅二。

进一步的，所述光催化氧化器内部设置有预过滤件和光催化组件，所述光催化组件包括催化剂和多组紫外灭菌灯。

本实用新型的有益效果：彻底分解废气体中有毒有害物质，并能达到完美的处理效果，经分解后的废气成分，可完全达到无害化排放，不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置的结构示意图。

图中：

1、第一风机；2、一级吸收塔；3、第一吸收液储罐；4、废液储液罐；5、二级吸收塔；6、第二吸收液储罐；7、光催化氧化器；8、第一水泵；9、第二水泵；10、第三水泵；11、第四水泵；12、第一管道；13、第五水泵；14、第二风机；15、排气筒；16、排污管路；17、废气；21、第一喷淋装置；22、多面空心球；23、格栅一；51、第二喷淋装置；52、多面聚丙烯介质球；53、格栅二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，根据本实用新型实施例所述的一种生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，包括生物吸收单元、降解单元和光催化单元，所述生物吸收单元包括第一风机1、一级吸收塔2、第一吸收液储罐3和废液储液罐4，所述降解单元包括二级吸收塔5和第二吸收液储罐6，所述光催化单元包括光催化氧化器7，所述第一风机1的出口通过管道与一级吸收塔2的废气入口连通，所述吸收液储罐3通过第一水泵8与一级吸收塔2的吸收液入口连通，所述一级吸收塔2的吸收液出口通过第二水泵9与一级吸收塔2内的第一喷淋装置21连通，一级吸收塔2的吸收液排放口与废液储液罐4连通，所述废液储液罐4通过管道连接有第三水泵10，一级吸收塔2的废气出口通过管道与二级吸收塔5连通，所述二级吸收塔5内侧底部的储液区54通过第四水泵11和第一管道12与二级吸收塔5内的第二喷淋装置51连通，所述第一管道12通过第五水泵13与第二吸收液储罐6连通，所述二级吸收塔5的顶部通过管道与光催化氧化器7连通，所述光催化氧化器7通过第二风机14连通有排气筒15，所述一级吸收塔2底部设置有排污管路16。

所述一级吸收塔2内部设置有填料组件，所述填料组件位于第一喷淋装置21下方，所述填料组件包括多面空心球22和格栅一23。

所述二级吸收塔5内部设置有填料组件，所述填料组件位于第二喷淋装置51下方，所述填料组件包括多面聚丙烯介质球52和格栅二53。

所述光催化氧化器7内部设置有预过滤件和光催化组件，所述光催化组件包括催化剂和多组紫外灭菌灯，所述光催化氧化器7为流过式光催化反应器，所述催化剂为负载在陶粒上的纳米TiO₂光催化剂。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用原理对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

废气17密闭后通过管路由的第一风机1进行收集汇总，再进入到一级吸收塔2的废气入口，本段的吸收是以脱硫为主的碱吸收，采用的吸收剂为碱和乳化吸收液；其中碱为0.04%的NaOH溶液，PH为11，碱性成分将气体中的硫化氢及硫化物等酸性物质进行中和反应吸收，乳化吸收液为生物柴油、表面活性剂、助表面活性剂形成的乳化吸收液，使用浓度为0.1~2%（v/v），装置中部填料组件是多面空心球22和格栅一23，目的是增加吸收液与气体的接触面积和接触时间。乳化吸收液的目的是实现烃类气体物质向液相转移，第一吸收液储罐3内的吸收液通过第一水泵8泵入一级吸收塔2底部，一级吸收塔2底部吸收液通过第二水泵9循环到第一喷淋装置21，由第一喷淋装置21进行喷淋，含烃废气从吸收塔底部进入，与吸收塔顶部进入的吸收液逆流接触，在填料层通过气液接触烃被吸收到吸收液中，定期排放的吸收液通过第三水泵10排放到污水处理单元进行废水处理；

处理后的废气17通过一级吸收塔2塔顶除雾器除去水分后从一级吸收塔2顶部排出并进入二级吸收塔5底部，并从塔顶排出，二级吸收塔5的内部设置有多面聚丙烯介质球52，目的是增加吸收液与VOCs类气体的接触面积和接触时间，二级吸收塔5底部的储液区54为吸收液和烃降解菌，吸收液和烃降解菌通过第四水泵11进入第二喷淋装置51进行喷淋，第二吸收液储液罐6为吸收剂和菌液储罐，定期由第五水泵13通过管路泵入到第一管道12进行循环喷淋，由于VOCs类气体被烃降解菌降解，所以吸收液可以循环使用，除自然挥发损失外，无需额外添加。吸收液是生物柴油和生物表活剂、助剂制成的乳状液，利用相似相溶的原理，实现对VOCs类气体的有效吸收，吸收液的使用浓度为0.5~2%（v/v），烃降解菌的添加浓度为5~10%（v/v），烃降解菌原液的菌数大于10的8次方数量级，二级吸收塔5底部的烃类降解菌在液体的环境状态可实现对吸收液中的VOCs类气体的有效降解。此单元可实现VOCs类气体去除率60~80%的效果，处理后的废气17由中高浓度变为低浓度，当VOCs类废气从二级吸收塔5出来后进入到光催化氧化器7，过滤后废气17在高能UV紫外线光束与废气发生分解氧化反应，使废气中气体物质被降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，使废气中的非甲烷总烃得到彻底分解，经排气筒15达标排放。

以500mg³/h气量设计，两级降解：第一级60%去除率，处理后达到200mg3/h；光催化去除率为50～60%，很容易达标，排放速率为100mg³/h可以达标排放。

本实用新型的工作原理：

一、“吸收法处理中高浓度废气”技术原理

本处理装置主要是用于处理废气中的尘粒、油气及中高浓度的非甲烷总烃类成份。采用填料式吸收塔工艺，利用气液两相“相似相溶”的原理对非甲烷总烃类成份进行吸收处理，吸收剂采用北京沃太斯环保科技发展有限公司的VTX-X-01“微乳液”。

微乳液由表面活性剂、助表面活性剂、油、水或盐水等组分在适当配比下自发生成。O/W型微乳液粒径在10^-8～10^-7m之间,有与胶束相似的球形结构，有更大的有机中心，能溶解更高浓度的非极性分子和体积较大的有机分子，甚至与微乳液滴体积相近的分子，具有超低界面张力(小于10^-3～10^-4mN/m，最低可达10^-6～10^-7mN/m)和很高的增溶能力，增溶量可达到60%～70%，本技术选择的表面活性剂有良好的生物降解性，使得吸收饱和的废吸收液，可直接排入废水生物处理单元，为微生物提供部分炭源、氮源，处理过程没有“三废”产生。

二、“烃降解菌”工作原理

烃降解菌是在炼油厂成品油储罐区域或污水处理厂隔油池周边和污泥中选取本地生物样本，在实验内以柴油为唯一碳源，筛选的以短杆菌、球菌、真菌为主的混合菌群，具有很好的降解烃类物质的能力。混合菌群之间的代谢过程相互支持，生物体系更加稳定，而且生物场自我调整的能力极强，更能耐受污染物种类及总量的波动。废气治理设备运行一段时间后将对加入的烃降解菌状态进行跟踪检测，根据检测结果调整烃降解菌数量，经过筛选的烃降解菌适时添加入到吸收剂中。

三、“光催化法”原理：

光催化法原理：一方面是废气在高能UV射线直接照射下裂解，形成呈离子状态的原子和自由基团；另一方面是高能UV射线照射外界进入的新鲜空气生成性质活路的臭氧，臭氧与裂解后的废气进行强氧化反应生成无害或低害的化合物。因此，通过裂解和氧化反应，能使各种废气体如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其它VOC类有机物废气转成气体SO₂、H₂O和CO₂等，由于在光催化氧化反应过程中无任何添加剂，所以不会产生二次污染。

该设备核心中的纳米光催化触媒材料是一种吸收光能后，能在其表面产生催化反应的物质，当特定纳米波长的紫外光照射光催化触媒材料时，其表面发生光催化氧化还原反应。光催化触媒材料（GC-100）吸收光子后在其表面产生电子（E）和空穴（H+），将吸收的光能转化成化学能，即具有光催化作用。该设备在应用于废气净化时根据不同浓度需求，设置不同数量的紫外线灯。本设计按每1000m3/h废气配置紫外线灯1支。

综上所述，该装置同现有处理含烃废气处理方法对比，具有以下特点：

1）采用微乳液吸收处理高浓度含烃废气，降低了化学法处理会产生二次污染的问题，也解决了油气分离过程聚结材料容易堵塞、装置不能长周期运行的问题，气相向液相转移的能力较强。提高了微生物与废气中污染物接触的机会，生化效率更高。

2）对污水处理单元逸散的中高浓度含烃废气进行了处理，改善了后续处理装置的抗冲击能力，保证系统的稳定运行。

3）排放的废吸收液生化性好，可直接进入现有污水处理系统进行处理。不会增加现有污水处理单元的负荷。

4）烃降解功能菌的加入，使得系统内的烃聚集问题得到解决。

5）特别适合中高浓度VOC气体治理工况。

6）适应性强：可每天24小时连续工作，运行稳定可靠。

7）通过专家及我公司工程技术人员长期反复的试验开发研制，彻底分解废气体中有毒有害物质，并能达到完美的处理效果.经分解后的废气成分，可完全达到无害化排放，不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：包括生物吸收单元、降解单元和光催化单元，其中，所述生物吸收单元包括第一风机（1）、一级吸收塔（2）、第一吸收液储罐（3）和废液储液罐（4），所述降解单元包括二级吸收塔（5）和第二吸收液储罐（6），所述光催化单元包括光催化氧化器（7），所述第一风机（1）的出口通过管道与一级吸收塔（2）的废气入口连通，所述吸收液储罐（3）通过第一水泵（8）与一级吸收塔（2）的吸收液入口连通，所述一级吸收塔（2）的吸收液出口通过第二水泵（9）与一级吸收塔（2）内的第一喷淋装置（21）连通，一级吸收塔（2）的吸收液排放口与废液储液罐（4）连通，所述废液储液罐（4）通过管道连接有第三水泵（10），所述一级吸收塔（2）底部设置有排污管路（16），一级吸收塔（2）的废气出口通过管道与二级吸收塔（5）连通，所述二级吸收塔（5）内侧底部的储液区（54）通过第四水泵（11）和第一管道（12）与二级吸收塔（5）内的第二喷淋装置（51）连通，所述第一管道（12）通过第五水泵（13）与第二吸收液储罐（6）连通，所述二级吸收塔（5）的顶部通过管道与光催化氧化器（7）连通，所述光催化氧化器（7）通过第二风机（14）连通有排气筒（15）。

2.根据权利要求1所述的生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述一级吸收塔（2）内部设置有填料组件，所述填料组件位于第一喷淋装置（21）下方。

3.根据权利要求2所述的生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述填料组件包括多面空心球（22）和格栅一（23）。

4.根据权利要求1所述的生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述二级吸收塔（5）内部设置有填料组件，所述填料组件位于第二喷淋装置（51）下方。

5.根据权利要求4所述的生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述填料组件包括多面聚丙烯介质球（52）和格栅二（53）。

6.根据权利要求1所述的生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述光催化氧化器（7）内部设置有预过滤件和光催化组件。

7.根据权利要求6所述的生物吸收法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述光催化组件包括催化剂和多组紫外灭菌灯。