CN205796920U - 一种两段生物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两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置，包括两段滴滤式生物氧化治理臭气装置和光催化氧化器，所述两段滴滤式生物氧化治理臭气装置一侧底部连接有第一风机，两段滴滤式生物氧化治理臭气装置另一侧底部通过第二风机与光催化氧化器连通，所述光催化氧化设备通过管道连接有排气筒。本实用新型的有益效果：针对中低浓度VOCs废气处理提供了有效的处理方法，在两段滴滤式生物氧化治理臭气装置后段增加了光催化设备，实现了分段处理不同的污染成分，使废气处理后可以达标排放，不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

Description

一种两段生物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，尤其涉及一种两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置。

背景技术

石化污水处理场内各水处理工艺单元逸散的废气具有“气量大，成份复杂，浓度不均，波动大”的特点。特别是石化炼油及化工污水场逸散的VOCs的废气，由于含高浓度烃类，只经过一种处理系统往往得不到彻底处理。比如：催化燃烧法；低温等离子法；活性炭吸附法；直接高温燃烧法；冷凝法；生物法等。为达到理想的处理效果，根据以往的工程经验实践，考虑两段生物法与光催化法的不同优势我们研发了几种技术联合作用处理VOC，使VOCs废气得到彻底的处理并达标，取得了实际效果。本实用新型适合非甲烷总烃范围小于300mg/m³，硫化氢浓度小于20mg/m³。也同样适合其他行业，如印刷、电子等废气中含非甲烷总烃的废气治理。

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两段生物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：

一种两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置，包括两段滴滤式生物氧化治理臭气装置和光催化氧化器，所述两段滴滤式生物氧化治理臭气装置一侧底部连接有第一风机，两段滴滤式生物氧化治理臭气装置另一侧底部通过第二风机与光催化氧化器连通，所述光催化氧化设备通过管道连接有排气筒，其中，所述两段滴滤式生物氧化治理臭气装置内部通过隔板分隔为第一生物滴滤塔装置单元和第二生物滴滤塔装置单元，所述第一生物滴滤塔装置单元与所述第二生物滴滤塔装置单元顶部连通，所述第一生物滴滤塔装置单元的底部通过循环管路与设置在第一生物滴滤塔装置单元顶部的若干个第一喷头连通，所述第二生物滴滤塔装置单元顶部的若干个第二喷头连通有新鲜水补给管路，所述循环管路上设置有水泵，循环管路上连通有第一排污管路，所述第一排污管路上设置有第一排污阀，所述第一生物滴滤塔装置单元和所述第二生物滴滤塔装置单元的下部均设置有第二排污管路，并且所述第二排污管路上设有第二排污阀。

进一步的，所述第一生物滴滤塔装置单元内部设置有惰性填料层。

进一步的，所述惰性填料层包括填料和微生物，所述填料为多孔填料、无机多孔填料中的一种或几种。

进一步的，所述第二生物滴滤塔装置单元中部设置有载有苯降解菌的生物滤球。

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。

进一步的，所述光催化组件包括催化剂和多组紫外灭菌灯。

进一步的，所述光催化氧化器为流过式光催化反应器。

进一步的，所述催化剂为负载在陶粒上的纳米TiO₂光催化剂。

本实用新型的有益效果：针对中低浓度VOCs废气处理提供了有效的处理方法，在两段滴滤式生物氧化治理臭气装置后段增加了光催化设备，实现了分段处理不同的污染成分，使废气处理后可以达标排放，不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。实验证明：加入该处理方式后，整体工艺非甲烷总烃去除率可达95%，并执行《恶臭污染物排放标准GB 14554-93》，《石油炼制工业污染物排放标准GB31570-2015》或《石油化学工业污染物排放标准GB31571-2015》。

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两段生物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、两段滴滤式生物氧化治理臭气装置；3、第二风机；4、光催化氧化设备；5、排气筒；6、气源；21、第一生物滴滤塔装置单元；22、第二生物滴滤塔装置单元；23、隔板；24、循环管路；25、水泵；26、第一排污管；27、第一排污阀；28、第二排污管；29、第二排污阀；30、水补给管路；211、惰性填料；212、第一喷头；213、生物滤球；214、第二喷头。

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两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置，包括两段滴滤式生物氧化治理臭气装置2和光催化氧化器4，所述两段滴滤式生物氧化治理臭气装置2一侧底部连接有第一风机1，两段滴滤式生物氧化治理臭气装置2另一侧底部通过第二风机3与光催化氧化器4连通，所述光催化氧化设备4通过管道连接有排气筒5，其中，所述两段滴滤式生物氧化治理臭气装置2内部通过隔板23分隔为第一生物滴滤塔装置单元21和第二生物滴滤塔装置单元22，所述第一生物滴滤塔装置单元21与所述第二生物滴滤塔装置单元22顶部连通，所述第一生物滴滤塔装置单元21的底部通过循环管路24与设置在第一生物滴滤塔装置单元21顶部的若干个第一喷头212连通，所述第二生物滴滤塔装置单元22顶部的若干个第二喷头214连通有新鲜水补给管路30，所述循环管路24上设置有水泵25，循环管路24上连通有第一排污管路26，所述第一排污管路26上设置有第一排污阀27，所述第一生物滴滤塔装置单元21和所述第二生物滴滤塔装置单元22的下部均设置有第二排污管路28，并且所述第二排污管路28上设有第二排污阀29。

所述第一生物滴滤塔装置单元21内部设置有惰性填料层211，所述惰性填料层211包括填料和微生物，所述填料为多孔填料、无机多孔填料中的一种或几种。

所述第二生物滴滤塔装置单元22中部设置有载有苯降解菌的生物滤球213。

所述循环管路24上设置有第一排污管路26，所述第一排污管路26上设置有第一排污阀27。

所述光催化氧化器4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4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，以下通过具体使用方法对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

各分散气源6密闭后通过管路由第一风机1进行收集汇总，再进入到气体处理装置第一生物滴滤塔装置单元21的入口，第一生物滴滤塔装置单元21主要将VOCs类气体中硫化氢、氨气及一些水溶性的气体成分去除，目的是避免对后段的生物氧化处理效果产生影响。第一生物滴滤塔装置单元21中部装有惰性填料层211，上端有第一喷头212，喷淋的水为工业用水，由水泵25通过循环管路24循环到两段滴滤式生物氧化治理臭气装置2上部进行喷淋，当滴滤液pH过低时由排污阀27排入到污水处理系统，排污阀27为循环液过滤的杂质排污阀。气源由底部进入第一生物滴滤塔装置单元21，与喷淋水方向相反，这样有利于气体与水的接触，惰性填料层211也是为了增加气体与水的接触面积和时间，达到很好的溶解效果；气体由第一生物滴滤塔装置单元21上部进入到第二生物滴滤塔装置单元22上部，气体在第二生物滴滤塔装置单元22内部为上进下出，在第二生物滴滤塔装置单元22添加了专门筛选的苯降解菌，废气与定期加湿的载有苯降解菌的生物滤球213充分接触，气体中难溶性污染组份被多孔生物滤球及生物滤球中苯降解菌拦截吸附并进一步消化，甲苯、二甲苯、苯乙烯等大分子量、水溶性较差的VOC成份在此单元充分降解。这些苯降解菌是利用了废气中的有机物作为其生长繁殖所必需的基质将大分子或结构复杂的苯等有机物氧化分解为简单的水、二氧化碳等无机物，实现了对废气中苯系物的进一步处理。通过第二生物滴滤塔装置单元22处理后的废气通过第二风机3进入到光催化氧化设备4，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跃的臭氧，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，能使废气转成气体SO₂，H₂O和CO₂等，经过光催化氧化设备4处理后的废气从排气筒5排出。

本实用新型采用了“两段生物法与光催化法联合作用”技术，两种工艺模块化组合技术保证了废气达标排放。

“两段滴滤式生物氧化治理臭气的装置”的第一生物滴滤塔装置单元和第二生物滴滤塔装置单元分别采用惰性填料和专有生物滤球，根据现场具体工况（如气体成分、浓度等）设计对应的规格、尺寸等参数。

一、“两段滴滤式生物氧化治理臭气的装置”原理

废气中污染成分首先通过气液交换，进入液相；然后污染成分与液相中的微生物接触，在微生物体表的膜外侧，通过浓度差、特定转运酶、膜的翻转或吞食作用，污染物质进入生物体细胞内，在微生物体通过酶解作用，一部分参与细胞自身的合成代谢，生成新的细胞组织；另一部分通过细胞内源呼吸作用，产生二氧化碳、水及细胞代谢产物，并释放出大量能量。

烃类和其他有机物被氧化为二氧化碳和水，含硫还原性成分被氧化为硫及硫酸盐，含氮成分被氧化为氨、硝酸盐及亚硝酸盐。

“两段滴滤式生物氧化治理臭气装置”是由第一生物滴滤塔装置单元和第二生物滴滤塔装置单元两部份组成。气体与经过循环喷淋的滴滤生物滤球进行充分的接触。废气中的亲水性污染成分，被滴滤生物滤球上的固着微生物群所捕获消化，另一部分则溶解并随滴滤液落入第一生物滴滤塔装置单元底部，第一生物滴滤塔装置单元底部中含有大量浮游微生物将对捕捉到的污染物质进行彻底的降解。在此过程中，废气中部分硫化氢和氨等水溶性的污染成分进一步得到去除。在第二生物滴滤塔装置单元内，添加了专门筛选的苯降解菌。废气与定期加湿的载有苯降解菌的生物滤球充分接触，气体中难溶性污染组份被多孔生物滤球及生物滤球中苯降解菌拦截吸附并进一步消化，甲苯、二甲苯、苯乙烯等大分子量、水溶性较差的VOC成份在此单元充分降解。这些苯降解菌是利用了废气中的有机物作为其生长繁殖所必需的基质将大分子或结构复杂的苯等有机物氧化分解为简单的水、二氧化碳等无机物。实现了对废气中苯系物的进一步处理，经过生物段处理的废气中非甲烷总烃的浓度已小于200mg/m³，然后进入光催化氧化器。

二、“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跃的臭氧，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，能使各种废气如醛类、苯类、氨类、氮氧化物、硫化物及其他VOC类有机物转成气体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。

本实用新型通过两种组合技术的应用充分发挥了各技术的优点，保证了废气处理能达到理想的效果。

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 (8)

1.一种两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置，包括两段滴滤式生物氧化治理臭气装置（2）和光催化氧化器（4），其特征在于：所述两段滴滤式生物氧化治理臭气装置（2）一侧底部连接有第一风机（1），两段滴滤式生物氧化治理臭气装置（2）另一侧底部通过第二风机（3）与光催化氧化器（4）连通，所述光催化氧化设备（4）通过管道连接有排气筒（5），其中，所述两段滴滤式生物氧化治理臭气装置（2）内部通过隔板（23）分隔为第一生物滴滤塔装置单元（21）和第二生物滴滤塔装置单元（22），所述第一生物滴滤塔装置单元（21）与所述第二生物滴滤塔装置单元（22）顶部连通，所述第一生物滴滤塔装置单元（21）的底部通过循环管路（24）与设置在第一生物滴滤塔装置单元（21）顶部的若干个第一喷头（212）连通，所述第二生物滴滤塔装置单元（22）顶部的若干个第二喷头（214）连通有新鲜水补给管路（30），所述循环管路（24）上设置有水泵（25），循环管路（24）上连通有第一排污管路（26），所述第一排污管路（26）上设置有第一排污阀（27），所述第一生物滴滤塔装置单元（21）和所述第二生物滴滤塔装置单元（22）的下部均设置有第二排污管路（28），并且所述第二排污管路（28）上设有第二排污阀（29）。

2.根据权利要求 1所述的两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述第一生物滴滤塔装置单元（21）内部设置有惰性填料层（211）。

3.根据权利要求 2所述的两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述惰性填料层（211）包括填料和微生物，所述填料为多孔填料、无机多孔填料中的一种或几种。

4.根据权利要求 1所述的两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述第二生物滴滤塔装置单元（22）中部设置有载有苯降解菌的生物滤球（213）。

5.根据权利要求 1所述的两段生物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（4）内部设置有预过滤件和光催化组件。

6.根据权利要求5所述的两段生物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（4）为流过式光催化反应器。

7.根据权利要求5所述的两段生物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。

8.根据权利要求6所述的两段生物法与光催化法联合作用的废气处理装置，其特征在于：所述催化剂为负载在陶粒上的纳米TiO₂光催化剂。