CN211988004U - 一种有机废气的净化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于环保设备技术领域，具体的讲涉及一种有机废气的净化处理装置。其包括设置进气口和出气口的箱体，箱体内用若干隔板分割成预洗仓、微生物净化仓和脱水仓，箱体底部为由液体形成的滤池，隔板上部通过管件将气体引至相邻仓体的液面以下，微生物净化仓内通过托架固定供微生物生长附着的复合填料，复合填料由棕皮与火山岩填料构成或者由棕皮与聚丙烯填料或聚氨酯泡沫构成，微生物净化仓和预洗仓的上部均设置喷淋管路，所述脱水仓内设置由丝网和层叠折板构成的沥水机构。该新型净化处理装置能够快速有效处理各种类型的有机废气、具有操作简单，净化成本低、使用寿命长的特点。

Description

一种有机废气的净化处理装置

技术领域

本实用新型属于环保设备技术领域，具体的讲涉及一种有机废气的净化处理装置。

背景技术

近年来随着经济的发展，各种化工制造、涂料喷涂、电子器具等行业发展迅速，同时也导致了大量工业有机废气（VOCs）排入大气，严重影响大气环境质量，同时也给人体健康带来危害。

目前对于有机废气处理方式，有喷淋净化法、活性炭吸附法、光氧催化法、低温等离子法等，每种治理方法都具有一定的适用性，同时也存在各自的局限性，而且不同排放源的废气组成也千差万别。其中喷淋净化法主要用去除酸碱性与可溶于水的废气，有机废气大部分不易溶于水，且不容易酸碱性液体产生化学反应，使之净化效率低，且处理后产生的液体不可直排，需二次处理；活性炭吸附法主要采用活性炭做为吸附剂，使有机废附着在活性炭颗粒孔隙处，吸附率高，但吸附饱和的活性炭属固体危废，需交由专业危废处理厂家回收处理，并在活性炭吸附塔内重新加入新炭，且回收要付给危废厂家费用，运行成本高，在换炭过程中整套设备要停止运行，影响正常工作生产，或采用两套设备并联一备一用，这样造成投资高。光氧催化法与低温等离子法，需要消耗大量电能，且会有臭氧产生，会对周边空气造成影响，该两种方式需要和喷淋净化法与活性炭吸附塔串联使用，整体投资高，运行复杂，需专人管理、运行成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能够快速有效处理有机废气、操作简单，净化成本低、使用寿命长的有机废气（VOCs）的净化处理装置，尤其适合处理疏水性有机废气污染物。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种有机废气的净化处理装置，包括设置了进气口和出气口的箱体，所述箱体内用若干隔板分割成预洗仓、微生物净化仓和脱水仓，所述箱体底部为由液体形成的滤池，所述隔板上部通过管件将气体引至相邻仓体的液面以下，所述微生物净化仓内通过托架固定供微生物生长附着的复合填料，所述复合填料由棕皮与火山岩填料构成或者由棕皮与聚丙烯填料或聚氨酯泡沫构成，所述微生物净化仓和预洗仓的上部均设置喷淋管路，所述微生物净化仓的喷淋管路将其仓底的营养液喷洒在所述复合填料上，所述预洗仓的喷淋管路将其仓底的洗涤水正向喷洒在由进气口进入的有机废气上，所述脱水仓内设置由丝网和层叠折板构成的沥水机构，所述出气口位于所述沥水机构的末端。

构成上述一种有机废气的净化处理装置的附加技术特征还包括：

——所述微生物净化仓底部设置与PLC控制器连接的温度传感器和PH值检测器，所述箱体外设置用于调节PH值的药液罐，所述药液罐通过第一管道连接所述微生物净化仓，所述第一管道上具有与所述PLC控制器电气连接的第一加药泵，用于维持营养液的PH值在5至6之间；所述微生物净化仓底部还设置与所述PLC控制器电气连接的电加热丝，用于保持营养液的温度在30-35℃之间；

——所述微生物净化仓内复合填料的填积厚度不小于1m，废气穿过的流速不超过0.1m/s；所述微生物净化仓内的喷淋管道上设置雾化喷头，其喷洒量不超过2.5L/m3；

——生长附着在所述复合填料表面的微生物包括细菌、真菌或原生物构成的生物膜，所述复合填料下部的液面上具有微生物群体、有机物和无机物构成的活性污泥；

——所述预洗仓和微生物净化仓之间用隔板分割为紫外光氧化仓和臭氧降解仓，其中，所述紫外光氧化仓包括设置在上部的紫外光灯，所述紫外光灯位于吊装筒体内，所述吊装筒体的端口与所述预洗仓上部的出口连接，所述吊装筒体下部的箱壁设置出气孔，所述出气孔通过第二管道连接设置在所述臭氧降解仓底部液面下的曝气管，所述第二管道上设置溶气泵；

——所述吊装筒体的内壁上设置纳米二氧化钛催化剂涂层；

——所述预洗仓上部出口处设置由丝网和层叠折板构成的收水机构，用于将预洗净化后的废气脱水后送入所述紫外光氧化仓的吊装筒体内；

——所述臭氧降解仓底部设置臭氧浓度传感器，所述箱体外设置存放硫代硫酸钠的储药罐，所述储药罐通过第三管道连接设置在所述臭氧降解仓上部的加药管，所述第三管道上设置第二加药泵；

——所述紫外光氧化仓内位于所述吊装筒体下部设置由多孔托板和微粒层构成反应单元，所述微粒层为直径不大于0.8mm的陶瓷颗粒堆放而成，所述多孔托板为陶瓷板或聚四氟乙烯板；

——所述紫外光氧化仓内位于所述吊装筒体与反应单元之间设置喷洒管路，用于将所述紫外光氧化仓底部的液体喷洒在所述反应单元的微粒层上。

本实用新型所提供的一种有机废气的净化处理装置同现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该新型装置的箱体内用若干隔板分割成预洗仓、微生物净化仓和脱水仓，箱体底部为由液体形成的滤池，隔板上部通过管件将气体引至相邻仓体的液面以下，微生物净化仓内通过托架固定供微生物生长附着的复合填料，复合填料上用喷淋管路将其仓底的营养液喷洒在复合填料上，经驯化培养在复合填料上形成生物膜，利用微生物的新陈代谢作用,将加压湿化的有机废气中有害成分氧化分解为CO2、H2O、NO3-和SO42-等,该装置适用的废气浓度范围较广，投资低、运行维护简单、无二次污染，并且运行时间越长，微生物对废气更适应，处理效果越好、越稳定，相比现有的净化滤池，该装置处理过程可控性强，可以充分发挥微生物反应器的作用，处理效率高，抗冲击性强，占地面积小，卫生条件好，运行和管理费用较低，经济实用性好；其二，由于复合填料由棕皮与火山岩填料构成或者由棕皮与聚丙烯填料或聚氨酯泡沫构成，采用有机活性填料和惰性材料相结合的复合体具备比表面积大、过滤阻力小、抗堵性能强、适合微生物附着生长、持水能力强、堆积密度小、机械强度、化学性质稳定、使用寿命长、易获得、价廉等诸多优点，同时提高了生物填料的孔隙率、显著减轻了重量，防止填料压实和气体短流问题；其三，由于预洗仓和微生物净化仓之间用隔板分割为紫外光氧化仓，紫外线氧化仓包括设置在上部的紫外光灯，紫外光灯位于吊装筒体内，吊装筒体的端口与预洗仓上部的出口连接，在微生物净化的基础上增加了紫外光氧化预处理环节，克服了传统生物过滤/滴滤工艺不适合处理难生物降解和低水溶性组分的弊端，提高了疏水性有机废气（VOCs）从气相到水相的传质速率，将难降解有机废气污染物转化为易生物降解的水溶性物质，提高后续生物净化单元的处理效果；其四，在紫外光氧化仓的后端增加了臭氧降解仓，在吊装筒体下部的箱壁设置出气孔，出气孔通过第二管道连接设置在臭氧降解仓底部液面下的曝气管，第二管道上设置溶气泵，对于紫外光氧化过程中产生臭氧过多问题，通过加压曝气增加臭氧的溶解率，防止臭氧掺杂在废气中对微生物的灭活，优选地，溶液中添加除臭氧剂，比如硫代硫酸钠，可以精确调节臭氧浓度，提高了紫外线氧化净化、微生物降解净化的综合处理效率。

附图说明

图1为本实用新型一种有机废气的净化处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所提供的一种有机废气的净化处理装置的结构和工作原理作进一步的详细说明。

参见图1，为本实用新型所提供的一种有机废气的净化处理装置的结构示意图。构成该新型净化处理装置的结构包括设置了进气口11和出气口12的箱体1，箱体1内用若干隔板13分割成预洗仓2、微生物净化仓3和脱水仓4，箱体1底部为由液体形成的滤池，隔板13上部通过管件10将气体引至相邻仓体的液面以下，微生物净化仓3内通过托架31固定供微生物生长附着的复合填料32，复合填料32由棕皮与火山岩填料构成或者由棕皮与聚丙烯填料或聚氨酯泡沫构成，微生物净化仓3和预洗仓2的上部均设置喷淋管路（30、20），微生物净化仓3的喷淋管路30将其仓底的营养液喷洒在复合填料32上，预洗仓2的喷淋管路20将其仓底的洗涤水正向喷洒在由进气口11进入的有机废气上，脱水仓4内设置由丝网411和层叠折板412构成的沥水机构41，出气口12位于沥水机构41的末端。

其工作原理为：废气由箱体1的进气口11首先到达预洗仓2，预洗仓2的喷淋管路将其仓底的洗涤水对有机废气正向喷洒，对废气进入初步加湿处理，去除部分可溶性废气及尘类，然后经管件进入微生物净化仓3，仓内托架31上的由棕皮与火山岩填料构成或者由棕皮与聚丙烯填料或聚氨酯泡沫构成复合填料32（棕皮与其他填料的比例在1:3最佳）生长附着微生物群体，仓上部的将其仓底的营养液喷洒在复合填料32上，保证微生物菌群的驯化培养成生物膜适宜的环境条件，微生物利用废气中的有机成分作为碳源和能源，维持其生命活动,并将有机物分解为二氧化碳、水、无机盐和生物质等无害的物质，净化处理后的气体进入脱水仓4，由丝网411和层叠折板412构成的沥水机构41完成脱水除雾形成干燥符合环保要求的气体，并经箱体1上的出气口12排入烟囱。

在构成上述有机废气的净化处理装置的结构中，

——为了给微生物群体提供生长适宜的温度条件和酸碱适度的活性营养液，上述微生物净化仓3底部设置与PLC控制器5连接的温度传感器36和PH值检测器37，箱体1外设置用于调节PH值的药液罐33，药液罐33通过第一管道34连接微生物净化仓3，第一管道34上具有与PLC控制器5电气连接的第一加药泵35，用于维持营养液的PH值在5至6之间，保持微生物系统的稳定性及较高的活性；微生物净化仓3底部还设置与PLC控制器5电气连接的电加热丝38，用于保持营养液的温度在30-35℃之间，确保微生物具有良好的代谢速率和生长速率，提高对有机废气中发臭物质的吸附能力和降解能力，通过PLC控制器5实现了实时监测和自动调控，有效促进微生物在复合填料32上繁衍增殖，提高了微生物净化效率，延长处理设备的使用周期，具有低能量消耗和无二次污染转移，设备构造简单，运行成本和维护费用低，安全性能高的优点；

——为了利于微生物与有机废气接触，充分捕捉、吸收和分解废气有机分子，上述微生物净化仓3内复合填料32的填积厚度不小于1m，废气穿过的流速不超过0.1m/s，微生物净化仓3内的喷淋管道上设置雾化喷头，其喷洒量不超过2.5L/m3，采用小流量雾化喷头，可以是连续相，也可以是间歇相，只对复合填料32加湿，避免无机盐营养液流量过大对复合填料32附着的微生物群体冲刷，生成的菌种种类多，接种时间短，形成一次挂膜，持续增殖，脱落增生，反复利用的效果；

——优选地，生长附着在复合填料32表面的微生物包括细菌、真菌或原生物构成的生物膜321，复合填料32下部的液面上具有微生物群体、有机物和无机物构成的活性污泥322，生物膜321和活性污泥322的双重吸附降解作用能保证在动态负荷下去除多组分混合废气，能有效处理组分和浓度不确定的混合工业废气，具有较强的耐负荷冲击能力，净化装置长期运行填料不发生堵塞现象，对于多种工业混合有机废气有着较高的处理效果，可以达到国家排放标准或厂区排放标准，尤其适用于集中处理或分布式就地处理基本单位组合系列装置，适用范围涵盖塑料树脂、皮革、禽畜饲养、酿酒发酵、石油化工、涂料橡胶、造纸等行业排放的工业废气净化；

——作为较佳的实施方式，上述预洗仓2和微生物净化仓3之间用隔板分割为紫外光氧化仓6和臭氧降解仓7，其中，紫外光氧化仓6包括设置在上部的紫外光灯61，紫外光灯61位于吊装筒体62内，吊装筒体62的端口与预洗仓2上部的出口连接，经过预洗净化后的有机废气通过吊装筒体62，由紫外光灯61对其进行光催化氧化，即在外界可见光的作用下发生催化作用，光催化氧化反应是以光触媒及空气为催化剂，以紫外光为能量，将废气中有机污染物降解为CO2和H2O及其它无毒无害成分，在有机废气处理中应用效果较佳的是低压紫外光灯，主要辐射中心波长为254nm和185nm的紫外线辐射，优选地，采用臭氧型紫外光灯，其254nm辐射效率约占总功率的30%至35%，其185nm辐射效率约占总功率的5%，采用电子镇流器优化设计的紫外光灯185nm的辐射效率提高至8%至10%；

利用紫外灯61处理的有机废气，一方面在高能紫外线辐射作用下，有机废气的化学结合键被裂解，使之形成游离态的原子和基团，更加容易溶于水中，特别适用疏水性有机废气的预处理，使其转化为易生物降解的水溶性物质；另一方面，将空气中的氧气裂解产生氧自由基，再与氧气结构产生臭氧，利用臭氧的强氧化性将有机废气氧化，但是臭氧浓度多大，掺杂在废气中，对微生物生存造成危害，因此该装置在吊装筒体62下部的箱壁设置出气孔，出气孔通过第二管道64连接设置在臭氧降解仓7底部液面下的曝气管65，第二管道64上设置溶气泵66，对残存的臭氧加压曝气，提供其溶解率，降低在废气中的含量，避免对后端微生物处理阶段形成伤害；

——进一步的，上述吊装筒体62的内壁上设置纳米二氧化钛催化剂涂层63，光催化剂是紫外光催化过程的关键部分，其活性的高低严重影响光催化效果，二氧化钛63的光催化活性最高又不产生光腐蚀，且无毒价廉，尤其是波长在253.7nm以下的光量子照射到二氧化钛颗粒上时，催化剂在价带的电子被光量子所激发，跃迁到导带形成自由电子，二氧化钛而在价带形成一个带正电的空穴，这样就形成电子－空穴对。利用所产生空穴的氧化及自由电子的还原能力，二氧化钛和表面接触的水分H2O和O2发生反应，产生氧化力极强的自由基，这些自由基几乎可分解和断裂所有有机物的官能键，改变废气中有机物分子的结构,并将其所含的氢和碳变成水和二氧化碳，有机废气中得到降解和净化，紫外光催化氧化在处理有机废气的同时，也具有较好的除臭功能；

——优选地，上述预洗仓2上部出口处设置由丝网和层叠折板构成的收水机构21，用于将预洗净化后的废气脱水后送入紫外光氧化仓6的吊装筒体62内，通过预洗仓2加湿处理，去除有机废气中的部分可溶性废气及尘类，在经过收水机构21的丝网和层叠板，脱水除雾，进入到紫外光氧化仓6的吊装筒体62内，提高了气体洁净度，避免紫外光灯61被不透紫外线的物质覆盖，降低光氧化效果，同时在预洗过程中用洗涤水去除了有机废气中一部分腐蚀性成分，避免了紫外光灯61的电连接件腐蚀造成紫外光灯失效；

——上述臭氧降解仓7底部设置臭氧浓度传感器71，箱体1外设置存放硫代硫酸钠的储药罐70，储药罐70通过第三管道72连接设置在臭氧降解仓7上部的加药管74，第三管道72上设置第二加药泵73，臭氧溶于水后如果浓度过大，后期处理也很麻烦，通过在溶液中添加除臭氧剂，比如硫代硫酸钠将其降解，上述臭氧浓度传感器71和加药泵73（离心泵包括流量计）等均可以与PLC控制器5电气连接，实现实时监测、自动调控的目的；

——优选地，上述紫外光氧化仓6内位于吊装筒体62下部设置由多孔托板67和微粒层68构成反应单元，微粒层68为直径不大于0.8mm的陶瓷颗粒堆放而成，多孔托板67为陶瓷板或聚四氟乙烯板，有机废气能从多孔托板67透入微粒层68中，并在微粒层68的间隙中摩擦、旋转，从而使有机废气中的臭氧与挥发性有机污染物充分接触反应，提高了臭氧净化的效率；

——进一步的，上述述紫外光氧化仓6内位于吊装筒体62与反应单元之间设置喷洒管路69，用于将紫外光氧化仓6底部的液体喷洒在反应单元的微粒层68上，通过定向微粒层68喷水，增加有机废气通过微粒层68的阻力，使有机废气进一步在微粒层中摩擦、旋转，延长了臭氧氧化处理的有效时间。

由于有机废气中污染物种类复杂，部分气体本身具有较强的腐蚀性或者气体本身不具有腐蚀性，但是分解后的中间产物具有较强的腐蚀性，因此该装置的箱体1选择耐腐蚀的机制板拼装而成，双层结构的夹层填充有保温材料，适合于寒冷天气运行；内层设有防腐层，微生物净化仓3内及托架31优选使用耐腐蚀的玻璃钢增强材料。

Claims (10)

1.一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：包括设置了进气口和出气口的箱体，所述箱体内用若干隔板分割成预洗仓、微生物净化仓和脱水仓，所述箱体底部为由液体形成的滤池，所述隔板上部通过管件将气体引至相邻仓体的液面以下，所述微生物净化仓内通过托架固定供微生物生长附着的复合填料，所述复合填料由棕皮与火山岩填料构成或者由棕皮与聚丙烯填料或聚氨酯泡沫构成，所述微生物净化仓和预洗仓的上部均设置喷淋管路，所述微生物净化仓的喷淋管路将其仓底的营养液喷洒在所述复合填料上，所述预洗仓的喷淋管路将其仓底的洗涤水正向喷洒在由进气口进入的有机废气上，所述脱水仓内设置由丝网和层叠折板构成的沥水机构，所述出气口位于所述沥水机构的末端。

2.根据权利要求1所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：所述微生物净化仓底部设置与PLC控制器连接的温度传感器和PH值检测器，所述箱体外设置用于调节PH值的药液罐，所述药液罐通过第一管道连接所述微生物净化仓，所述第一管道上具有与所述PLC控制器电气连接的第一加药泵，用于维持营养液的PH值在5至6之间；所述微生物净化仓底部还设置与所述PLC控制器电气连接的电加热丝，用于保持营养液的温度在30-35℃之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：所述微生物净化仓内复合填料的填积厚度不小于1m，废气穿过的流速不超过0.1m/s；所述微生物净化仓内的喷淋管道上设置雾化喷头，其喷洒量不超过2.5L/m³。

4.根据权利要求3所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：生长附着在所述复合填料表面的微生物包括细菌、真菌或原生物构成的生物膜，所述复合填料下部的液面上具有微生物群体、有机物和无机物构成的活性污泥。

5.根据权利要求1所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：所述预洗仓和微生物净化仓之间用隔板分割为紫外光氧化仓和臭氧降解仓，其中，所述紫外光氧化仓包括设置在上部的紫外光灯，所述紫外光灯位于吊装筒体内，所述吊装筒体的端口与所述预洗仓上部的出口连接，所述吊装筒体下部的箱壁设置出气孔，所述出气孔通过第二管道连接设置在所述臭氧降解仓底部液面下的曝气管，所述第二管道上设置溶气泵。

6.根据权利要求5所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：所述吊装筒体的内壁上设置纳米二氧化钛催化剂涂层。

7.根据权利要求5所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：所述预洗仓上部出口处设置由丝网和层叠折板构成的收水机构，用于将预洗净化后的废气脱水后送入所述紫外光氧化仓的吊装筒体内。

8.根据权利要求5所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：所述臭氧降解仓底部设置臭氧浓度传感器，所述箱体外设置存放硫代硫酸钠的储药罐，所述储药罐通过第三管道连接设置在所述臭氧降解仓上部的加药管，所述第三管道上设置第二加药泵。

9.根据权利要求5所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：所述紫外光氧化仓内位于所述吊装筒体下部设置由多孔托板和微粒层构成反应单元，所述微粒层为直径不大于0.8mm的陶瓷颗粒堆放而成，所述多孔托板为陶瓷板或聚四氟乙烯板。

10.根据权利要求5所述的一种有机废气的净化处理装置，其特征在于：所述紫外光氧化仓内位于所述吊装筒体与反应单元之间设置喷洒管路，用于将所述紫外光氧化仓底部的液体喷洒在所述反应单元的微粒层上。

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