CN214437929U - 一种膜基废气生物处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种膜基废气生物处理系统。该系统气体混合装置和膜基废气生物处理装置；所述气体混合装置包括混合装置本体、氧气供气管道和含硫有机废气供气管道；所述氧气供气管道和所述含硫有机废气供气管道分别与所述混合装置本体连通；所述膜基废气生物处理装置包括处理装置本体和若干膜组件；所述膜组件设于所述处理装置本体内；所述混合装置本体与所述膜组件连通。本实用新型采用无泡曝气大大提高气体传质效率，提升水溶性差的气体污染物去除效率，实现污染物去除率达99％，并且实现对膜厚的调节，高效降解微生物代谢活性高，含硫恶臭有机污染物去除效率高，氧气利用效率高。

Description

一种膜基废气生物处理系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，特别是涉及一种膜基废气生物处理系统。

背景技术

随着社会经济的飞速发展及城市化进程的不断加速，环境污染问题日益突出。而近年来工业制造、垃圾处理、污水处理过程中产生的恶臭严重困扰着居民的生活，尤其污水处理厂、垃圾处理厂周边居民怨声载道、苦不堪言。臭气排放标准日益严格，我国在1993年针对恶臭污染颁布了《恶臭污染物排放标准》，规定了硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲基二硫和二硫化碳五种含硫恶臭污染物的厂界排放限值。寻找一种臭气深度彻底的处理工艺刻不容缓。

恶臭是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快和损坏生物环境的物质，传统的恶臭去除方法主要包括物理、生物、化学三个方面，物理过程主要包括水吸收、物理吸附、冷却冷凝、掩蔽、稀释等，化学过程主要包括湿式化学吸收、化学吸附、化学氧化、催化氧化等。现有工艺虽然对臭气有一定的处理作用，但其效果仍然不尽人意。生物法是指利用微生物的生命活动代谢掉恶臭气体中的污染物质，微生物将污染物当作能源物质用于生命活动。由于微生物对各种污染物均有较强和较快的适应能力，生物法用于去除废气中的含硫恶臭污染物质相比于物理法和化学法具有二次污染低，操作简便和能耗小等优点，因此受到广泛关注成为近些年的研究重点。目前较为成熟的生物反应器有生物洗涤塔和生物滴滤塔，生物洗涤塔存在气液传质的比表面积小和投资运行费用高的问题，生物滴滤塔则是容易积累过多的剩余污泥造成气体短路。对于那些易溶于水的VOCs在处于低负荷速度较低的情况下，生物过滤技术已取得较大的成功，但对于溶解度低并且处理浓度低的含硫恶臭有机废气，传统的生物反应器的处理效果不佳。本实用新型设计一种膜基废气生物处理系统，能结合生物过滤装置和膜反应器的优势，并且采用膜内曝气的无泡曝气，增加了气体的传质速率和利用效率，通过调节液相可以去除过剩生物质，不易形成堵塞，适用于处理溶解度低的气相污染物。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种膜基废气生物处理系统，采用无泡曝气大大提高气体传质效率，提升水溶性差的气体污染物去除效率，实现污染物去除率达99％，并且实现对膜厚的调节，高效降解微生物代谢活性高，含硫恶臭有机污染物去除效率高，氧气利用效率高。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种膜基废气生物处理系统，包括：气体混合装置和膜基废气生物处理装置；

所述气体混合装置包括混合装置本体、氧气供气管道和含硫有机废气供气管道；所述氧气供气管道和所述含硫有机废气供气管道分别与所述混合装置本体连通；

所述膜基废气生物处理装置包括处理装置本体和若干膜组件；所述膜组件设于所述处理装置本体内；

所述混合装置本体与所述膜组件连通。

优选地，所述处理装置本体上设有通风口。

更优选地，所述膜基废气生物处理装置还包括出气污染物检测装置，所述出气污染物检测装置设于所述处理装置本体内且近所述通风口。

优选地，所述处理装置本体上设有营养液进口和营养液出口。

更优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：

A1)所述营养液进口上设有营养液进口阀门；

A2)所述营养液出口上设有营养液出口阀门。

优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：

B1)所述气体混合装置还包括氧气储罐，所述氧气储罐与所述氧气供气管道连通；

B2)所述氧气供气管道上设有氧气压力表；

B3)所述氧气供气管道上设有氧气阀门；

B4)所述含硫有机废气供气管道上设有含硫有机废气压力表；

B5)所述含硫有机废气供气管道上设有含硫有机废气阀门；

B6)所述膜基废气生物处理系统包括连通单元，所述连通单元包括连通总管道、第一支路管道和第二支路管道，所述连通总管道的一端与所述混合装置本体连通，另一端设有两支路：所述第一支路管道和所述第二支路管道；所述第一支路管道和所述第二支路管道分别与所述膜组件的两端连通；

B7)所述膜组件中的载体膜为微孔膜；

B8)所述膜基废气生物处理装置还包括若干曝气头，所述曝气头设于所述处理装置本体内。

更优选地，还包括如下技术特征中的至少一项：

C1)特征B6)中，所述连通总管道上设有总管污染物检测装置；

C2)特征B6)中，所述连通总管道上设有总管阀门；

C3)特征B7)中，微孔膜的孔径为5nm～1mm。

更优选地，特征B8)中，还包括如下技术特征中的至少一项：

D1)所述膜基废气生物处理装置还包括曝气管道，所述曝气管道与所述曝气头连通；

D2)所述曝气头朝向所述膜组件设置。

进一步更优选地，特征1)中，还包括如下技术特征中的至少一项：

E1)所述曝气管道上设有曝气管道压力表；

E2)所述曝气管道上设有曝气管道阀门；

E3)所述膜基废气生物处理装置还包括鼓风机，所述鼓风机经所述曝气管道与所述曝气头连通。

优选地，还包括控制单元，氧气压力表(15)、氧气阀门(16)、出气污染物检测装置(24)、营养液进口阀门(214)、营养液出口阀门(215)、曝气管道压力表(26)、曝气管道阀门(27)、总管污染物检测装置(34)、总管阀门(35)，所述控制单元与选自所述氧气压力表、所述氧气阀门、所述含硫有机废气压力表、所述含硫有机废气阀门、所述出气污染物检测装置、所述营养液进口阀门、所述营养液出口阀门、所述曝气管道压力表、所述曝气管道阀门、所述总管污染物检测装置和所述总管阀门中的至少一项信号连接。

上述技术方案具有如下有益效果：

(1)本实用新型不易发生气相阻塞，压力降小，解决传统的生物膜法堵塞严重的问题；

(2)本实用新型采用无泡曝气，为气体传质提供巨大的比表面积，本方法相较于传统生物反应器的气相传质大大提高；

(3)本实用新型可实现对生物膜膜厚的调节，高效降解微生物代谢活性高；

(4)本实用新型具有装置紧凑、占地面积小、操作简便、自动化程度高和易于推广等优点。

附图说明

图1显示为本实用新型膜基废气生物处理系统的示意图。

附图标记

1 气体混合装置

11 混合装置本体

12 氧气供气管道

13 含硫有机废气供气管道

14 氧气储罐

15 氧气压力表

16 氧气阀门

17 含硫有机废气压力表

18 含硫有机废气阀门

2 膜基废气生物处理装置

21 处理装置本体

211 通风口

212 营养液进口

213 营养液出口

214 营养液进口阀门

215 营养液出口阀门

22 膜组件

23 曝气头

24 出气污染物检测装置

25 曝气管道

26 曝气管道压力表

27 曝气管道阀门

28 鼓风机

3 连通单元

31 连通总管道

32 第一支路管道

33 第二支路管道

34 总管污染物检测装置

35 总管阀门

4 控制单元

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的技术方案。应理解，本实用新型提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，一种膜基废气生物处理系统，包括气体混合装置1和膜基废气生物处理装置2；

所述气体混合装置1包括混合装置本体11、氧气供气管道12和含硫有机废气供气管道 13；所述氧气供气管道12和所述含硫有机废气供气管道13分别与所述混合装置本体11连通；

所述膜基废气生物处理装置2包括处理装置本体21和若干膜组件22；所述膜组件22设于所述处理装置本体21内；

所述混合装置本体11与所述膜组件22连通。

在一优选的实施方式中，所述处理装置本体21上设有通风口211。

在一优选的实施方式中，所述膜基废气生物处理装置2还包括出气污染物检测装置24，所述出气污染物检测装置24设于所述处理装置本体21内且近所述通风口211。

在一优选的实施方式中，所述处理装置本体21上设有营养液进口212和营养液出口213。

在一优选的实施方式中，所述营养液进口212上设有营养液进口阀门214。

在一优选的实施方式中，所述营养液出口213上设有营养液出口阀门215。

在一优选的实施方式中，所述气体混合装置1还包括氧气储罐14，所述氧气储罐14与所述氧气供气管道12连通。

在一优选的实施方式中，所述氧气供气管道12上设有氧气压力表15。

在一优选的实施方式中，所述氧气供气管道12上设有氧气阀门16。

在一优选的实施方式中，所述含硫有机废气供气管道13上设有含硫有机废气压力表17。

在一优选的实施方式中，所述含硫有机废气供气管道13上设有含硫有机废气阀门18。

在一优选的实施方式中，所述膜基废气生物处理系统包括连通单元3，所述连通单元3 包括连通总管道31、第一支路管道32和第二支路管道33，所述连通总管道31的一端与所述混合装置本体11连通，另一端设有两支路：所述第一支路管道32和所述第二支路管道33；所述第一支路管道32和所述第二支路管道33分别与所述膜组件22的两端连通。

在一优选的实施方式中，所述连通总管道31上设有总管污染物检测装置34。

在一优选的实施方式中，所述连通总管道31上设有总管阀门35。

在一优选的实施方式中，所述膜组件22中的载体膜为微孔膜。

在一优选的实施方式中，微孔膜的孔径为5nm～1mm。

在一优选的实施方式中，所述膜基废气生物处理装置2还包括若干曝气头23，所述曝气头23设于所述处理装置本体21内。

在一优选的实施方式中，所述膜基废气生物处理装置2还包括曝气管道25，所述曝气管道25与所述曝气头23连通。

在一优选的实施方式中，所述曝气管道25上设有曝气管道压力表26。

在一优选的实施方式中，所述曝气管道25上设有曝气管道阀门27。

在一优选的实施方式中，所述膜基废气生物处理装置2还包括鼓风机28，所述鼓风机28 经所述曝气管道25与所述曝气头23连通。

在一优选的实施方式中，所述曝气头23朝向所述膜组件22设置。

在一优选的实施方式中，还包括控制单元4，所述控制单元4与选自所述氧气压力表15、所述氧气阀门16、所述含硫有机废气压力表17、所述含硫有机废气阀门18、所述出气污染物检测装置24、所述营养液进口阀门214、所述营养液出口阀门215、所述曝气管道压力表26、所述曝气管道阀门27、所述总管污染物检测装置34和所述总管阀门35中的至少一项信号连接。

下述实施例中使用的营养液通过下述方法获得：1)将微量元素溶液加入培养基中，加入量为：2L培养基中加1ml微量元素溶液，其中，微量元素溶液具体组成为：ZnSO₄·2H₂O 300mg/L，MnCl₂·4H₂O 80mg/L，H₃BO₃ 200mg/L，CoCl₂·6H₂O 150mg/L，CuCl·2H₂O100mg/L， NiCl₂·6H₂O 50mg/L，Na₂MoO₄·2H₂O 10mg/L，FeSO₄·7H₂O 300mg/L，其余为水；培养基具体组成为：NH₄Cl 500mg/L，MgCl₂·6H2O 100mg/L，KH₂PO₄ 500mg/L，其余为水；2)再加入葡萄糖，加入量为：1L培养基中加入0.5g葡萄糖，获得所述营养液，pH值调节在7左右。

实施例1

实施例中所使用的膜基废气生物处理系统如图1所示，具体按下列步骤进行：

(1)将含硫有机废气和氧气通入气体混合装置混合均匀，两种气体压力均为1psi；

(2)调节混合后含硫污染物浓度(巯基)为2.5g/m³，将其通过管道进入与之相连的膜组件内；

(3)将营养液和VSS为20g/L的污水处理厂二沉池污泥共同泵入挂膜，运行4d完成驯化；

(4)将含硫有机废气和氧气混合均匀，含硫有机废气和所述氧气的体积比为1：5，氧气压力为1psi，含硫污染物浓度(巯基)为0.5g/m³，通入驯化好的膜基废气生物处理装置的膜组件内与膜上微生物反应，水力停留时间为3d；

(5)出气经出气污染物检测装置检测达标后直接排放到大气中，根据出气中含硫污染物浓度动态调节氧气和含硫有机废气混合比例以及氧气压力：若出气中含硫污染物浓度 <0.5g/m³，则将混合前含硫有机废气压力扩大相应倍数，该倍数＝混合后的含硫污染物浓度/ 出气中含硫污染物浓度，上限为5psi，若出气中含硫污染物浓度>5g/m³，则将混合前氧气压力扩大相应倍数，该倍数＝出气中含硫污染物浓度/混合后的含硫污染物浓度，上限为5psi；若出气中含硫污染物浓度＞0.1g/m³，氧气压力增加1psi，若0.01g/m³<出气中含硫污染物浓度<0.1g/m³，氧气压力增加0.2psi；

(6)控制曝气冲刷强度为15L/(s·m²)，曝气冲刷时间为3min，频率为每月1次，该系统处理污染物量为2.5kg·m^-3·d^-1，巯基去除效率达99％，氧气利用效率为85％。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种膜基废气生物处理系统，其特征在于，包括气体混合装置(1)和膜基废气生物处理装置(2)；

所述气体混合装置(1)包括混合装置本体(11)、氧气供气管道(12)和含硫有机废气供气管道(13)；所述氧气供气管道(12)和所述含硫有机废气供气管道(13)分别与所述混合装置本体(11)连通；

所述膜基废气生物处理装置(2)包括处理装置本体(21)和若干膜组件(22)；所述膜组件(22)设于所述处理装置本体(21)内；

所述混合装置本体(11)与所述膜组件(22)连通。

2.如权利要求1所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，所述处理装置本体(21)上设有通风口(211)。

3.如权利要求2所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，所述膜基废气生物处理装置(2)还包括出气污染物检测装置(24)，所述出气污染物检测装置(24)设于所述处理装置本体(21)内且近所述通风口(211)。

4.如权利要求1所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，所述处理装置本体(21)上设有营养液进口(212)和营养液出口(213)。

5.如权利要求4所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

A1)所述营养液进口(212)上设有营养液进口阀门(214)；

A2)所述营养液出口(213)上设有营养液出口阀门(215)。

6.如权利要求1所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

B1)所述气体混合装置(1)还包括氧气储罐(14)，所述氧气储罐(14)与所述氧气供气管道(12)连通；

B2)所述氧气供气管道(12)上设有氧气压力表(15)；

B3)所述氧气供气管道(12)上设有氧气阀门(16)；

B4)所述含硫有机废气供气管道(13)上设有含硫有机废气压力表(17)；

B5)所述含硫有机废气供气管道(13)上设有含硫有机废气阀门(18)；

B6)所述膜基废气生物处理系统包括连通单元(3)，所述连通单元(3)包括连通总管道(31)、第一支路管道(32)和第二支路管道(33)，所述连通总管道(31)的一端与所述混合装置本体(11)连通，另一端设有两支路：所述第一支路管道(32)和所述第二支路管道(33)；所述第一支路管道(32)和所述第二支路管道(33)分别与所述膜组件(22)的两端连通；

B7)所述膜组件(22)中的载体膜为微孔膜；

B8)所述膜基废气生物处理装置(2)还包括若干曝气头(23)，所述曝气头(23)设于所述处理装置本体(21)内。

7.如权利要求6所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

C1)特征B6)中，所述连通总管道(31)上设有总管污染物检测装置(34)；

C2)特征B6)中，所述连通总管道(31)上设有总管阀门(35)；

C3)特征B7)中，微孔膜的孔径为5nm～1mm。

8.如权利要求6所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，特征B8)中，还包括如下技术特征中的至少一项：

D1)所述膜基废气生物处理装置(2)还包括曝气管道(25)，所述曝气管道(25)与所述曝气头(23)连通；

D2)所述曝气头(23)朝向所述膜组件(22)设置。

9.如权利要求8所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，特征D1)中，还包括如下技术特征中的至少一项：

E1)所述曝气管道(25)上设有曝气管道压力表(26)；

E2)所述曝气管道(25)上设有曝气管道阀门(27)；

E3)所述膜基废气生物处理装置(2)还包括鼓风机(28)，所述鼓风机(28)经所述曝气管道(25)与所述曝气头(23)连通。

10.如权利要求1至9任一项所述的膜基废气生物处理系统，其特征在于，还包括控制单元(4)，氧气压力表(15)、氧气阀门(16)、出气污染物检测装置(24)、营养液进口阀门(214)、营养液出口阀门(215)、曝气管道压力表(26)、曝气管道阀门(27)、总管污染物检测装置(34)、总管阀门(35)，所述控制单元(4)与选自所述氧气压力表(15)、所述氧气阀门(16)、所述含硫有机废气压力表(17)、所述含硫有机废气阀门(18)、所述出气污染物检测装置(24)、所述营养液进口阀门(214)、所述营养液出口阀门(215)、所述曝气管道压力表(26)、所述曝气管道阀门(27)、所述总管污染物检测装置(34)和所述总管阀门(35)中的至少一项信号连接。

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