揮發性有機廢氣高標準排放氣質濃度的治理裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種揮發性有機廢氣高標準排放氣質濃度的治理裝置，包括阻火器、水洗塔、高效生物反應塔和除霧裝置，高效生物反應塔內自下而上設有多點式布氣口、填料承托裝置、生物填料層和營養液霧化噴嘴，生物填料層包括骨架、聚氨酯泡沫填料和生物膜；廢氣經水洗預處理后，經離心風機負壓吸入高效生物反應塔內，處理合格后經除霧達標排放。本實用新型首次采用揮發性有機廢氣馴化培養專性菌群，利用菌種的專一性和高效性降解廢氣中的有機污染物。本實用新型進氣均勻，避免流速過快至生物填料層上附著的活性菌膜層脫落，污染物去除效果穩定，去除率高達99％以上，且不受廢氣排放種類及企業工作連續性的限制。
【專利說明】
揮發性有機廢氣高標準排放氣質濃度的治理裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于廢氣治理技術領域，設及一種揮發性有機廢氣的凈化裝置。
【背景技術】
[0002] 揮發性有機廢氣（簡稱VOCs)排放源和污染物種類很多，主要成分包括控類、面代 控、氧控和氮控等。運些污染物質物理和化學性質非常復雜，毒性也不盡相同，運些也成為 了 VOCs治理困難的原因所在。
[0003] 目前，揮發性有機廢氣處理技術有活性炭吸附法、催化燃燒法、催化氧化法、酸堿 中和法、等離子法等。其中吸附法、吸收法、催化燃燒法是傳統的有機廢氣治理技術，也是目 前應用最廣泛的實用治理技術。具體比較如表1所示：
[0004] 表 1
[0005]
[0006] 無論是廣泛采用的傳統處理方法，還是新開發的處理技術，由于其適用范圍、去除 性能、投資運行費用等多方面因素，皆制約了處理技術的應用和處理效果，并不能滿足揮發 性有機廢氣的長期穩定達標排放。隨著目前揮發性有機廢氣排放標準的提高，現有技術已 經很難滿足工企業的治理要求。因此，研發揮發性有機廢氣的高標準排放氣質濃度的有效 處理技術迫在眉睫。 【實用新型內容】
[0007] 針對上述現有技術，本實用新型提供一種能夠達到高標準排放要求的揮發性有機 廢氣治理裝置，使用該裝置不但能夠高效去除廢氣中的有機污染物，而且運行費用低廉，設 備操作簡單，對工人技術水平要求低，能夠保證系統穩定運行，排放氣質濃度滿足高標準要 求，同時不會產生二次污染。
[0008] 為了解決上述技術問題，本實用新型提出到的一種揮發性有機廢氣高標準排放氣 質濃度的治理裝置，包括阻火器和水洗塔，所述阻火器的出口與所述水洗塔的廢氣進氣口 相連，所述水洗塔的進水口和排水口連接至一循環水池，所述水洗塔的排氣口連接至一高 效生物反應塔，所述高效生物反應塔的下部設有多點式布氣口，每平方米不少于1個進氣 口，每個進氣口處均設有氣體分布器，所述高效生物反應塔的中部設有填料承托裝置，所述 填料承托裝置上設有生物填料層，所述生物填料層包括多片塑料骨架、多片聚氨醋泡沫填 料和懸掛在聚氨醋泡沫填料之間的生物膜，所述高效生物反應塔內填充的塑料骨架與聚氨 醋泡沫填料按照體積比為1:1~2:1考慮，所述生物膜為根據廢氣實際污染物情況馴化培養 生成的專性菌群，所形成的菌群的種屬因廢氣污染物種類不同而不同；所述高效生物反應 塔的上部設有霧化噴嘴，所述高效生物反應塔的底部設有排液口，所述霧化噴嘴和所述排 液口均與一營養液循環水池連接，所述營養液選擇含氮或含憐的無機鹽溶液，所述高效生 物反應塔的頂部設有排氣口，所述排氣口與一除霧裝置的進氣口相連，所述除霧裝置的排 氣口經一離屯、風機后連接至高空排放煙畫。
[0009] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：
[0010] 揮發性有機廢氣多W甲苯等低沸點物質為主，本實用新型中首次利用揮發性有機 廢氣直接馴化培養專性菌群，其培養條件為常規條件，利用菌種的專一性和高效性降解廢 氣中的有機污染物。本方法對廢氣中污染物的去除效果穩定，去除率高達99% W上，且不受 廢氣排放種類及企業工作連續性的限制。本實用新型的高效生物反應可W高效率的去除廢 氣中的有機污染物，排放濃度穩定，與其他生物法比較，省掉了噴加或是浸泡培養菌種的過 程，同時直接培養的生物膜更不容易脫落，專屬性更強，降解效率更高，同時并徹底解決了 傳統工藝揮發性有機廢氣排放濃度不穩定，吸收劑二次污染等問題，工藝操作簡單，經濟， 運行可靠，對工人技術水平要求不高，可控性強。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型揮發性有機廢氣高效生物反應工藝流程示意圖
[0012] 圖2是本實用新型高效生物反應塔的基本結構示意圖
[0013] 圖中；
[0014] 1-阻火器，2-水洗塔，3-進氣口，4-噴淋裝置，5-高效生物反應塔，6-多點式布氣 口，7-填料承托裝置，8-混合填料，9-霧化噴嘴，10-除霧裝置，11-離屯、風機，12-煙畫。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型技術方案作進一步詳細描述，所描述的 具體實施例僅對本實用新型進行解釋說明，并不用W限制本實用新型。
[0016] 如圖2所示，本實用新型提出的一種揮發性有機廢氣高標準排放氣質濃度的治理 裝置，包括阻火器1和水洗塔2，所述阻火器1的出口與所述水洗塔2的廢氣進氣口 3相連，其 特征在于，所述水洗塔2的進水口和排水口連接至一循環水池，所述水洗塔2的排氣口連接 至一高效生物反應塔5,所述高效生物反應塔5的下部設有多點式布氣口 6,每平方米不少于 1個進氣口，每個進氣口處均設有氣體分布器，W保證進氣的均勻性，所述高效生物反應塔5 的中部設有填料承托裝置7，填料承托裝置7采用耐腐蝕材料，所述填料承托裝置7上設有生 物填料層8,所述生物填料層8包括多片塑料骨架、多片聚氨醋泡沫填料和懸掛在聚氨醋泡 沫填料之間的生物膜，所述高效生物反應塔5內填充的塑料骨架與聚氨醋泡沫填料按照體 積比為1:1~2:1考慮，所述生物膜為根據廢氣實際污染物情況馴化培養生成的專性菌群， 所形成的菌群的種屬因廢氣污染物種類不同而不同，在馴化培養生物菌群時，溫度不高于 35°C為宜。所述高效生物反應塔5的上部設有霧化噴嘴9,所述高效生物反應塔5的底部設有 排液口，所述霧化噴嘴9和所述排液口均與一營養液循環水池連接，所述高效生物反應塔5 的頂部設有排氣口，所述排氣口與一除霧裝置10的進氣口相連，所述除霧裝置10的排氣口 經一離屯、風機11后連接至高空排放煙畫12。
[0017]所述營養液選擇含氮或含憐的無機鹽溶液，如尿素、憐酸氨鐘和堿溶液中的一種 或幾種;其中，營養液的投加比例，按照污染物濃度含C量與氮N和憐P的比值C:N:P= 100:5: 1考慮;為保證細菌的有效繁殖，需保證循環營養液的抑，pH值范圍在6~9之間。如表2所示。 [001引 表2
[0019]
[0020]
[0021]如圖1所示，采用上述揮發性有機廢氣高標準排放氣質濃度的治理裝置的方法，主 要包括:廢氣經過水洗塔2水洗預處理之后，經離屯、風機負壓吸入高效生物反應塔5內，廢氣 處理合格后經過除霧裝置10達標排放。本實用新型中高效生物反應塔5中采用多點布廢氣 方式，保證了進氣的均勻性，避免流速過快破壞掉生物填料層上附著的活性菌膜層。生物填 料層采用聚氨醋泡沫填料與塑料填料混合，塑料填料作為聚氨醋泡沫填料的骨架，保證聚 氨醋泡沫填料之間有足夠的空間掛生物膜，形成菌液層，并W此提高菌液層與廢氣的接觸 面積和反應時間，保證系統對有機廢氣的凈化效率。營養液經霧化噴嘴9的霧化噴嘴噴出， 營養液主要是用于促進高效菌群的生長。具體步驟如下：
[0022] 步驟一、有機廢氣的水洗預處理:采用傳統的水洗方式，水洗塔2內設置噴淋裝置 4，有機廢氣進入水洗塔內自下而上流動，與霧化后的水洗噴淋液接觸，經氣液兩相混溶，初 步降低有機廢氣中有機污染物的濃度，負壓吸入高效生物反應塔中；本實用新型中水洗噴 淋液采用自來水或回用水，并且循環使用。
[0023] 步驟二、生物反應:有機廢氣經過水洗塔后進入高效生物反應塔內，經處理后進入 除霧裝置。自設置在高效生物反應塔下部的多個進氣口處的氣體分布器進入高效生物反應 塔中，并自下而上流動;與此同時，營養液經霧化噴嘴霧化后將生物菌群生長所需要的營養 物質通過霧化噴淋的方式充分淋灑在生物填料層表面，保證營養物質與生物填料層的充分 接觸;經過生物填料層未反應完全的有機廢氣中的有機污染物部分溶于噴淋液中，由氣相 轉移至液相中，從而降低了廢氣中的有機污染物濃度。
[0024] 高效生物反應塔是本實用新型的核屯、部分，其結構如圖2中所示，高效生物反應塔 5內自下而上包括多點式布氣裝置、填料承托裝置7、生物填料層8、霧化噴嘴9。其中，反應塔 進氣口采用多點式布氣，每平方米不少于1個進氣口，每個進氣口設置氣體分布器，主要用 于提高廢氣布氣均勻性，提高廢氣與生物填料層的接觸時間和均勻性。生物填料層中聚氨 醋泡沫與塑料填料(骨架）的混合比例在2~1之間，需要根據有機廢氣的性質和濃度調節， 當廢氣濃度較高(按非甲燒類總控濃度考慮，當非甲燒類總控濃度高于500mg/m3)時按照高 比例執行。其中，塑料填料作為聚氨醋泡沫填料的骨架，保證聚氨醋泡沫填料之間有足夠的 空間掛生物膜，形成菌種層，并W此提高菌種層與廢氣的接觸面積和反應時間，保證系統對 有機廢氣的凈化效率。
[0025] 營養液自流至營養液循環水池中，利用循環水累提升至霧化噴嘴9，營養液經霧化 后與生物填料層8表面接觸，促進生物菌群的生長，保證高效生物菌群的有效量，提高系統 的有機污染物的降解效率。循環水池的噴淋液循環使用，營養液根據生物菌群的量不定期 補充即可。其中，霧化噴嘴9的作用主要有W下幾個方面:一是將生物菌群生長所需要的營 養物質通過霧化噴淋的方式充分淋灑在生物填料層8表面，保證營養物質與生物填料層8的 充分接觸;二是將經過生物填料層8未反應完全的廢氣中的有機污染物部分溶于噴淋液中， 由氣相轉移至液相中，進一步降低廢氣中的污染物濃度。主要原理是:將廢氣中的有機污染 物作為營養物質馴化培養降解廢氣中有機污染物的專性菌群，從而降低廢氣中的有機污染 物濃度。其中，營養液只是作為生物生長過程中的補充劑，W此保證生物量和生物活性。 [00%]步驟=、除霧后排出：經過生物反應處理后的廢氣進入除霧裝置進行除霧，主要是 防止水分進入風機，特別是冬季管道中常出現冷凝水，可W通過除霧裝置排出。
[0027] 廢氣經過W上系列凈化處理后，達標后經煙畫排放至高空。循環水池中儲存自來 水或回用水，營養液根據需要補充至營養液循環水池中，利用累提升進行循環使用，定期 (每季度或每半年)對循環水池內循環液測定，當污染物濃度COD高于1500mg/L時，排放少量 部分循環液至污水處理系統。通常，循環水池W補充循環液為主。
[0028] 實施例:選用來自化學合成制藥工業有機廢氣治理工程，有機廢氣中主要含有甲 醇、乙醇、甲苯、二氧六環、四氨巧喃、乙酸乙醋等有機污染物，廢氣溫度為常溫。
[0029] 如圖I和圖2所示，阻火器I對廢氣進行阻燃過濾，阻火器I的出口連接水洗塔2廢氣 進氣口 3，廢氣自下而上流動與上部噴淋裝置4霧化后的噴淋液混溶，噴淋液采用自來水或 廠區回用水，由循環水累提升至塔噴淋裝置4處，經過水洗后廢氣負壓吸入高效生物反應塔 5中，廢氣通過多點式布氣口 6進入反應塔內，廢氣自下向上流動，按順序經過填料承托裝置 7、生物填料層8和霧化噴嘴9。霧化噴嘴9噴淋營養液，經霧化后的營養液與廢氣和生物填料 層表面充分接觸，W廢氣中有機污染物作為菌體生長的營養物質，經過馴化培養后，生物填 料層上會附著生成高效菌層。填料為聚氨醋泡沫填料和塑料填料的混合填料，塑料填料作 為泡沫填料的骨架，方便生物層的形成，也作為廢氣通過的通道與高效菌層充分接觸。廢氣 經多點式布氣口 6后進入高效生物反應塔5內，首先與生物填料層8表面的菌層充分反應，反 應完成后流經生物填料層8的廢氣與營養液再次碰撞，二次反應，廢氣達標后流經除霧裝置 10除霧，經離屯、風機11后送至煙畫12后高空排放。本實施例中采用的營養液為1%濃度的尿 素和氨氧化鋼堿溶液，氨氧化鋼溶液投加量W抑值作為考核，當抑=7 ±0.5時表示藥劑投 加量符合要求。
[0030] 使用本實用新型過程中通過生物反應可W有效的降解廢氣中的有機污染物，避免 了投加藥劑對反應塔的材質的高要求，同時也達到了凈化污染物的目的。噴淋液均采用循 環利用方式，在使用過程中根據實際情況補充循環液(包括自來水或回用水、營養液）。當循 環水池中的循環液COD濃度高于1500mg/L時可W排放少量部分至污水處理系統。
[0031] 本實用新型運行操作簡單，處理效率高效，沒有二次污染，運行成本低廉，具有很 強的市場推廣能力。
[0032] 盡管上面結合圖對本實用新型進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具 體實施方式，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人 員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨的情況下，還可W作出很多變形，運些 均屬于本實用新型的保護之內。
【主權項】
1. 一種揮發性有機廢氣高標準排放氣質濃度的治理裝置，包括阻火器（1)和水洗塔 (2)，所述阻火器(1)的出口與所述水洗塔(2)的廢氣進氣口（3)相連，其特征在于，所述水洗 塔(2)的進水口和排水口連接至一循環水池，所述水洗塔(2)的排氣口連接至一高效生物反 應塔(5)，所述高效生物反應塔(5)的下部設有多點式布氣口（6)，每平方米不少于1個進氣 口，每個進氣口處均設有氣體分布器，所述高效生物反應塔(5)的中部設有填料承托裝置 (7)，所述填料承托裝置(7)上設有生物填料層(8)，所述生物填料層(8)包括多片塑料骨架、 多片聚氨酯泡沫填料和懸掛在聚氨酯泡沫填料之間的生物膜，其中，塑料骨架與聚氨酯泡 沫填料的體積比為1~2:1，所述生物膜是根據廢氣實際污染物情況馴化培養生成的專性菌 群;所述高效生物反應塔(5)的上部設有霧化噴嘴(9)，所述高效生物反應塔(5)的底部設有 排液口，所述霧化噴嘴(9)和所述排液口均與一營養液循環水池連接，所述營養液選擇含氮 或含磷的無機鹽溶液;所述高效生物反應塔(5)的頂部設有排氣口，所述排氣口與一除霧裝 置(10)的進氣口相連，所述除霧裝置（10)的排氣口經一離心風機(11)后連接至高空排放煙 囪（12)。
【文檔編號】B01D53/96GK205650077SQ201620249204
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年3月28日 公開號201620249204.3, CN 201620249204, CN 205650077 U, CN 205650077U, CN-U-205650077, CN201620249204, CN201620249204.3, CN205650077 U, CN205650077U
【發明人】馬艷寧, 張金鳳, 劉曉亮, 馮海軍, 翟宇, 徐淼, 白石磊, 王立寶, 王冠寧, 陳濤
【申請人】天津市聯合環保工程設計有限公司