專利名稱：利用洗滌塔及膜離生物反應(yīng)器的廢氣處理設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種可節(jié)省洗滌塔洗滌液用量的廢氣處理技術(shù)，尤其有關(guān)一種利用并流噴射塔(jet co-flow packing tray column)及膜離生物反應(yīng)器的廢氣處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體等高科技產(chǎn)業(yè)所排放的有機廢氣的處理包括以焚化技術(shù)及以濕式洗滌技術(shù)進行處理，前者有高能源消耗、溫室氣體排放與安全性問題。安全性較高的濕式洗滌技術(shù)，則有洗滌液用量大，且廢洗滌液后續(xù)凈化處理費用高昂等缺點。
臺灣專利公告第457120號揭示一種降低排放廢氣中揮發(fā)性有機物的方法，該方法包含將注入臭氧至該洗滌塔之中，并使該臭氧與該洗滌液充分混合的步驟，借助臭氧與廢氣中揮發(fā)性有機物反應(yīng)，而降低該廢氣與該洗滌液中的該揮發(fā)性有機物的含量。該臭氧來源可為化學(xué)氣相沉積(CVD，chemicalvapor deposition)制程反應(yīng)中所產(chǎn)生者。
臺灣專利公告第546159號揭示一種洗滌塔廢氣處理方法，包括將一藥劑加入至該洗滌塔內(nèi)以調(diào)整該洗滌液的酸堿值大于pH 10.5以上。
以上兩篇臺灣專利所使用的洗滌塔可為填充塔、泡罩塔(bubble-capcolumn)、噴霧塔或文式塔。雖然它們對降低排放廢氣中揮發(fā)性有機物的方法提出了不同的解決方案，但是并沒有對洗滌液用量大，且廢洗滌液后續(xù)凈化處理費用高昂等缺點提出解決方案。
美國專利6808628B2號(平行的中國專利公開第1426973A號)揭示一種浸入式膜離生物反應(yīng)器(submerged membrane bioreactor)，包含一內(nèi)含微生物混合液的槽；及一浸入于該混合液的過濾模塊，其具有一穿透側(cè)，而且該混合液僅透過該過濾模塊與該穿透側(cè)呈流體相通。該過濾模塊包含一多孔性支撐材，其具有一形成該穿透側(cè)的第一表面及相對于該第一表面的第二表面；及一覆蓋于該第二表面的無紡布膜，該無紡布膜具有一介于0.1～2mm之間的厚度及介于0.2～100μm之間的孔隙。
中國專利公開第1493531 A號揭示于一種浸入式膜離生物反應(yīng)器進行廢水/水處理的方法，該反應(yīng)器包含一內(nèi)含微生物混合液的槽；于該混合液的復(fù)數(shù)個多孔性載體；及一浸入于該混合液的過濾模塊，其具有一穿透側(cè)，而且該混合液僅透過該過濾模塊與該穿透側(cè)呈流體相通。該方法包括將一進流水導(dǎo)入該槽中的混合液；將一負壓來源施用于該穿透側(cè)，使得該槽中的液體透過該過濾模塊從該穿透側(cè)流出該槽；及借助對該混合液曝氣的方式使該復(fù)數(shù)個多孔性載體與該過濾模塊接觸，于是降低該過濾模塊上的積垢。
以上所提及的專利的內(nèi)容借助參考方式被并入本案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一主要目的在提供一種可節(jié)省洗滌塔的洗滌液用量的廢氣處理技術(shù)。
本發(fā)明的另一目的在提供一種利用洗滌塔及膜離生物反應(yīng)器的廢氣處理技術(shù)，其可節(jié)省廢洗滌液后續(xù)凈化處理的用地需求(降低固定成本)。
本發(fā)明所揭示的一種廢氣處理設(shè)備，包含一洗滌塔，包含位于該塔內(nèi)部的一吸收區(qū)，一用于向該吸收區(qū)導(dǎo)入廢氣的廢氣入口，一用于向該吸收區(qū)導(dǎo)入洗滌液的洗滌液入口，一用于從該吸收區(qū)排出該廢氣與該洗滌液在該區(qū)內(nèi)接觸所產(chǎn)生的被洗滌氣的排氣口，及一用于從該吸收區(qū)排出因為該接觸而吸收有該廢氣所含的有機物或臭味物質(zhì)的廢洗滌液出口；一膜離生物反應(yīng)器，包含一內(nèi)含微生物混合液的槽；及一浸入于該混合液的過濾模塊，該過濾模塊具有一穿透側(cè)而且該混合液僅透過該過濾模塊與該穿透側(cè)呈流體相通；一第一管路，其連接該洗滌塔的廢洗滌液出口及該膜離生物反應(yīng)器的槽，以將該廢洗滌液導(dǎo)入該膜離生物反應(yīng)器的槽內(nèi)；及一第二管路，其連接該膜離生物反應(yīng)器的過濾模塊的穿透側(cè)，用于將至少一部份由該穿透側(cè)流出的出流水作為該洗滌液導(dǎo)入該洗滌塔的洗滌液入口。
較佳的，該洗滌塔為填充塔、泡罩塔、并流噴射塔、噴霧塔或文式塔(Venturi)，以并流噴射塔為更佳。
較佳的，本發(fā)明的廢氣處理設(shè)備進一步包含一連接于該穿透側(cè)的負壓來源，以抽取該槽內(nèi)的液體透過該過濾模塊而進入該穿透側(cè)內(nèi)。
本發(fā)明亦揭示一種廢氣處理方法，其包含下列步驟a)將廢氣與一洗滌液在一洗滌塔內(nèi)接觸，于是該廢氣所含的有機物或臭味物質(zhì)的至少一部份為該洗滌液所吸收；b)從該洗滌塔排出一有機物或臭味物質(zhì)含量較該廢氣少的被洗滌氣；c)將吸收有該廢氣所含的有機物或臭味物質(zhì)的廢洗滌液從該洗滌塔導(dǎo)入一膜離生物反應(yīng)器的一個槽內(nèi)，該槽內(nèi)具有一內(nèi)含微生物的混合液，及浸入于該混合液的過濾模塊，其中該過濾模塊具有一穿透側(cè)，而且該混合液僅透過該過濾模塊與該穿透側(cè)相通，其中該廢洗滌液所含的有機物或臭味物質(zhì)的至少一部份于該槽內(nèi)為該微生物所分解；d)施用一負壓于該穿透側(cè)，使該槽內(nèi)的液體透過該過濾模塊而進入該穿透側(cè)；及e)將該穿透側(cè)內(nèi)的穿透液的至少一部份作為該洗滌液導(dǎo)入該洗滌塔內(nèi)。
本發(fā)明利用膜離生物反應(yīng)器來回收再循環(huán)使用廢洗滌液，膜離生物反應(yīng)器具有高污泥濃度，不但可以增加微生物的多樣性，以分解特殊污染物，而且凈化后的處理水含有低的懸浮固體含量，可直接回收再循環(huán)至洗滌塔使用，降低洗滌液汰換量，節(jié)省水資源。膜離生物反應(yīng)器同時亦具有高體積效益及低污泥產(chǎn)率之優(yōu)點。
實施方式依本發(fā)明的一較佳具體實施例所完成的廢氣處理設(shè)備，如圖1所示，主要包括一并流噴射塔10及一膜離生物反應(yīng)器20。
洗滌液以泵浦40經(jīng)由管路32由一入口13自并流噴射塔10的頂部淋入。使用一鼓風(fēng)機41將空氣打入管路33的一端。該管路33的另一端被連接于并流噴射塔10底部的一廢氣入口12。含有機物與臭味物質(zhì)的廢氣被連接于該管路33的一中間位置，于是該廢氣被載流于高速空氣由該廢氣入口12進入該并流噴射塔10的底部，其中經(jīng)一氣體流量計34手動控制空氣的流量。
如圖1及1a所示，并流噴射塔10的內(nèi)部是設(shè)有復(fù)數(shù)個噴射單元11所構(gòu)成的一吸收區(qū)。廢氣自并流噴射塔10底部往上流經(jīng)每層塔板上的噴射單元11；而洗滌液則是自并流噴射塔10頂部往下流，進入到每一層塔板。在廢氣通過噴射單元11的過程中，因氣速增加，導(dǎo)致該空間產(chǎn)生局部噴射負壓現(xiàn)象，將流經(jīng)塔板上的洗滌液吸入于其內(nèi)。氣體與液體于噴射單元11中并流接觸，產(chǎn)生劇烈氣液質(zhì)傳效果，接觸后的氣液由噴射單元11的頂部兩側(cè)以水平方向噴出，氣體往上進到上一層塔板的噴射單元11，液體自然落下到原塔板層，重復(fù)地被吸入噴射單元11中，因此氣相中污染物可被高效率吸收至洗滌液內(nèi)，且洗滌液也因重復(fù)循環(huán)使用，可使最少的洗滌液發(fā)揮最大的有機物或臭味物質(zhì)吸收能力。有機物吸收完成后的洗滌液則由并流噴射塔10底部的一出口15通過一管路31被導(dǎo)入膜離生物反應(yīng)器20處理。被洗滌過的廢氣自并流噴射塔10頂部的排氣口14排出。經(jīng)過膜離生物反應(yīng)器20凈化處理后的洗滌液，再以泵浦40經(jīng)由管路32被導(dǎo)回并流噴射塔10頂部循環(huán)使用，其中管路32上被設(shè)有一液體流量計35及被連接一回流管路36及閥37來控制再循環(huán)的洗滌液的流量。
如圖2所示，吸收有有機物或臭味物質(zhì)的洗滌液從管路31進入膜離生物反應(yīng)器的反應(yīng)槽21內(nèi)。槽內(nèi)裝置有一過濾模塊22，透過鼓風(fēng)機23打入空氣或氧氣至反應(yīng)槽21底部的曝氣設(shè)備24以提供微生物處理所需的氧氣。空氣或氧氣也可為用于無氧微生物系統(tǒng)的氮氣或二氧化碳，或者為用于厭氣微生物系統(tǒng)的氮氣、甲烷或沼氣。濾液(permeate)即出流水透過泵浦40抽出。在泵浦40之前于管路32上裝置一真空壓力計38來控制抽取出流水的負壓。
以上廢氣處理設(shè)備可使廢氣與洗滌液于并流噴射塔10內(nèi)進行高效率氣液質(zhì)傳，氣相中有機物或臭味物質(zhì)因此被洗滌液吸收去除；并流噴射塔10流出含有機物或臭味物質(zhì)的洗滌液被送至膜離生物反應(yīng)器進行微生物處理，由過濾模塊抽出低懸浮固體含量的凈化過的洗滌液再導(dǎo)回并流噴射塔10循環(huán)使用。
本發(fā)明將借助以下實施例被進一步了解，該實施例僅作為說明之用，而非用于限制本發(fā)明范圍。


圖1顯示依本發(fā)明的一較佳具體實施例所完成的廢氣處理設(shè)備的示意圖。
圖1a顯示圖1中的噴射單元11的示意圖。
圖2顯示圖1中膜離生物反應(yīng)器20的示意圖。
圖3顯示于本發(fā)明實施例1中連續(xù)13日處理濃度200ppmv異丙醇有機氣體的結(jié)果。
附圖標(biāo)記10..并流噴射塔11..噴射單元 12..廢氣入口13..入口 14..排氣口15..出口20..膜離生物反應(yīng)器21..反應(yīng)槽22..過濾模塊23、41..鼓風(fēng)機24..曝氣設(shè)備 31、32、33、36..管路34..氣體流量計35..液體流量計37..閥38..真空壓力計40..泵浦具體實施方式
實施例1異丙醇濃度200ppmv的有機氣體，以圖1及2所示的本發(fā)明設(shè)備進行處理，其中噴射單元規(guī)格如表1所示，膜離生物反應(yīng)器的規(guī)格如表2所示，在氣液比710～830條件下，進行連續(xù)13日的測試。結(jié)果如圖3所示，氣體中異丙醇去除效率可達93％以上。
表1噴射單元規(guī)格

表2膜離生物反應(yīng)器規(guī)格

權(quán)利要求
1.一種廢氣處理設(shè)備，包含一洗滌塔，包含位于該塔內(nèi)部的一吸收區(qū)，一用于向該吸收區(qū)導(dǎo)入廢氣的廢氣入口，一用于向該吸收區(qū)導(dǎo)入洗滌液的洗滌液入口，一用于從該吸收區(qū)排出該廢氣與該洗滌液在該區(qū)內(nèi)接觸所產(chǎn)生的被洗滌氣的排氣口，及一用于從該吸收區(qū)排出因為該接觸而吸收有該廢氣所含的有機物或臭味物質(zhì)的廢洗滌液的出口；一膜離生物反應(yīng)器，包含一內(nèi)含微生物混合液的槽；及一浸入于該混合液的過濾模塊，該過濾模塊具有一穿透側(cè)而且該混合液僅透過該過濾模塊與該穿透側(cè)呈流體相通；一第一管路，其連接該洗滌塔的廢洗滌液出口及該膜離生物反應(yīng)器的槽，以將該廢洗滌液導(dǎo)入該膜離生物反應(yīng)器的槽內(nèi)；及一第二管路，其連接該膜離生物反應(yīng)器的過濾模塊的穿透側(cè)，用于將至少一部份由該穿透側(cè)流出的出流水作為該洗滌液導(dǎo)入該洗滌塔的洗滌液入口。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣處理設(shè)備，其中的洗滌塔為填充塔、泡罩塔、并流噴射塔、噴霧塔或文式塔。
3.如權(quán)利要求1所述的廢氣處理設(shè)備，其中的洗滌塔為并流噴射塔。
4.如權(quán)利要求1所述的廢氣處理設(shè)備，其進一步包含一連接于該穿透側(cè)的負壓來源，以抽取該槽內(nèi)的液體透過該過濾模塊而進入該穿透側(cè)內(nèi)。
5.一種廢氣處理方法，包含下列步驟a)將廢氣與一洗滌液在一洗滌塔內(nèi)接觸，于是該廢氣所含的有機物或臭味物質(zhì)的至少一部份為該洗滌液所吸收；b)從該洗滌塔排出一有機物或臭味物質(zhì)含量較該廢氣少的被洗滌氣；c)將吸收有該廢氣所含的有機物或臭味物質(zhì)的廢洗滌液從該洗滌塔導(dǎo)入一膜離生物反應(yīng)器的一個槽內(nèi)，該槽內(nèi)具有一內(nèi)含微生物的混合液，及浸入于該混合液的過濾模塊，其中該過濾模塊具有一穿透側(cè)，而且該混合液僅透過該過濾模塊與該穿透側(cè)相通，其中該廢洗滌液所含的有機物或臭味物質(zhì)的至少一部份于該槽內(nèi)為該微生物所分解；d)施用一負壓于該穿透側(cè)，使該槽內(nèi)的液體透過該過濾模塊而進入該穿透側(cè)；及e)將該穿透側(cè)內(nèi)的穿透液的至少一部份作為該洗滌液導(dǎo)入該洗滌塔內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中的洗滌塔為填充塔、泡罩塔、并流噴射塔、噴霧塔或文式塔。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中的洗滌塔為并流噴射塔。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種含有機物與臭味物質(zhì)的廢氣的節(jié)水處理技術(shù)，其利用了洗滌塔及膜離生物反應(yīng)器，以去除廢氣中的有機物與臭味物質(zhì)。廢氣與洗滌液于洗滌塔內(nèi)進行接觸，氣相中有機物與臭味物質(zhì)被洗滌液吸收去除，而通過洗滌塔的廢洗滌液則被導(dǎo)入膜離生物反應(yīng)器進行處理。處理后含有低懸浮固體(SS)含量的凈化水再循環(huán)至洗滌塔使用。
文檔編號B01D61/00GK1864810SQ200510071109
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者徐樹剛, 何宗仁, 劉文宗, 張瑞玉 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院