生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成結(jié)構(gòu)及集成工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成結(jié)構(gòu)，包括一殼體，其特征在于殼體的底部設(shè)有低溫等離子體曝氣裝置，所述殼體的底部側(cè)面設(shè)有廢氣入口，該廢氣入口與所述低溫等離子體曝氣裝置連通，所述低溫等離子體曝氣裝置的上方設(shè)置有生物填料層。其中低溫等離子體曝氣裝置包括進(jìn)氣通道，與進(jìn)氣通道連通的等離子體放電室，與該等離子體放電室連通的氣體導(dǎo)流室，該氣體導(dǎo)流室的上方設(shè)有微孔曝氣層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效去除難生物降解有機(jī)成分95%以上，能量效率高。
【專利說(shuō)明】生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成結(jié)構(gòu)及集成工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境治理領(lǐng)域，具體涉及一種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成結(jié)構(gòu)及集成工藝，可應(yīng)用于制藥、電子、化工等工業(yè)廢氣治理。
【背景技術(shù)】
[0002]制藥、電子、化工等工業(yè)有機(jī)廢氣具有濃度高、危害大、難生物降解的特點(diǎn)。傳統(tǒng)廢氣治理技術(shù)一般效率低，能耗高，治理費(fèi)用高等缺點(diǎn)。配備低溫等離子體曝氣裝置的生物濾池可高效、低成本地處理這類廢氣。低溫等離子體也叫非平衡等離子體，即等離子體放電時(shí)，由于電場(chǎng)的作用，電子由于其質(zhì)量遠(yuǎn)小于背景氣體分子的質(zhì)量，能夠獲取電場(chǎng)的能量成為高能電子，溫度超過10000K，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于背景氣體分子的溫度，而背景氣體分子的溫度仍可保持在常溫。高能電子作用背景氣體分子(如02)，產(chǎn)生活性物質(zhì)，有效處理污染物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成結(jié)構(gòu)，以大幅提高難生物降解有機(jī)廢氣治理的效率。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成結(jié)構(gòu)，包括一殼體，其特征在于殼體的底部設(shè)有低溫等離子體曝氣裝置，所述殼體的底部側(cè)面設(shè)有廢氣入口，該廢氣入口與所述低溫等離子體曝氣裝置連通，所述低溫等離子體曝氣裝置的上方設(shè)置有生物填料層。其中低溫等離子體曝氣裝置包括進(jìn)氣通道，與進(jìn)氣通道連通的等離子體放電室，與該等離子體放電室連通的氣體導(dǎo)流室，該氣體導(dǎo)流室的上方設(shè)有微孔曝氣層。
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成工藝，以大幅提高難生物降解有機(jī)廢氣治理的效率。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟:A、低溫等離子體曝氣裝置發(fā)生等離子放電，產(chǎn)生等離子區(qū)，等離子區(qū)內(nèi)產(chǎn)生高能電子、.0、.0Η、O3等活性物質(zhì)，有機(jī)廢氣首先進(jìn)入低溫等離子體曝氣裝置，由等離子體區(qū)內(nèi)的活性物質(zhì)降解有機(jī)廢氣，提高有機(jī)廢氣的可生化性；Β、經(jīng)降解后的有機(jī)廢氣和等離子體區(qū)產(chǎn)生的低濃度O3再一起曝氣進(jìn)入生物濾池，以完全凈化有機(jī)廢氣。在該過程中由于高能電子、.0、.0H的反應(yīng)活性高，存留時(shí)間短(不足10-4s),因此只存在于等離子體放電區(qū)，只有O3可以較長(zhǎng)時(shí)間存在。
[0007]工作時(shí)，低溫等離子體曝氣裝置發(fā)生等離子放電，產(chǎn)生等離子區(qū)，等離子區(qū)內(nèi)產(chǎn)生高能電子、.0、.οη、ο3等活性物質(zhì)，難生物降解有機(jī)廢氣首先進(jìn)入低溫等離子體曝氣裝置，由等離子體區(qū)內(nèi)的活性物質(zhì)首先降解有機(jī)廢氣，提高有機(jī)廢氣的可生化性，中間產(chǎn)物和等離子體區(qū)產(chǎn)生的低濃度O3再一起曝氣進(jìn)入生物濾池，以完全凈化有機(jī)廢氣。等離子體放電的能量密度5-200J/L，則處理1000m3/h的有機(jī)廢氣需放電功率1.4_30kW。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效去除難生物降解有機(jī)成分95%以上，能量效率高。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為低溫等離子體曝氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為圖2的A-A剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0012]一種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成結(jié)構(gòu)，包括一殼體3，其特征在于殼體的底部設(shè)有低溫等離子體曝氣裝置I，所述殼體的底部側(cè)面設(shè)有廢氣入口，該廢氣入口與所述低溫等離子體曝氣裝置I連通，所述低溫等離子體曝氣裝置I的上方設(shè)置有生物填料層2。其中低溫等離子體曝氣裝置包括進(jìn)氣通道4，與進(jìn)氣通道4連通的等離子體放電室5，與該等離子體放電室5連通的氣體導(dǎo)流室6，該氣體導(dǎo)流室6的上方設(shè)有微孔曝氣層7。
[0013]如圖所示，該低溫等離子體曝氣裝置I可并排設(shè)有3~10個(gè)等離子放電室5，所述3^10個(gè)等離子放電室5 之間通過隔板12隔開，每個(gè)等離子體放電室5的兩側(cè)分別設(shè)有介電質(zhì)板8，通過該介電質(zhì)板8和氣體導(dǎo)流室6分隔，介電質(zhì)板8靠氣體導(dǎo)流室一側(cè)設(shè)置有金屬接地極9，介電質(zhì)板8靠等離子體放電室5 —側(cè)設(shè)置有金屬絲高壓電極10，介電質(zhì)板8的下部設(shè)有氣體導(dǎo)流孔11。
[0014]根據(jù)該實(shí)施例，等離子體放電室5設(shè)置在進(jìn)氣通道4的下方，所述進(jìn)氣通道4的底部設(shè)有通氣孔13與等離子體放電室5連通，所述等離子放電室5的兩側(cè)分別設(shè)有傾斜的介電質(zhì)板8，所述介電質(zhì)板均為上部向內(nèi)傾斜，傾斜角度為與水平呈40-60度。介電質(zhì)板8靠等離子體放電室5 —側(cè)設(shè)置有10-14根間距6~10mm的金屬絲高壓電極10。進(jìn)氣通道4、氣體導(dǎo)流孔11周圍材質(zhì)采用絕緣材料。介電質(zhì)板材料為具有電場(chǎng)誘導(dǎo)效應(yīng)且不導(dǎo)電的金屬氧化物、復(fù)合金屬氧化物。根據(jù)該實(shí)施例，低溫等離子體曝氣裝置的尺寸為1000*210*205mm3,內(nèi)設(shè)5個(gè)低溫等離子體放電室。
[0015]在本發(fā)明中，所述微孔曝氣層與普遍應(yīng)用于市政給水、污水處理廠的曝氣裝置的曝氣原理相同，只是形狀尺寸不一樣。該微孔曝氣層只是將氣體均勻分布擴(kuò)散到生物濾池，微孔尺寸約l_3mm，厚20mm，材料主要有陶瓷、石英、橡膠、聚乙烯、工程塑料等，需耐臭氧腐蝕。
[0016]曝氣層材料制備時(shí)形成的微孔結(jié)構(gòu)，有微孔流道，該曝氣層將等離子體降解的含易可生化性的中間產(chǎn)物的氣體從曝氣層的微孔中溢出。所述生物濾池可采用常規(guī)的生物濾池。
[0017]生物濾池的運(yùn)行工藝可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)處理?xiàng)l件調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，產(chǎn)生等離子放電所施加的電壓方式為脈沖高壓(l(T50kV，IkHz)或高頻交流(0.3~0.8kV,IkHz~IOkHz)。
[0018]低溫等離子體曝氣裝置具有以下功能和特點(diǎn):I)原位等離子體降解廢氣中的有機(jī)污染物，提高廢氣的可生化性，解決生物濾池對(duì)難生物降解有機(jī)廢氣治理效果不佳的問題；2)原位等離子體放電產(chǎn)生低濃度O3，強(qiáng)化后續(xù)生物濾池的凈化效果；3)等離子體降解有機(jī)廢氣產(chǎn)生未知的中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物甚至可能具有更大的環(huán)境危害，但具有較強(qiáng)的可生化性，生物濾池能夠有效降解去除這些中間產(chǎn)物，解決了低溫等離子體降解有機(jī)廢氣副產(chǎn)物二次污染的問題；4)與生物濾池的集成化程度高，只需改造濾池的曝氣裝置，并配備等離子體高壓電源，節(jié)省占地和設(shè)備投資。
【權(quán)利要求】
1.一種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成結(jié)構(gòu)，包括一殼體，其特征在于殼體的底部設(shè)有低溫等離子體曝氣裝置，所述殼體的底部側(cè)面設(shè)有廢氣入口，該廢氣入口與所述低溫等離子體曝氣裝置連通，所述低溫等離子體曝氣裝置的上方設(shè)置有生物填料層。
2.如權(quán)利要求1所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于低溫等離子體曝氣裝置包括進(jìn)氣通道，與進(jìn)氣通道連通的等離子體放電室，與該等離子體放電室連通的氣體導(dǎo)流室，該氣體導(dǎo)流室的上方設(shè)有微孔曝氣層。
3.如權(quán)利要求2所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于該低溫等離子體曝氣裝置并排設(shè)有3?10個(gè)等離子放電室，所述3?10個(gè)等離子放電室之間通過隔板隔開。
4.如權(quán)利要求3所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于等離子體放電室的兩側(cè)分別設(shè)有介電質(zhì)板，通過該介電質(zhì)板和氣體導(dǎo)流室分隔，介電質(zhì)板靠氣體導(dǎo)流室一側(cè)設(shè)置有金屬接地極，介電質(zhì)板靠等離子體放電室一側(cè)設(shè)置有金屬絲高壓電極，介電質(zhì)板的下部設(shè)有氣體導(dǎo)流孔。
5.如權(quán)利要求4所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于等離子體放電室設(shè)置在進(jìn)氣通道的下方，所述進(jìn)氣通道的底部設(shè)有通氣孔與等離子體放電室連通，所述等離子放電室的兩側(cè)分別設(shè)有傾斜的介電質(zhì)板，所述介電質(zhì)板均為上部向內(nèi)傾斜，傾斜角度為與水平呈40飛0度。
6.如權(quán)利要求4所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于介電質(zhì)板靠等離子體放電室一側(cè)設(shè)置有10?14根間距6?IOmm的金屬絲高壓電極。
7.—種生物濾池與低溫等離子體曝氣裝置的集成工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟:A、低溫等離子體曝氣裝置發(fā)生等離子放電，產(chǎn)生等離子區(qū)，有機(jī)廢氣首先進(jìn)入低溫等離子體曝氣裝置，由等離子體區(qū)內(nèi)的活性物質(zhì)降解有機(jī)廢氣，提高有機(jī)廢氣的可生化性、經(jīng)降解后的有機(jī)廢氣經(jīng)曝氣進(jìn)入生物濾池，以完全凈化有機(jī)廢氣。
【文檔編號(hào)】B01D53/44GK103566723SQ201210248540
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】陸彬 申請(qǐng)人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司