本實(shí)用新型屬于廢氣處理設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種兩段生物法與光催化法聯(lián)合作用的廢氣處理裝置。
背景技術(shù)：
石化污水處理場(chǎng)內(nèi)各水處理工藝單元逸散的廢氣具有“氣量大，成份復(fù)雜，濃度不均，波動(dòng)大”的特點(diǎn)。特別是石化煉油及化工污水場(chǎng)逸散的VOCs的廢氣，由于含高濃度烴類，只經(jīng)過(guò)一種處理系統(tǒng)往往得不到徹底處理。比如：催化燃燒法；低溫等離子法；活性炭吸附法；直接高溫燃燒法；冷凝法；生物法等。為達(dá)到理想的處理效果，根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)實(shí)踐，考慮兩段生物法與光催化法的不同優(yōu)勢(shì)我們研發(fā)了幾種技術(shù)聯(lián)合作用處理VOC，使VOCs廢氣得到徹底的處理并達(dá)標(biāo)，取得了實(shí)際效果。本實(shí)用新型適合非甲烷總烴范圍小于300 mg/m3，硫化氫濃度小于20mg/m3。也同樣適合其他行業(yè)，如印刷、電子等廢氣中含非甲烷總烴的廢氣治理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種兩段生物法與光催化法聯(lián)合作用的廢氣處理裝置，用以解決上述問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種兩段生物法與光催化法聯(lián)合作用的廢氣處理裝置，包括兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置和光催化氧化器，所述兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置一側(cè)底部連接有第一風(fēng)機(jī)，兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置另一側(cè)底部通過(guò)第二風(fēng)機(jī)與光催化氧化器連通，所述光催化氧化設(shè)備通過(guò)管道連接有排氣筒，其中，所述兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置內(nèi)部通過(guò)隔板分隔為第一生物滴濾塔裝置單元和第二生物滴濾塔裝置單元，所述第一生物滴濾塔裝置單元與所述第二生物滴濾塔裝置單元頂部連通，所述第一生物滴濾塔裝置單元的底部通過(guò)循環(huán)管路與設(shè)置在第一生物滴濾塔裝置單元頂部的若干個(gè)第一噴頭連通，所述第二生物滴濾塔裝置單元頂部的若干個(gè)第二噴頭連通有新鮮水補(bǔ)給管路，所述循環(huán)管路上設(shè)置有水泵，循環(huán)管路上連通有第一排污管路，所述第一排污管路上設(shè)置有第一排污閥，所述第一生物滴濾塔裝置單元和所述第二生物滴濾塔裝置單元的下部均設(shè)置有第二排污管路，并且所述第二排污管路上設(shè)有第二排污閥。
進(jìn)一步的，所述第一生物滴濾塔裝置單元內(nèi)部設(shè)置有惰性填料層。
進(jìn)一步的，所述惰性填料層包括填料和微生物，所述填料為多孔填料、無(wú)機(jī)多孔填料中的一種或幾種。
進(jìn)一步的，所述第二生物滴濾塔裝置單元中部設(shè)置有載有苯降解菌的生物濾球。
進(jìn)一步的，所述光催化氧化器內(nèi)部設(shè)置有預(yù)過(guò)濾件和光催化組件。
進(jìn)一步的，所述光催化組件包括催化劑和多組紫外滅菌燈。
進(jìn)一步的，所述光催化氧化器為流過(guò)式光催化反應(yīng)器。
進(jìn)一步的，所述催化劑為負(fù)載在陶粒上的納米TiO2光催化劑。
本實(shí)用新型的有益效果：針對(duì)中低濃度VOCs廢氣處理提供了有效的處理方法，在兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置后段增加了光催化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了分段處理不同的污染成分，使廢氣處理后可以達(dá)標(biāo)排放，不產(chǎn)生二次污染，同時(shí)達(dá)到高效消毒殺菌的作用。實(shí)驗(yàn)證明：加入該處理方式后，整體工藝非甲烷總烴去除率可達(dá)95%，并執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 14554-93》，《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB31570-2015》或《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB31571-2015》。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的兩段生物法與光催化法聯(lián)合作用的廢氣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：
1、第一風(fēng)機(jī)；2、兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置；3、第二風(fēng)機(jī)；4、光催化氧化設(shè)備；5、排氣筒；6、氣源；21、第一生物滴濾塔裝置單元；22、第二生物滴濾塔裝置單元；23、隔板；24、循環(huán)管路；25、水泵；26、第一排污管；27、第一排污閥；28、第二排污管；29、第二排污閥；30、水補(bǔ)給管路；211、惰性填料；212、第一噴頭；213、生物濾球；214、第二噴頭。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種兩段生物法與光催化法聯(lián)合作用的廢氣處理裝置，包括兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置2和光催化氧化器4，所述兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置2一側(cè)底部連接有第一風(fēng)機(jī)1，兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置2另一側(cè)底部通過(guò)第二風(fēng)機(jī)3與光催化氧化器4連通，所述光催化氧化設(shè)備4通過(guò)管道連接有排氣筒5，其中，所述兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置2內(nèi)部通過(guò)隔板23分隔為第一生物滴濾塔裝置單元21和第二生物滴濾塔裝置單元22，所述第一生物滴濾塔裝置單元21與所述第二生物滴濾塔裝置單元22頂部連通，所述第一生物滴濾塔裝置單元21的底部通過(guò)循環(huán)管路24與設(shè)置在第一生物滴濾塔裝置單元21頂部的若干個(gè)第一噴頭212連通，所述第二生物滴濾塔裝置單元22頂部的若干個(gè)第二噴頭214連通有新鮮水補(bǔ)給管路30，所述循環(huán)管路24上設(shè)置有水泵25，循環(huán)管路24上連通有第一排污管路26，所述第一排污管路26上設(shè)置有第一排污閥27，所述第一生物滴濾塔裝置單元21和所述第二生物滴濾塔裝置單元22的下部均設(shè)置有第二排污管路28，并且所述第二排污管路28上設(shè)有第二排污閥29。
所述第一生物滴濾塔裝置單元21內(nèi)部設(shè)置有惰性填料層211，所述惰性填料層211包括填料和微生物，所述填料為多孔填料、無(wú)機(jī)多孔填料中的一種或幾種。
所述第二生物滴濾塔裝置單元22中部設(shè)置有載有苯降解菌的生物濾球213。
所述循環(huán)管路24上設(shè)置有第一排污管路26，所述第一排污管路26上設(shè)置有第一排污閥27。
所述光催化氧化器4內(nèi)部設(shè)置有預(yù)過(guò)濾件和光催化組件，所述光催化組件包括催化劑和多組紫外滅菌燈，所述光催化氧化器4為流過(guò)式光催化反應(yīng)器，所述催化劑為負(fù)載在陶粒上的納米TiO2光催化劑。
為了方便理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，以下通過(guò)具體使用方法對(duì)本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
各分散氣源6密閉后通過(guò)管路由第一風(fēng)機(jī)1進(jìn)行收集匯總，再進(jìn)入到氣體處理裝置第一生物滴濾塔裝置單元21的入口，第一生物滴濾塔裝置單元21主要將VOCs類氣體中硫化氫、氨氣及一些水溶性的氣體成分去除，目的是避免對(duì)后段的生物氧化處理效果產(chǎn)生影響。第一生物滴濾塔裝置單元21中部裝有惰性填料層211，上端有第一噴頭212，噴淋的水為工業(yè)用水，由水泵25通過(guò)循環(huán)管路24循環(huán)到兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置2上部進(jìn)行噴淋，當(dāng)?shù)螢V液pH過(guò)低時(shí)由排污閥27排入到污水處理系統(tǒng)，排污閥27為循環(huán)液過(guò)濾的雜質(zhì)排污閥。氣源由底部進(jìn)入第一生物滴濾塔裝置單元21，與噴淋水方向相反，這樣有利于氣體與水的接觸，惰性填料層211也是為了增加氣體與水的接觸面積和時(shí)間，達(dá)到很好的溶解效果；氣體由第一生物滴濾塔裝置單元21上部進(jìn)入到第二生物滴濾塔裝置單元22上部，氣體在第二生物滴濾塔裝置單元22內(nèi)部為上進(jìn)下出，在第二生物滴濾塔裝置單元22添加了專門篩選的苯降解菌，廢氣與定期加濕的載有苯降解菌的生物濾球213充分接觸，氣體中難溶性污染組份被多孔生物濾球及生物濾球中苯降解菌攔截吸附并進(jìn)一步消化，甲苯、二甲苯、苯乙烯等大分子量、水溶性較差的VOC成份在此單元充分降解。這些苯降解菌是利用了廢氣中的有機(jī)物作為其生長(zhǎng)繁殖所必需的基質(zhì)將大分子或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的苯等有機(jī)物氧化分解為簡(jiǎn)單的水、二氧化碳等無(wú)機(jī)物，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢氣中苯系物的進(jìn)一步處理。通過(guò)第二生物滴濾塔裝置單元22處理后的廢氣通過(guò)第二風(fēng)機(jī)3進(jìn)入到光催化氧化設(shè)備4，廢氣在高能UV射線直接照射下裂解，形成呈離子狀態(tài)的原子和自由基團(tuán)；另一方面是高能UV射線照射外界進(jìn)入的新鮮空氣生成性質(zhì)活躍的臭氧，臭氧與裂解后的廢氣進(jìn)行強(qiáng)氧化反應(yīng)生成無(wú)害或低害的化合物。因此，通過(guò)裂解和氧化反應(yīng)，能使廢氣轉(zhuǎn)成氣體SO2，H2O和CO2等，經(jīng)過(guò)光催化氧化設(shè)備4處理后的廢氣從排氣筒5排出。
本實(shí)用新型采用了“兩段生物法與光催化法聯(lián)合作用”技術(shù)，兩種工藝模塊化組合技術(shù)保證了廢氣達(dá)標(biāo)排放。
“兩段滴濾式生物氧化治理臭氣的裝置”的第一生物滴濾塔裝置單元和第二生物滴濾塔裝置單元分別采用惰性填料和專有生物濾球，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體工況（如氣體成分、濃度等）設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的規(guī)格、尺寸等參數(shù)。
一、“兩段滴濾式生物氧化治理臭氣的裝置”原理
廢氣中污染成分首先通過(guò)氣液交換，進(jìn)入液相；然后污染成分與液相中的微生物接觸，在微生物體表的膜外側(cè)，通過(guò)濃度差、特定轉(zhuǎn)運(yùn)酶、膜的翻轉(zhuǎn)或吞食作用，污染物質(zhì)進(jìn)入生物體細(xì)胞內(nèi)，在微生物體通過(guò)酶解作用，一部分參與細(xì)胞自身的合成代謝，生成新的細(xì)胞組織；另一部分通過(guò)細(xì)胞內(nèi)源呼吸作用，產(chǎn)生二氧化碳、水及細(xì)胞代謝產(chǎn)物，并釋放出大量能量。
烴類和其他有機(jī)物被氧化為二氧化碳和水，含硫還原性成分被氧化為硫及硫酸鹽，含氮成分被氧化為氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽。
“兩段滴濾式生物氧化治理臭氣裝置”是由第一生物滴濾塔裝置單元和第二生物滴濾塔裝置單元兩部份組成。氣體與經(jīng)過(guò)循環(huán)噴淋的滴濾生物濾球進(jìn)行充分的接觸。廢氣中的親水性污染成分，被滴濾生物濾球上的固著微生物群所捕獲消化，另一部分則溶解并隨滴濾液落入第一生物滴濾塔裝置單元底部，第一生物滴濾塔裝置單元底部中含有大量浮游微生物將對(duì)捕捉到的污染物質(zhì)進(jìn)行徹底的降解。在此過(guò)程中，廢氣中部分硫化氫和氨等水溶性的污染成分進(jìn)一步得到去除。在第二生物滴濾塔裝置單元內(nèi)，添加了專門篩選的苯降解菌。廢氣與定期加濕的載有苯降解菌的生物濾球充分接觸，氣體中難溶性污染組份被多孔生物濾球及生物濾球中苯降解菌攔截吸附并進(jìn)一步消化，甲苯、二甲苯、苯乙烯等大分子量、水溶性較差的VOC成份在此單元充分降解。這些苯降解菌是利用了廢氣中的有機(jī)物作為其生長(zhǎng)繁殖所必需的基質(zhì)將大分子或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的苯等有機(jī)物氧化分解為簡(jiǎn)單的水、二氧化碳等無(wú)機(jī)物。實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢氣中苯系物的進(jìn)一步處理，經(jīng)過(guò)生物段處理的廢氣中非甲烷總烴的濃度已小于200mg/m3，然后進(jìn)入光催化氧化器。
二、“光催化法”原理：
光催化法原理：一方面是廢氣在高能UV射線直接照射下裂解，形成呈離子狀態(tài)的原子和自由基團(tuán)；另一方面是高能UV射線照射外界進(jìn)入的新鮮空氣生成性質(zhì)活躍的臭氧，臭氧與裂解后的廢氣進(jìn)行強(qiáng)氧化反應(yīng)生成無(wú)害或低害的化合物。因此，通過(guò)裂解和氧化反應(yīng)，能使各種廢氣如醛類、苯類、氨類、氮氧化物、硫化物及其他VOC類有機(jī)物轉(zhuǎn)成氣體SO2，H2O和CO2等，由于在光催化氧化反應(yīng)過(guò)程中無(wú)任何添加劑，所以不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
該設(shè)備核心中的納米光催化觸媒材料是一種吸收光能后，能在其表面產(chǎn)生催化反應(yīng)的物質(zhì)，當(dāng)特定納米波長(zhǎng)的紫外光照射光催化觸媒材料時(shí)，其表面發(fā)生光催化氧化還原反應(yīng)。光催化觸媒材料（GC-100）吸收光子后在其表面產(chǎn)生電子（E）和空穴（H+），將吸收的光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，即具有光催化作用。該設(shè)備在應(yīng)用于廢氣凈化時(shí)根據(jù)不同濃度需求，設(shè)置不同數(shù)量的紫外線燈。本設(shè)計(jì)按每1000m3/h廢氣配置紫外線燈1支。
本實(shí)用新型通過(guò)兩種組合技術(shù)的應(yīng)用充分發(fā)揮了各技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，保證了廢氣處理能達(dá)到理想的效果。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。