一种利用生物技术处理有机废气的装置的制作方法

本实用新型属于有机废气处理技术领域，尤其涉及一种利用生物技术处理有机废气的装置。

背景技术：

现代工业社会产生大量有机废气，通常是易燃易爆、有毒有害、且伴有恶臭气味的有机废气，对自然环境及生物生存状况造成极大损害。常见的处理设备多采用活性炭吸附技术，辅以紫外线光催化，在某种程度上可以实现空气的净化。然而吸附有机废气后的活性炭需定期更换，废弃的活性炭按照《国家危险废物名录》规定属于危险废物，应委托有相应资质的第三方接收处置，这就需要相当数量的额外开支。或者可以考虑增设配套的活性炭再生设备，不过同样会增加工程建设投资以及生产成本。

考虑到有机废气中主要污染物多为苯类、烯烃类有机化合物，自然环境中此类有机物大多会附着在空气和水中的微小颗粒物上，并可通过沉降和降水冲洗作用转移至地面。鉴于此，可以采用生物技术，利用微生物菌群将高毒性的复杂有机物转化为低毒性的简单化合物。采用技术手段将有机污染物从气相转移至液相，进而被微生物捕获、吸收并转化，产生的代谢物一部分溶于液相，一部分作为细胞物质或细胞代谢能源，另有一部分二氧化碳则析出到空气中。废气中的有机物经过上述过程不断减少，从而得到净化，是一种完全无害的有机废气处理方式。

目前常规采用的生物接触填料挂膜方式，在污染物的物相转化方面效率主要取决于气、液两相间的接触面积和接触时间，受设备规模限制，这种方式的转化效率并不是很高，且效率的提升要以提高动力能源损耗为代价，在经济方面也并不适用。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种利用生物技术处理有机废气的装置，结构合理，实现有机废气中污染物由气相向固相转化，提高污染物物相转化的程度和效率。提升处理效率以及降低处理后排放烟气的污染物浓度。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种利用生物技术处理有机废气的装置，包括壳体、废气进口、整流板、非均相转换装置、生物菌液循环进口、生物菌液喷淋装置、除湿板、废气出口、生物菌液导流板、生物菌液循环出口、生物反应池；

壳体顶部设有废气出口，壳体内部从上至下依次设有除湿板、非均相转换装置、生物菌液喷淋装置、整流板、生物菌液导流板、生物反应池；废气进口水平接入壳体，且设置在整流板与生物菌液导流板之间的壳体上；

生物菌液喷淋装置与生物菌液循环进口相连，生物菌液循环出口设置在生物菌液导流板与生物反应池之间；

生物菌液喷淋装置包括喷淋管、雾化喷头，喷淋管与生物菌液循环进口连接，喷淋管上连接有若干雾化喷头；

所述的生物菌液循环进口与生物菌液循环出口相互连通。

所述的整流板为纵向栅格板，纵向栅格板的栅格间距从废气进口的近端至远端逐渐由密变疏。

所述的非均相转换装置固定在壳体内，非均相转换装置为纵向带有通孔的厚板结构，通孔中间细两头粗，每个通孔下方设有生物菌液喷淋装置的雾化喷头。

所述的通孔轴向截面为双曲线，双曲线的两个焦点连线为水平直线。

所述的通孔最大直径的上限值为壳体直径的1/2，通孔最小直径的下限值为壳体直径的1/40；通孔长度为通孔最大直径的2～4倍；双曲线焦距为通孔最大直径的1/4～2倍；双曲线实轴长为通孔最大直径的1/8～1/2。

所述的生物菌液喷淋装置雾化喷头向上设置，喷淋方向为由下至上。

所述的生物菌液导流板包括平面多孔板、导管，平面多孔板设置废气进口下方，承接流下的生物菌液，平面多孔板下部连接有与平面多孔板各开孔相连的导管，导管底端伸入生物反应池液位下。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本装置结构合理简单，核心部件非均相转换装置采用创新性的内部结构，作为吸收剂的生物菌液由下至上喷淋，与待处理有机废气同向进入非均相转换装置，在非均相转换装置中生物菌液进一步分解成直径极小的液滴，并引发和有机废气的剧烈碰撞与混合，该过程可实现有机废气中污染物由气相向液相的转化。与常规生物接触填料挂膜工艺相比，在废气与喷淋生物菌液更短的接触时间内，可达成更高的污染物吸收率，有利于提升系统整体处理效率以及降低处理后排放烟气的污染物浓度，并且在相对较小的设备规格下可以完成更高的废气处理量。应用本装置处理废气工艺稳定性好、耐冲击能力强、流程简洁、操作维护简单、有利于工程推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是整流板的示意图。

图3是整流板的俯视图。

图4是非均相转换装置的结构示意图。

图5是图4沿a-a线的剖视图。

图6是图4沿b-b线的剖视图。

图7是生物菌液导流板的结构示意图。

图8是生物菌液导流板的俯视图。

图中：1-废气进口2-整流板3-非均相转换装置4-生物菌液循环进口5-生物菌液喷淋装置6-除湿板7-废气出口8-生物菌液导流板9-生物菌液循环出口10-生物反应池21-栅格31-通孔32-厚板结构81-平面多孔板82-导管。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图8，利用生物技术处理有机废气的装置，包括壳体、废气进口1、整流板2、非均相转换装置3、生物菌液循环进口4、生物菌液喷淋装置5、除湿板6、废气出口7、生物菌液导流板8、生物菌液循环出口9、生物反应池10；壳体顶部设有废气出口7，壳体内部从上至下依次设有除湿板6、非均相转换装置3、生物菌液喷淋装置5、整流板2、生物菌液导流板8、生物反应池10；废气进口1水平接入壳体，且设置在整流板2与生物菌液导流板8之间的壳体上；生物菌液喷淋装置5与生物菌液循环进口4相连，生物菌液循环出口9设置在生物菌液导流板8与生物反应池10之间；生物菌液喷淋装置5包括喷淋管、雾化喷头，喷淋管与生物菌液循环进口4连接，喷淋管上连接有若干雾化喷头；生物菌液循环进口4与生物菌液循环出口9相互连通。

见图2、图3，整流板2起均匀布气的作用，可迅速平整废气进入壳体后形成的湍流，并将废气均质均量地送入非均相转换装置3，以提高污染物的物相转换效率。整流板2为纵向栅格21板，纵向栅格21板的栅格21间距从废气进口1的近端至远端逐渐由密变疏，栅格21尺寸依废气的流量与成分而定。

见图1、图4-图6，有机废气在非均相转换装置3中完成所含污染物由气相至液相的转换。非均相转换装置3固定在壳体内，非均相转换装置3为纵向带有通孔31的厚板结构32，通孔31中间细两头粗，每个通孔31下方设有生物菌液喷淋装置5的雾化喷头。

其中，通孔31轴向截面为双曲线，双曲线的两个焦点连线为水平直线。通孔31也可为其他形状的中间细两头粗结构，经试验通孔31采用双曲线结构效果最好。通孔31最大直径的上限值为壳体直径的1/2，通孔31最小直径的下限值为壳体直径的1/40；通孔31长度为通孔31最大直径的2～4倍；双曲线焦距为通孔31最大直径的1/4～2倍；双曲线实轴长为通孔31最大直径的1/8～1/2。

非均相转换装置3配合生物菌液喷淋装置5，使废气与生物菌液得以充分混合、接触，极大提升污染物的物相转换效率与程度，转换后废气的污染物含量可确保低于排放标准，经除湿板6去除多余水分后即可达标排放。

见图7、图8，生物菌液导流板8包括平面多孔板81、导管82，平面多孔板81设置废气进口1下方，承接流下的生物菌液，平面多孔板81下部连接有与平面多孔板81各开孔相连的导管82，导管82底端伸入生物反应池10液位下。

物相转换后的生物菌液以重力作用下流，汇集在生物菌液导流板8，经板面开孔以及相连设置在开孔下的导管82，流入生物反应池10，导管82伸入生物反应池10液位下，一方面形成液封阻止废气进入生物反应池10，另一方面将生物菌液导流至生物反应池10的底部，以适应其进水条件。

生物反应池10内的生物菌液中主要细菌种群是革兰氏阴性菌，筛选出的主要菌种包括假单胞菌(pseudomonas)、节杆菌(arthrobacter)、丛毛单胞菌(comamonas)、球衣细菌(sphaerotilus)、固氮菌(azotobacter)、杆菌(bacillus)，使用时可选用其中的两种以上。

实施例1

见图1-图8，针对一种沥青烟有机废气，流量为工况下50000m³/h，主要污染物为散布在废气中的微小沥青颗粒，对应的成分是多环芳烃，处理工况为常温常压。该沥青烟有机废气经捕捉转化为有组织废气，送入利用生物技术处理有机废气的装置。

壳体尺寸为φ×h＝2000×8000mm。其中非均相转换装置3开口按两组设计，每组两个通孔31，组间通孔31水平截面的圆心连线互为中垂线，其中一组通孔31的最大直径为1000mm，通孔31长度即非均相转换装置3的高度为2000mm，通孔31轴向截面双曲线焦距为1000mm，实轴长为200mm，焦点在通孔31开口处水平对称线上；另一组通孔31最大直径为600mm，通孔31长度即非均相转换装置3的高度为2000mm，通孔31轴向截面双曲线焦距为600mm，实轴长为150mm，焦点在通孔31开口处水平对称线上。

待处理有机废气由废气进口1送入壳体，经整流板2均匀分布至整个截面，以相对稳定的状态进入非均相转换装置3。与此同时，生物菌液喷淋装置5向非均相转换装置3中喷入雾化的生物菌液，与废气充分接触，完成废气中污染物成分由气相到液相的转化。转化后的废气继续上升，经除湿板6去除多余的水分，由废气出口7完成达标排放，生物菌液因重力作用流下，经生物菌液导流板8汇集并导入生物反应池10，在生物反应池10中完成进一步的污染物处理，实现无害转化。生物菌液经由生物菌液循环进口4与生物菌液循环出口9之间循环。处理后废气满足《石油炼制工业污染物排放标准》(gb31570-2015)规定的排放要求。