挥发性有机废气高标准排放气质浓度的治理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种挥发性有机废气高标准排放气质浓度的治理装置，包括阻火器、水洗塔、高效生物反应塔和除雾装置，高效生物反应塔内自下而上设有多点式布气口、填料承托装置、生物填料层和营养液雾化喷嘴，生物填料层包括骨架、聚氨酯泡沫填料和生物膜；废气经水洗预处理后，经离心风机负压吸入高效生物反应塔内，处理合格后经除雾达标排放。本实用新型首次采用挥发性有机废气驯化培养专性菌群，利用菌种的专一性和高效性降解废气中的有机污染物。本实用新型进气均匀，避免流速过快至生物填料层上附着的活性菌膜层脱落，污染物去除效果稳定，去除率高达99％以上，且不受废气排放种类及企业工作连续性的限制。
【专利说明】
挥发性有机废气高标准排放气质浓度的治理装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于废气治理技术领域，设及一种挥发性有机废气的净化装置。
【背景技术】
[0002] 挥发性有机废气（简称VOCs)排放源和污染物种类很多，主要成分包括控类、面代 控、氧控和氮控等。运些污染物质物理和化学性质非常复杂，毒性也不尽相同，运些也成为 了 VOCs治理困难的原因所在。
[0003] 目前，挥发性有机废气处理技术有活性炭吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱 中和法、等离子法等。其中吸附法、吸收法、催化燃烧法是传统的有机废气治理技术，也是目 前应用最广泛的实用治理技术。具体比较如表1所示：
[0004] 表 1
[0005]
[0006] 无论是广泛采用的传统处理方法，还是新开发的处理技术，由于其适用范围、去除 性能、投资运行费用等多方面因素，皆制约了处理技术的应用和处理效果，并不能满足挥发 性有机废气的长期稳定达标排放。随着目前挥发性有机废气排放标准的提高，现有技术已 经很难满足工企业的治理要求。因此，研发挥发性有机废气的高标准排放气质浓度的有效 处理技术迫在眉睫。 【实用新型内容】
[0007] 针对上述现有技术，本实用新型提供一种能够达到高标准排放要求的挥发性有机 废气治理装置，使用该装置不但能够高效去除废气中的有机污染物，而且运行费用低廉，设 备操作简单，对工人技术水平要求低，能够保证系统稳定运行，排放气质浓度满足高标准要 求，同时不会产生二次污染。
[0008] 为了解决上述技术问题，本实用新型提出到的一种挥发性有机废气高标准排放气 质浓度的治理装置，包括阻火器和水洗塔，所述阻火器的出口与所述水洗塔的废气进气口 相连，所述水洗塔的进水口和排水口连接至一循环水池，所述水洗塔的排气口连接至一高 效生物反应塔，所述高效生物反应塔的下部设有多点式布气口，每平方米不少于1个进气 口，每个进气口处均设有气体分布器，所述高效生物反应塔的中部设有填料承托装置，所述 填料承托装置上设有生物填料层，所述生物填料层包括多片塑料骨架、多片聚氨醋泡沫填 料和悬挂在聚氨醋泡沫填料之间的生物膜，所述高效生物反应塔内填充的塑料骨架与聚氨 醋泡沫填料按照体积比为1:1~2:1考虑，所述生物膜为根据废气实际污染物情况驯化培养 生成的专性菌群，所形成的菌群的种属因废气污染物种类不同而不同；所述高效生物反应 塔的上部设有雾化喷嘴，所述高效生物反应塔的底部设有排液口，所述雾化喷嘴和所述排 液口均与一营养液循环水池连接，所述营养液选择含氮或含憐的无机盐溶液，所述高效生 物反应塔的顶部设有排气口，所述排气口与一除雾装置的进气口相连，所述除雾装置的排 气口经一离屯、风机后连接至高空排放烟画。
[0009] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0010] 挥发性有机废气多W甲苯等低沸点物质为主，本实用新型中首次利用挥发性有机 废气直接驯化培养专性菌群，其培养条件为常规条件，利用菌种的专一性和高效性降解废 气中的有机污染物。本方法对废气中污染物的去除效果稳定，去除率高达99% W上，且不受 废气排放种类及企业工作连续性的限制。本实用新型的高效生物反应可W高效率的去除废 气中的有机污染物，排放浓度稳定，与其他生物法比较，省掉了喷加或是浸泡培养菌种的过 程，同时直接培养的生物膜更不容易脱落，专属性更强，降解效率更高，同时并彻底解决了 传统工艺挥发性有机废气排放浓度不稳定，吸收剂二次污染等问题，工艺操作简单，经济， 运行可靠，对工人技术水平要求不高，可控性强。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型挥发性有机废气高效生物反应工艺流程示意图
[0012] 图2是本实用新型高效生物反应塔的基本结构示意图
[0013] 图中；
[0014] 1-阻火器，2-水洗塔，3-进气口，4-喷淋装置，5-高效生物反应塔，6-多点式布气 口，7-填料承托装置，8-混合填料，9-雾化喷嘴，10-除雾装置，11-离屯、风机，12-烟画。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步详细描述，所描述的 具体实施例仅对本实用新型进行解释说明，并不用W限制本实用新型。
[0016] 如图2所示，本实用新型提出的一种挥发性有机废气高标准排放气质浓度的治理 装置，包括阻火器1和水洗塔2，所述阻火器1的出口与所述水洗塔2的废气进气口 3相连，其 特征在于，所述水洗塔2的进水口和排水口连接至一循环水池，所述水洗塔2的排气口连接 至一高效生物反应塔5,所述高效生物反应塔5的下部设有多点式布气口 6,每平方米不少于 1个进气口，每个进气口处均设有气体分布器，W保证进气的均匀性，所述高效生物反应塔5 的中部设有填料承托装置7，填料承托装置7采用耐腐蚀材料，所述填料承托装置7上设有生 物填料层8,所述生物填料层8包括多片塑料骨架、多片聚氨醋泡沫填料和悬挂在聚氨醋泡 沫填料之间的生物膜，所述高效生物反应塔5内填充的塑料骨架与聚氨醋泡沫填料按照体 积比为1:1~2:1考虑，所述生物膜为根据废气实际污染物情况驯化培养生成的专性菌群， 所形成的菌群的种属因废气污染物种类不同而不同，在驯化培养生物菌群时，溫度不高于 35°C为宜。所述高效生物反应塔5的上部设有雾化喷嘴9,所述高效生物反应塔5的底部设有 排液口，所述雾化喷嘴9和所述排液口均与一营养液循环水池连接，所述高效生物反应塔5 的顶部设有排气口，所述排气口与一除雾装置10的进气口相连，所述除雾装置10的排气口 经一离屯、风机11后连接至高空排放烟画12。
[0017]所述营养液选择含氮或含憐的无机盐溶液，如尿素、憐酸氨钟和碱溶液中的一种 或几种;其中，营养液的投加比例，按照污染物浓度含C量与氮N和憐P的比值C:N:P= 100:5: 1考虑;为保证细菌的有效繁殖，需保证循环营养液的抑，pH值范围在6~9之间。如表2所示。 [001引 表2
[0019]
[0020]
[0021]如图1所示，采用上述挥发性有机废气高标准排放气质浓度的治理装置的方法，主 要包括:废气经过水洗塔2水洗预处理之后，经离屯、风机负压吸入高效生物反应塔5内，废气 处理合格后经过除雾装置10达标排放。本实用新型中高效生物反应塔5中采用多点布废气 方式，保证了进气的均匀性，避免流速过快破坏掉生物填料层上附着的活性菌膜层。生物填 料层采用聚氨醋泡沫填料与塑料填料混合，塑料填料作为聚氨醋泡沫填料的骨架，保证聚 氨醋泡沫填料之间有足够的空间挂生物膜，形成菌液层，并W此提高菌液层与废气的接触 面积和反应时间，保证系统对有机废气的净化效率。营养液经雾化喷嘴9的雾化喷嘴喷出， 营养液主要是用于促进高效菌群的生长。具体步骤如下：
[0022] 步骤一、有机废气的水洗预处理:采用传统的水洗方式，水洗塔2内设置喷淋装置 4，有机废气进入水洗塔内自下而上流动，与雾化后的水洗喷淋液接触，经气液两相混溶，初 步降低有机废气中有机污染物的浓度，负压吸入高效生物反应塔中；本实用新型中水洗喷 淋液采用自来水或回用水，并且循环使用。
[0023] 步骤二、生物反应:有机废气经过水洗塔后进入高效生物反应塔内，经处理后进入 除雾装置。自设置在高效生物反应塔下部的多个进气口处的气体分布器进入高效生物反应 塔中，并自下而上流动;与此同时，营养液经雾化喷嘴雾化后将生物菌群生长所需要的营养 物质通过雾化喷淋的方式充分淋洒在生物填料层表面，保证营养物质与生物填料层的充分 接触;经过生物填料层未反应完全的有机废气中的有机污染物部分溶于喷淋液中，由气相 转移至液相中，从而降低了废气中的有机污染物浓度。
[0024] 高效生物反应塔是本实用新型的核屯、部分，其结构如图2中所示，高效生物反应塔 5内自下而上包括多点式布气装置、填料承托装置7、生物填料层8、雾化喷嘴9。其中，反应塔 进气口采用多点式布气，每平方米不少于1个进气口，每个进气口设置气体分布器，主要用 于提高废气布气均匀性，提高废气与生物填料层的接触时间和均匀性。生物填料层中聚氨 醋泡沫与塑料填料(骨架）的混合比例在2~1之间，需要根据有机废气的性质和浓度调节， 当废气浓度较高(按非甲烧类总控浓度考虑，当非甲烧类总控浓度高于500mg/m3)时按照高 比例执行。其中，塑料填料作为聚氨醋泡沫填料的骨架，保证聚氨醋泡沫填料之间有足够的 空间挂生物膜，形成菌种层，并W此提高菌种层与废气的接触面积和反应时间，保证系统对 有机废气的净化效率。
[0025] 营养液自流至营养液循环水池中，利用循环水累提升至雾化喷嘴9，营养液经雾化 后与生物填料层8表面接触，促进生物菌群的生长，保证高效生物菌群的有效量，提高系统 的有机污染物的降解效率。循环水池的喷淋液循环使用，营养液根据生物菌群的量不定期 补充即可。其中，雾化喷嘴9的作用主要有W下几个方面:一是将生物菌群生长所需要的营 养物质通过雾化喷淋的方式充分淋洒在生物填料层8表面，保证营养物质与生物填料层8的 充分接触;二是将经过生物填料层8未反应完全的废气中的有机污染物部分溶于喷淋液中， 由气相转移至液相中，进一步降低废气中的污染物浓度。主要原理是:将废气中的有机污染 物作为营养物质驯化培养降解废气中有机污染物的专性菌群，从而降低废气中的有机污染 物浓度。其中，营养液只是作为生物生长过程中的补充剂，W此保证生物量和生物活性。 [00%]步骤=、除雾后排出：经过生物反应处理后的废气进入除雾装置进行除雾，主要是 防止水分进入风机，特别是冬季管道中常出现冷凝水，可W通过除雾装置排出。
[0027] 废气经过W上系列净化处理后，达标后经烟画排放至高空。循环水池中储存自来 水或回用水，营养液根据需要补充至营养液循环水池中，利用累提升进行循环使用，定期 (每季度或每半年)对循环水池内循环液测定，当污染物浓度COD高于1500mg/L时，排放少量 部分循环液至污水处理系统。通常，循环水池W补充循环液为主。
[0028] 实施例:选用来自化学合成制药工业有机废气治理工程，有机废气中主要含有甲 醇、乙醇、甲苯、二氧六环、四氨巧喃、乙酸乙醋等有机污染物，废气溫度为常溫。
[0029] 如图I和图2所示，阻火器I对废气进行阻燃过滤，阻火器I的出口连接水洗塔2废气 进气口 3，废气自下而上流动与上部喷淋装置4雾化后的喷淋液混溶，喷淋液采用自来水或 厂区回用水，由循环水累提升至塔喷淋装置4处，经过水洗后废气负压吸入高效生物反应塔 5中，废气通过多点式布气口 6进入反应塔内，废气自下向上流动，按顺序经过填料承托装置 7、生物填料层8和雾化喷嘴9。雾化喷嘴9喷淋营养液，经雾化后的营养液与废气和生物填料 层表面充分接触，W废气中有机污染物作为菌体生长的营养物质，经过驯化培养后，生物填 料层上会附着生成高效菌层。填料为聚氨醋泡沫填料和塑料填料的混合填料，塑料填料作 为泡沫填料的骨架，方便生物层的形成，也作为废气通过的通道与高效菌层充分接触。废气 经多点式布气口 6后进入高效生物反应塔5内，首先与生物填料层8表面的菌层充分反应，反 应完成后流经生物填料层8的废气与营养液再次碰撞，二次反应，废气达标后流经除雾装置 10除雾，经离屯、风机11后送至烟画12后高空排放。本实施例中采用的营养液为1%浓度的尿 素和氨氧化钢碱溶液，氨氧化钢溶液投加量W抑值作为考核，当抑=7 ±0.5时表示药剂投 加量符合要求。
[0030] 使用本实用新型过程中通过生物反应可W有效的降解废气中的有机污染物，避免 了投加药剂对反应塔的材质的高要求，同时也达到了净化污染物的目的。喷淋液均采用循 环利用方式，在使用过程中根据实际情况补充循环液(包括自来水或回用水、营养液）。当循 环水池中的循环液COD浓度高于1500mg/L时可W排放少量部分至污水处理系统。
[0031] 本实用新型运行操作简单，处理效率高效，没有二次污染，运行成本低廉，具有很 强的市场推广能力。
[0032] 尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具 体实施方式，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人 员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可W作出很多变形，运些 均属于本实用新型的保护之内。
【主权项】
1. 一种挥发性有机废气高标准排放气质浓度的治理装置，包括阻火器（1)和水洗塔 (2)，所述阻火器(1)的出口与所述水洗塔(2)的废气进气口（3)相连，其特征在于，所述水洗 塔(2)的进水口和排水口连接至一循环水池，所述水洗塔(2)的排气口连接至一高效生物反 应塔(5)，所述高效生物反应塔(5)的下部设有多点式布气口（6)，每平方米不少于1个进气 口，每个进气口处均设有气体分布器，所述高效生物反应塔(5)的中部设有填料承托装置 (7)，所述填料承托装置(7)上设有生物填料层(8)，所述生物填料层(8)包括多片塑料骨架、 多片聚氨酯泡沫填料和悬挂在聚氨酯泡沫填料之间的生物膜，其中，塑料骨架与聚氨酯泡 沫填料的体积比为1~2:1，所述生物膜是根据废气实际污染物情况驯化培养生成的专性菌 群;所述高效生物反应塔(5)的上部设有雾化喷嘴(9)，所述高效生物反应塔(5)的底部设有 排液口，所述雾化喷嘴(9)和所述排液口均与一营养液循环水池连接，所述营养液选择含氮 或含磷的无机盐溶液;所述高效生物反应塔(5)的顶部设有排气口，所述排气口与一除雾装 置(10)的进气口相连，所述除雾装置（10)的排气口经一离心风机(11)后连接至高空排放烟 囱（12)。
【文档编号】B01D53/96GK205650077SQ201620249204
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年3月28日 公开号201620249204.3, CN 201620249204, CN 205650077 U, CN 205650077U, CN-U-205650077, CN201620249204, CN201620249204.3, CN205650077 U, CN205650077U
【发明人】马艳宁, 张金凤, 刘晓亮, 冯海军, 翟宇, 徐淼, 白石磊, 王立宝, 王冠宁, 陈涛
【申请人】天津市联合环保工程设计有限公司