一种工厂有机废气生物净化处理装置的制作方法

本发明涉及废气净化领域，具体涉及一种工厂有机废气生物净化处理装置。

背景技术：

早在1920年，在德国，人们就对废水处理厂的废气进行过一些处理，当时将恶臭气体通过装有泥土的过滤器，发现气体经过泥土过滤器后，臭气的臭味可以得到降低。当时，人们认为是泥土吸附了气体中的臭味。60年代，在欧美的一些研究表明废气中臭味的物质主要是由于微生物降解气体中的污染物，而泥土吸附作用并非主导作用， 后来泥土过滤器成功用于清洁一些废气。如今对挥发性有机物质(voc)气体，泥土过滤器的效率很低，容易形成较大的压差。在70 年代后，废气生物过滤在欧洲，特别是德国，开始比较广泛地应用于一些低浓度的工业废气，特别是有机废气。 目前国内对有机废气的研究主要集中在对于一些单一化合物的处理，受研究设备和实验手段的限制，这些研究还有局限。而对有机废气排放的治理，还没有一种有效的处理方法。现有的方法中，多数只是采用抽风机将废气抽排到室外，有少数采用活性炭物理吸附过滤，但都存在成本高、使用寿命短、不可再生且设备操作费用高等缺点, 无法推广普及。所以在工业有机废气的控制方面，我国尚处于起步阶段。 

废气生物净化主要分为三个阶段，第一阶段是气液转换阶段，将废气与液体水接触溶解，使废气中的小分子转移到液相中，从气膜进入液膜，第二阶段为生物吸附吸收阶段，溶于液相中的污染物成分在浓度差的推动下，进一步扩散到生物膜，被微生物作为营养成分吸收和捕获；第三阶段是生物降解阶段，被微生物细胞吸收的有机物，在微生物代谢过程中被降解，转化为微生物生长所需要的养分或co2和h2o；同时，生化反应的气态产物脱离生物膜，逆向扩散通过液膜和气膜最后进入大气被排放。

现有技术的主要问题在于：第二阶段中，污染物成分在浓度差的推动下扩散到生物膜，在这个过程中扩散端（污染物分子送入端）与生物膜端的浓度差发生变化，这个浓度差越来越小，从而使得污染物分子扩散速度下降，甚至出现反向迁移的现象，从而使得生物净化的效率降低，同时净化后的气体逆向扩散过程中容易形成二次污染，使得最终排放的气体不达标。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工厂有机废气生物净化处理装置，可有效提高生物膜净化效率，避免出现污染物分子反向迁移的现象，同时实现原气和净化气分开排放，避免出现二次污染。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种工厂有机废气生物净化处理装置，包括加湿塔、真空泵、生物净化塔、干燥器、第一循环泵以及第二循环泵；

所述真空泵安装在所述加湿塔与生物净化塔之间，废气在所述加湿塔液相处理后由所述真空泵抽至生物净化塔；

所述生物净化塔连接所述干燥器，用于将净化后的废气干燥后排放；

所述生物净化塔包括净化塔本体，所述净化塔本体内竖向设置有反渗透膜，所述反渗透膜将净化塔本体分为左腔和右腔；

所述左腔与真空泵连接，右腔与所述干燥器连接，右腔内置多块微生物基板；

所述第一循环泵用于向所述右腔内输入微生物基液或净水，或用于将右腔内反应后的二次微生物基液抽走，实现右腔内液相浓度调节；

所述第二循环泵用于向所述左腔内输入高浓度调和液或用于抽走左腔内的液相。

本方案的核心思想是通过调节污染物液相进入端和微生物净化端的液相浓度，从而保证污染物分子的正常快速的迁移，提高净化效率，避免出现污染物分子反向迁移，从而有效的提高了净化速度。

进一步的，所述左腔侧面开设第一入口和第二入口，其底部开设第一出口；

所述第一入口与所述真空泵出口连接，所述第二入口与第二循环泵连接用于输入高浓度调和液；

所述第一出口与第二循环泵连接，用于抽出液相，所述左腔与第一出口之间设置有第一渗透膜。

该结构设计的优势在于可保证向左腔内送入的高浓度调和液不被第二循环泵吸走液相时所带走，从而保证左腔内始终处于高浓度状态，以维持污染物分子的高速迁移。

进一步的，所述高浓度调和液是指浓度为kxg/ml的金属盐溶液，其中k取值为5-10，xg/ml为右腔内微生物基液浓度。

进一步的，所述右腔侧面设置有第二出口和第三入口，其底部设置有第三出口；

所述第二出口与干燥器连接；

所述第三入口与所述第一循环泵连接，用于向所述右腔内输入微生物基液或净水；

所述第三出口所述第一循环泵连接，用于将所述右腔内的二次微生物基液抽走，所述右腔与第三出口之间设置有第二渗透膜。

同样的，该结构设计的原理主要是保证污染物分子不被第一循环泵带走，从而造成净化不彻底的问题。

进一步的，所述第一渗透膜仅允许水分子透过，所述第二渗透膜用于隔断污染物分子。

进一步的，所述多块微生物基板采用插入式的方式平行排列在所述右腔内。

进一步的，所述左腔和右腔底部设置有隔板，所述第一渗透膜和第二渗透膜各自位于所述隔板两侧下方。

进一步的，所述第一入口和第二入口位于所述第一渗透膜上方，所述第二出口和第三入口位于所述第二渗透膜上方。

本发明的有益效果是：和传统的生物净化技术相比，本方案中的结构更加合理，可以保证生物净化过程中污染物分子可以发生高速定向迁移，从而提高净化速度。

附图说明

图1为本发明系统整体示意图；

图2为本发明生物净化塔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下。

如图1所示，一种工厂有机废气生物净化处理装置，包括加湿塔100、真空泵200、生物净化塔300、干燥器400、第一循环泵500以及第二循环泵600，在本实施例中加湿塔100和干燥器400部分均采用现有技术中的产品，在此本实施例中不做详细说明。

上述各设备连接关系如图1所示，真空泵200安装在加湿塔100与生物净化塔300之间，废气在加湿塔100液相处理后由真空泵200抽至生物净化塔300；生物净化塔300连接干燥器400，用于将净化后的废气干燥后排放。

作为本方案的一种优选实施例，如图2所示，生物净化塔300包括净化塔本体301，净化塔本体301内竖向设置有反渗透膜302，反渗透膜302将净化塔本体301分为左腔和右腔；左腔与真空泵200连接，右腔与干燥器400连接，右腔内置多块微生物基板304；第一循环泵500用于向右腔内输入微生物基液或净水，或用于将右腔内反应后的二次微生物基液抽走，实现右腔内液相浓度调节；第二循环泵600用于向左腔内输入高浓度调和液或用于抽走左腔内的液相。

为了实现上述控制，本实施例中给出三种控制方案：

方案一，在持续反应的情况下，根据反应时间的进行人为控制上述操作，根据实验观察，从什么时间段开始净化速度降低，从而以此时间段为模块进行上述行为控制。

方案二，在干燥器400排气口设置流量阀，根据净化气体产生速度控制，当气体净化速度下降时，向左腔内输入高浓度调和液或用于抽走左腔内的液相，同时向右腔内输入微生物基液或净水。

方案三，在左腔和右腔分别安装浓度检测传感器，根据浓度差进行控制，通过实验测量出左腔和右腔的最佳浓度差，从而定量控制第一循环泵和第二循环泵的工作状态，以使得净化高效进行。

作为一种优选实施例，左腔侧面开设第一入口305和第二入口306，其底部开设第一出口310；第一入口305与真空泵200出口连接，第二入口306与第二循环泵600连接用于输入高浓度调和液；第一出口310与第二循环泵600连接，用于抽出液相，左腔与第一出口310之间设置有第一渗透膜311。

上述高浓度调和液是指浓度为kxg/ml的金属盐溶液，其中k取值为5-10，xg/ml为右腔内微生物基液浓度。

作为一种优选实施例，右腔侧面设置有第二出口307和第三入口308，其底部设置有第三出口309；第二出口307与干燥器400连接；第三入口308与第一循环泵500连接，用于向右腔内输入微生物基液或净水；第三出口309第一循环泵500连接，用于将右腔内的二次微生物基液抽走，右腔与第三出口309之间设置有第二渗透膜303。

作为一种优选实施例，第一渗透膜311仅允许水分子透过，第二渗透膜303用于隔断污染物分子，多块微生物基板304采用插入式的方式平行排列在右腔内，左腔和右腔底部设置有隔板312，第一渗透膜311和第二渗透膜303各自位于隔板312两侧下方，第一入口305和第二入口306位于第一渗透膜311上方，第二出口307和第三入口308位于第二渗透膜303上方。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。