一种等离子体协同生物技术净化挥发性有机物废气的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及一种等离子体协同生物技术净化挥发性有机物(VOCs)废气的系统(或装置)及方法，属于有机废气污染控制领域。
【背景技术】
[0002]挥发性有机物(Volatile organic compounds, VOCs)通常是指在25°C时，饱和蒸汽压大于133Pa的有机化合物，其主要成分为烃类、齒代烃类、氧烃类、硫烃类、氮烃类、芳香烃和多环芳烃。VOCs是一类在石油化工行业、喷涂喷漆行业、油漆涂料生产加工行业、橡胶生产加工行业、印刷印染行业等生产过程中的常用试剂，由此产生的VOCs废气通常具有成分复杂，排放浓度变化大，不易溶于水、含酸或碱的特点而难以处理。
[0003]目前针对VOCs的常规方法及其不足之处如下:燃烧法，主要针对成分复杂的高浓度、小气量VOCs废气，其投资运行成本高、操作安全性差并且易产生二次污染；活性炭吸附法，适用于低浓度、大气量的VOCs废气，活性炭很容易吸附饱和，更换吸附剂的费用昂贵并且吸附饱和后的活性炭需作为一种危险废物处理；吸收法，适用于高浓度、温度低、溶解性好的VOCs废气，吸收剂需要回收，容易形成二次污染；冷凝法，针对高浓度、高沸点、小气量单组分的VOCs废气，其工艺复杂，对复杂组分及中等和高挥发性的组分回收率低；生物法，针对中低浓度、大气量、可生物降解的VOCs废气，该方法对高浓度和生物降解性差的废气去除率低。
【发明内容】
[0004]基于上述问题，本实用新型专利旨在提供一种针对VOCs废气的净化装置及方法，该系统(或装置)及方法可大幅提高对VOCs废气的净化率。
[0005]本实用新型专利的另一个目的是提供一种可净化大分子难生物降解VOCs废气的装置及方法，为实现该目的，本实用新型专利采用等离子体净化装置作为预处理设备，将大分子难降解的VOCs物质分解为易生物降解的小分子物质，采用生物滤池净化装置将生成的小分子物质分解为0)2和Η 20，最终达到气体无害化排放的目的。
[0006]为达到以上目的，本实用新型专利是这样实现的。
[0007]—种等离子体协同生物技术净化挥发性有机物(VOCs)废气的装置，该装置包括有:进气口、干式过滤器、等离子体净化装置、生物滤池净化装置、补风口、检测口、排风机及排气筒；所述进气口收集挥发性有机物(VOCs)废气经干式过滤器过滤后输送给等离子体净化装置，由等离子体净化装置将有机物分子开环、断键分解为小分子物质，分解后的气体输送到生物滤池净化装置，由微生物将小分子有机物最终分解为0)2和H20，最后由排风机经排气筒将净气进行高空排放；生物滤池产生的剩余污泥由循环水箱排出，由配套水处理系统进行处理。
[0008]等离子体净化原理为通过电晕放电和介质阻挡放电等方式产生高浓度、高电能的电子和活性基团，这些大量携带能量的电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发形成活性基团，活性基团之间通过非弹性碰撞生成稳定产物和热，使复杂大分子污染物转变为简单小分子物质，或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害的物质。生物滤池净化原理为通过与喷淋循环液在固定填料表面形成的液膜接触，使废气中的有害成分从气相转移到液相，由附着在填料上的微生物吸收并分解成为co2、H20和细胞质物质，从而达到废气净化的目的。
[0009]所述装置还包含有除尘过滤装置(干式过滤器)，该装置设置于进气口排风主管道和等离子体净化装置之间，所收集的VOCs废气经过干式过滤器除去粉尘，使VOCs废气的颗粒浓度降低到15mg/m3以下；
[0010]所述等离子体净化装置可设置两台或两台以上(作为预留备份，交替使用)，当其中一台设备需要更换或检修的时候，使用另一台设备进行工作以保证系统的连续运作。也可同时使用，其净化效率效率更高。
[0011]所述装置还设置有补风口和检测口，补风口置于干式过滤器与等离子体净化装置之间，用于防止极限超高浓度有机废气的出现；检测口后接于等离子体净化装置，用于检测经等离子体分解后的出气成分及浓度。
[0012]所述生物滤池净化装置为一体化设备:顶部为喷淋装置，中部为固定生物填料，底部为分散填料和循环液，循环液通过循环水栗由底部输送到顶部的喷淋装置向下喷淋。
[0013]所述进气口、干式过滤器、补风口、等离子体净化装置、生物滤池净化装置、循环水栗之间均通过电动/电磁阀门进行连接，以便于气体和液体的控制。所述生物滤池净化装置包含两种填料:固定填料，固定在装置上部，上层为悬浮填料，下层为火山岩；分散填料，分散在装置底部的循环液中，为组合填料。两种类型的填料可有效分散微生物对VOCs降解的负荷，保证生物滤池的高效稳定运行。
[0014]一种等离子体协同生物技术净化挥发性有机物(VOCs)废气的方法，其特征在于该方法包括如下步骤:
[0015]A1)集气:通过进气口将挥发性有机物(VOCs)废气进行集中收集；
[0016]在该步骤中，所收集的挥发性有机物(VOCs)废气将经过干式过滤装置除去粉尘，使挥发性有机物(VOCs)废气的颗粒浓度降低到15mg/m3以下。
[0017]A2)等离子体分解:通过等离子体净化装置将大分子量或非水溶性的有机废气开环、断键形成小分子量、水溶性好、易生物降解的物质；
[0018]在该步骤中，等离子体净化装置可设置两台或以上循环备用，可同时使用或单独使用。单独使用状态，如其中一台设备需要更换或检修的时候，使用另一台设备进行工作以保证系统的连续运作；如同时使用，其净化效率效率更高。
[0019]A3)生物滤池分解:通过微生物的作用使有机废气完全转化为0)2和H20并进行排放。
[0020]在该步骤中，控制VOCs废气在填料层中的流速为0.5m/s，停留时间为3?4s，使生物滤池的运行效率达到最优；同时，循环液中的分散填料可降低固定填料的负荷，提高废气净化效率；循环液经过循环水栗(设置备份)由装置底部输送到顶部的喷淋装置进行喷淋，使有机废气从气相转移到液相，也为固定填料中的微生物补充营养成分；生物滤池产生的剩余污泥由水箱排出，由配套水处理系统进行处理。
[0021]本实用新型专利的有益效果如下:
[0022](1)能高效稳定的净化各类工厂产生的VOCs工业废气；
[0023](2)可适用不同成分、种类及浓度的VOCs工业废气，尤其对于含苯环或长链的大分子物质；
[0024](3)本实用新型专利所述系统可将挥发性有机废气的净化效率提高到95%以上。而单独使用等离子体净化法的净化率仅为40%左右；单独使用生物法也仅为60%左右。由此可知，本实用新型专利采用等离子体净化装置和生物滤池净化装置产生了良好的协同作用，相对于单独使用其中一种装置，其取得了预料不到的技术效果。
[0025](4)等离子体降解的过程中，无需添加任何化学物质，只需要消耗一定的电能便可实现VOCs分子降解为小分子物质，提高可生物降解性，其优越性在于设备安全可靠，使用寿命长，对环境不会造成二次污染；
[0026](5)生物降解的过程中可使进气完全降解为无害的0)2和Η 20进行排放，生物滤池采用一体化设计，可减小占地面积，固定填料和分散填料的结合可有效均衡分配微生物的运行负荷；
[0027](6)等离子体装置和生物滤池装置的联用可有效解决单独使用等离子体降解VOCs不够完全，以及单独使用生物滤池不能有效降解大分子和可生物降解性差的VOCs物质的问题，联用装置还可将废气在生物滤池的停留时间缩短为3_4s，提高净化VOCs废气的速率；
[0028](7)整个净化系统运行连续性强，可实现24小时不间断稳定运行，且保证稳定的净化效率；
[0029](8)本实用新型专利应用广泛，可应用于包括石油化工、喷涂喷漆、印刷印染等多种行业。
【附图说明】
[0030]附图为本实用新型专利所述净化系统的示意图
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型专利作进一步说明，但本实用新型专利保护范围并不限于所述内容。
[0032]实施例一
[0033]如图所示，本实用新型专利用以净化挥发性有机物(VOCs)的装置，主要包括有:进气口 1、干式过滤器2、等离子体净化装置3和4、生物滤池净化装置5、循环水箱6、