CN104826483B - 喷漆废气及有机废气的生物净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷漆废气及有机废气的生物净化方法，所述的处理方法包括如下步骤：1)生物菌液配制，按质量比配制含有磷酸钠1‑5%、亚硫酸钠1‑4%、硫酸镁1‑6%、氯化钠0.5‑3%、氯化钙0.1‑1%的多盐溶液；在多盐溶液中按质量比添加粉碎的植物枝杆5‑15%、酱油1‑5%、活性剂1‑5%，在PH7‑11和温度15‑40℃的条件下腌制发酵酿造10天以上，获得在10‑40℃范围内能有效溶解和降解有机物质的嗜盐菌混合菌群生物菌液并存放在生物菌液贮液池中；2)喷漆废气及有机废气收集；3)生物菌喷淋洗涤处理，残留的漆雾被吸附，有机废气被溶解、吸收和降解；4)达标气体高空排放。采用本方法后，具有运行费用低、稳定性好、净化效率高、安全性好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及喷漆废气及有机废气净化技术领域，特别是产品表面处理过程中产生喷漆废气以及印刷、浸漆、制药等行业生产过程中产生的有机废气的生物净化方法。
背景技术
油漆广泛应用于家具制造、制鞋、汽车生产、机械制造、家电、机电、塑料五金等产品表面处理领域。油漆喷涂前需进行稀释，油漆在喷涂时会产生两种污染物的喷漆废气：一是漆雾，油漆在高压作用下雾化成微粒，漆雾微粒在喷涂时不能到达工件表面的部分油漆雾微粒随气流弥散形成漆雾；二是有机废气，有机溶剂（稀释剂）是用来稀释油漆，在工件喷漆过程及后续固化过程有机溶剂挥发释放出来的有机溶剂而形成有机废气污染物。有机溶剂的成分一般是苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇、丙酮等非甲烷总烃成分，这些有机废气污染物质对大气的影响，是其光化学反应烟雾、雾霾，其中许多为致癌物，如苯系物对骨髓的造血机能造成破坏，是一种致癌物。不经处理直接排放到环境中，直接造成严重的环境污染。通过呼吸或直接作用于人体，对人们的皮肤、血液、心肺、肝脏、神经、眼睛产生危害。喷漆废气的特点是风量大，气体中有机物质的浓度低，属于大风量、低浓度有机废气。在印刷、浸漆、制药等行业生产过程中也产生低浓度的有机废气。目前，对喷漆废气及有机废气的净化方法主要有：吸收法、吸附法、燃烧法、等离子体分解法、生物法等技术工艺：
吸收法存在净化效率不高，一般在60-85%之间，难于达到日益严格的环保要求，此外，吸收剂再生需要进行蒸馏、冷凝分离处理，工序复杂、安全性差、容易然产生二次污染等问题。
吸附法一般采用活性炭作为吸附剂，在使用过程中存在吸附效率低、净化不稳定、***投资大、运行费用高、***安全性差等缺点，很多企业是买不起，或买的起又用不起的尴尬局面。
燃烧法：分为直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法是利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700-800℃)，驻留一定的时间，使可燃的有害气体燃烧。催化燃烧法是将废气加热到200-300℃，经过催化床燃烧，达到净化目的。该法适用于高温、高浓度、小风量的有机废气治理， 但对风量大、有机污染物浓度低，直接采用焚烧法处理，存在能源损耗大，设备投资大，运行费用高的缺点，不宜在喷漆有机废气上使用。
等离子体分解法：等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。由于存在带负电的自由电子和带正电的离子，有很高的电导率，和电磁场的耦合作用也极强：带电粒子可以同电场耦合，带电粒子流可以和磁场耦合。介质阻挡放电过程中，电子从电场中获得能量，这样几十个或几千个电子通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，在喷漆有机废气的应用中也同样有产生的电光、热量的（雷电）危险。
生物法：是利用微生物以废气中的有机组分作为其生命活动的能源或其他养分，经代谢降解，转化为简单的无机物（CO2、水等）及细胞组成物质。与废水生物处理过程最大区别在于：废气中的有机污染物首先要经历由气相转移到液相（或固体表面液膜）中的传质过程，然后由液相或固体表面液膜被微生物吸附降解。利用微生物将臭味气体中的有机污染物降解或转化为无害或低害类物质的过程。国外自80年代以来，开始用生物技术对工业废气进行处理，技术清洁，操作简便，在常温常压下就可以进行反应，尤其在低浓度、高流量的废气净化上收到了良好的效果，生物法废气净化是“绿色”的新技术。目前生物处理法中，因受微生物菌、生物挂膜、风量、湿度、温度、停留时间、压力等因素的影响，易发生滤料与挂膜的变性、微生物活性降低等问题，造成气膜接触的短路流动，从而使有机废气污染物的净化效率降低。此外，对有机污染物的水溶性和生物降解性要求也较高，生物反应器的启动、微生物驯化、处理过程持续时间，以及填料的比表面积少、孔隙率少、通风阻力大是目前填料的主要问题。填料的效果欠佳造成菌种活性降低、设备体积庞大、停留时间过长、容易堵塞，影响传质效果，使填料使用寿命短，进而直接影响整个***的运行费用。
由于喷漆废气因含湿性、漆雾的粘性树脂、有机溶剂，风量排放大、有机废气的低浓度，用现有的除尘技术解决喷漆废气根本达不到“吸附法工业有机废气治理工程技术规范”颗粒物含量低于1mg/m3的要求。为此，许多生产厂家和有识之士专门进行开发和研制，但至今尚未有较理想的产品面世。
发明内容
为了解决现有喷漆废气及有机废气处理所存在的上述问题，本发明的目的是提供一种运行费用低、稳定性好、净化效率高、安全性好的喷漆废气及有机废气的生物净化方法，使企业买得起用得起，它能切实有效地治理喷漆废气及有机废气，使废气排放达到国家的三废排放要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案，所述的生物净化方法包括如下步骤：
1)生物菌液配制，在海水或淡水或二者混合液中按质量比配制多盐溶液，多盐溶液中含有磷酸钠1-5%、亚硫酸钠1-4%、硫酸镁1-6%、氯化钠0.5-3%、氯化钙0.1-1%；在多盐溶液中按质量比添加粉碎成微米级的植物枝杆5-15%、酱油1-5%、活性剂1-5%，在PH7-11和温度15-40℃的条件下腌制发酵酿造10天以上，利用酱油中含有的曲霉菌、植物枝杆自带的醇单胞菌属细菌、假单胞菌、木糖氧化无色杆菌、伯克氏菌以及多盐溶液中的嗜盐菌进行培养和繁殖成为嗜盐菌混合菌群，从而获得在10-40℃范围内能有效溶解和降解有机物质的嗜盐菌混合菌群生物菌液，配制好的嗜盐菌混合菌群生物菌液存放在生物菌液贮液池中；
2)喷漆废气及有机废气收集，将生产过程中产生的喷漆废气及有机废气通过收集单元收集并由引风机及输送管道送到下一道工序处理；
3)生物菌喷淋洗涤处理，上一道工序的喷漆废气进入生物菌喷淋洗涤处理单元，生物菌喷淋洗涤处理单元采用至少一组旋风式喷淋洗涤装置或填料塔式喷淋洗涤装置或者是二者的组合，利用嗜盐菌混合菌群生物菌液特有的溶解性、吸收性、吸附性，嗜盐菌混合菌群生物菌液在生物菌喷淋洗涤处理单元上喷淋洗涤，嗜盐菌混合菌群生物菌液中的嗜盐菌混合菌群在填料层生养繁殖，喷漆废气与嗜盐菌混合菌群生物菌液碰撞接触，残留的漆雾被吸附，有机废气被嗜盐菌混合菌群生物菌液溶解、吸收和降解，并随嗜盐菌混合菌群生物菌液回流到生物菌液贮液池中，从生物菌液贮液池中分离出来的漆雾渣转运到危险固废处理中心回收处理；
4)喷漆废气及有机废气经生物菌喷淋洗涤处理后的达标气体高空排放。
本发明的进一步方案，所述的喷漆废气及有机废气收集与生物菌喷淋洗涤处理之间还设有碱性喷淋洗涤处理单元，收集单元收集的喷漆废气及有机废气进入碱性喷淋洗涤处理单元，经碱性喷淋洗涤处理单元处理后再进入生物菌喷淋洗涤处理单元处理；所述的碱性喷淋洗涤处理单元采用至少一组旋风式喷淋洗涤装置或填料塔式喷淋洗涤装置或者是二者的组合，碱性破乳液在碱性喷淋洗涤处理单元上喷淋洗涤，喷漆废气及有机废气与碱性破乳液接触，漆雾被吸收破乳，并随碱性破乳液回流到碱性破乳液贮液池中，从碱性破乳液贮液池中分离出来的漆雾渣转运到危险固废处理中心回收处理。
本发明的进一步方案，所述碱性破乳液的配制，按质量比水90-99%、碱性材料或碱性脱漆A/B剂1-10%混合组成，配制好的碱性破乳液存放在碱性破乳液贮液池中，碱性破乳液可以改变油漆的界面性质，破坏界面上的稳定薄膜，使油漆的双电界膜不稳定而脱稳，降底漆雾的粘性。
本发明的进一步方案，所述的活性剂是非表面活性剂和阴离子表面活性剂的一种或二者的组合，非表面活性剂是聚氧乙烯型或多元醇型的活性剂；阴离子表面活性剂是羧酸盐类和磺酸盐类的活性剂。
本发明的进一步方案，所述的生物菌液贮液池中多盐成份按质量比控制在1.6-10%，保证嗜盐菌混合菌群的生养繁殖环境。
本发明的进一步方案，所述的碱性材料是片碱、磷酸钠的其中一种或是混合物；所述的植物枝杆是指各种树木、稻禾、麦禾的其中一种或是混合物。
本发明的进一步方案，所述喷漆废气及有机废气在生物菌喷淋洗涤处理单元被嗜盐菌混合菌群生物菌液溶解、吸收和降解过程中按如下步骤进行：
1) 喷漆废气及有机废气与嗜盐菌混合菌群生物菌液接触并溶解于该菌液中，废气气膜溶解、吸附至嗜盐菌混合菌群表面，并扩散至嗜盐菌混合菌群的液膜；
2)溶解于液膜中的喷漆废气及有机废气在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收；
3)进入微生物体内的喷漆废气及有机废气在其自身的代谢过程中被作为能源和营养物质而被降解，经生物化学反应最终转化为无害的化合物CO2和H2O。
本发明的进一步方案，所述的喷漆废气及有机废气在3-10秒之间溶解、吸附于嗜盐菌混合菌群生物菌液及填料上生物菌中，有机废气10-48小时在嗜盐菌混合菌群生物菌液及填料上生物菌中吸收和降解。
采用上述方法，现有技术比较有如下优点和效果:一是嗜盐菌混合菌群生物菌液稳定性好，只要控制好菌液的多盐浓度，嗜盐菌混合菌群就能生养和繁殖，进而能控制好喷漆废气及有机废气的净化效率。二是净化***安全可靠，嗜盐菌混合菌群多生长于盐湖、盐碱场、盐场和海洋等自然环境中，生物菌种来源安全，我国有广阔的盐域环境和丰富的嗜盐微生物资源，植物末、树木末、稻禾末、麦禾末、海水等材料都是自然环境存在的，不需要特意去改造，嗜盐菌混合菌群生物菌液培养繁殖容易方便。三是运行绿色环保，跟其它液体吸收法、吸附法、燃烧法、等离子体分解法等净化法比成本优势明显，再者我国有丰富的嗜盐微生物资源，植物末、树朩末、稻禾末、麦禾末等材料更是以废材料治理废气污染物质的绿色新技术。四是运行成本低，整个净化***只有两只的循环水泵、喷漆作业的引风机工作，耗电量省，生物菌液简单易得、价格低，自动化控制程度高。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图。
其中1碱性破乳液配制，2碱性破乳液贮液池，3生物菌液配制，4生物菌液贮液池，5喷漆废气收集，6碱性一级喷淋洗涤，7碱性二级喷淋洗涤，8生物菌一级喷淋洗涤，9生物菌二级喷淋洗涤，10高空排放。
具体实施方式
图1所示，为本发明喷漆废气及有机废气的生物净化方法针对喷漆废气的具体实施方案，所述的生物净化方法包括如下步骤：
1)生物菌液配制3，在海水或淡水或二者混合液中按质量比配制多盐溶液，多盐溶液中含有磷酸钠1-5%、亚硫酸钠1-4%、硫酸镁1-6%、氯化钠0.5-3%、氯化钙0.1-1%；在多盐溶液中按质量比添加粉碎成微米级的植物枝杆5-15%、酱油1-5%、活性剂1-5%，在PH7-11和温度15-40℃的条件下腌制发酵酿造10天以上，利用酱油中含有的曲霉菌、植物枝杆自带的醇单胞菌属细菌、假单胞菌、木糖氧化无色杆菌、伯克氏菌以及多盐溶液中的嗜盐菌进行培养和繁殖成为嗜盐菌混合菌群，从而获得在10-40℃范围内能有效溶解和降解有机物质的嗜盐菌混合菌群生物菌液，配制好的嗜盐菌混合菌群生物菌液存放在生物菌液贮液池4中。所述的植物枝杆是指各种树木、稻禾、麦禾的其中一种或是混合物。所述的活性剂是非表面活性剂和阴离子表面活性剂的一种或二者的组合，非表面活性剂是聚氧乙烯型或多元醇型的活性剂；阴离子表面活性剂是羧酸盐类和磺酸盐类的活性剂。
2)碱性破乳液配制1，按质量比水90-99%、碱性材料或碱性脱漆A/B剂1-10%混合组成，配制好的碱性破乳液存放在碱性破乳液贮液池2中，碱性破乳液可以改变油漆的界面性质，破坏界面上的稳定薄膜，使油漆的双电界膜不稳定而脱稳，降底油漆漆雾的粘性；所述的碱性材料是片碱、磷酸钠的其中一种或是混合物，碱性脱漆A/B剂市场就有销售。
3)喷漆废气及有机废气收集，将生产过程中产生的喷漆废气及有机废气通过收集单元5收集并由引风机及输送管道送到下一道工序处理。
4)碱性喷淋洗涤处理，收集单元5收集的喷漆废气及有机废气进入碱性喷淋洗涤处理单元，所述的碱性喷淋洗涤处理单元可以是旋风式喷淋洗涤装置或填料塔式喷淋洗涤装置或者是二者的组合，碱性破乳液在碱性一级喷淋洗涤6和碱性二级喷淋洗涤7处理单元上喷淋洗涤，喷漆废气与碱性破乳液一次接触，漆雾被二次吸收破乳，基本消除喷漆废气中的漆雾，被二次吸收破乳的漆雾随碱性破乳液回流到碱性破乳液贮液池2中，从碱性破乳液贮液池2中分离出来的漆雾渣转运到危险固废处理中心回收处理。
5)生物菌喷淋洗涤处理，经碱性喷淋洗涤处理单元处理后再进入生物菌喷淋洗涤处理单元处理，生物菌喷淋洗涤处理单元可以采用旋风式喷淋洗涤装置或填料塔式喷淋洗涤装置或者是二者的组合，利用嗜盐菌混合菌群生物菌液特有的溶解性、吸收性、吸附性，嗜盐菌混合菌群生物菌液在生物菌一级喷淋洗涤8和生物菌二级喷淋洗涤9处理单元上喷淋洗涤，填料层可以是空心球填料层，也可以是多层多通道、波浪式填料结构，使填料的表面积最大化、孔隙率最多化，嗜盐菌混合菌群生物菌液中的嗜盐菌混合菌群在二组处理单元的填料层生养繁殖，经过碱性喷淋洗涤处理的喷漆废气及有机废气与生物菌一级喷淋洗涤8和生物菌二级喷淋洗涤9处理单元上的嗜盐菌混合菌群生物菌液碰撞接触，残留的漆雾被二次吸附，有机废气二次被嗜盐菌混合菌群生物菌液溶解、吸收和降解，并随嗜盐菌混合菌群生物菌液回流到生物菌液贮液池中，从生物菌液贮液池4中分离出来的漆雾渣转运到危险固废处理中收处理。所述的生物菌液贮液池4中多盐成份按质量比控制在1.6-10%，保证嗜盐菌混合菌群的生养繁殖环境。
所述喷漆废气及有机废气在生物菌喷淋洗涤处理单元被嗜盐菌混合菌群生物菌液溶解、吸收和降解过程中按如下步骤进行：1)有机废气污染物与嗜盐菌混合菌群生物菌液接触并溶解于该菌液中，废气气膜溶解、吸附至嗜盐菌混合菌群表面，并扩散至嗜盐菌混合菌群的液膜。2)溶解于液膜中的有机废气污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收。3)进入微生物体内的有机废气污染物在其自身的代谢过程中被作为能源和营养物质而被降解，经生物化学反应最终转化为无害的化合物CO2和H2O。所述的喷漆废气及有机废气在3-10秒之间溶解、吸附于嗜盐菌混合菌群生物菌液及填料上生物菌中，有机废气10-48小时在嗜盐菌混合菌群生物菌液及填料上生物菌中吸收和降解。
6)喷漆废气及有机废气经二次碱性喷淋洗涤处理和二次生物菌喷淋洗涤处理后的达标气体高空排放10。
以上所述，只是本发明的具体实施例，并非对本发明作出任何形式上的限制，在不脱离本发明的技术方案基础上，所作出的简单修改、等同变化或修饰，均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种喷漆废气及有机废气的生物净化方法，其特征是：所述的生物净化方法包括如下步骤：
1)生物菌液配制，在海水或淡水或二者混合液中按质量比配制多盐溶液，多盐溶液中含有磷酸钠1-5%、亚硫酸钠1-4%、硫酸镁1-6%、氯化钠0.5-3%、氯化钙0.1-1%；在多盐溶液中按质量比添加粉碎成微米级的植物枝杆5-15%、酱油1-5%、活性剂1-5%，在PH7-11和温度15-40℃的条件下腌制发酵酿造10天以上，利用酱油中含有的曲霉菌、植物枝杆自带的醇单胞菌属细菌、假单胞菌、木糖氧化无色杆菌、伯克氏菌以及多盐溶液中的嗜盐菌进行培养和繁殖成为嗜盐菌混合菌群，从而获得在10-40℃范围内能有效溶解和降解有机物质的嗜盐菌混合菌群生物菌液，配制好的嗜盐菌混合菌群生物菌液存放在生物菌液贮液池中；
2)喷漆废气及有机废气收集，将生产过程中产生的喷漆废气及有机废气通过收集单元收集并由引风机及输送管道送到下一道工序处理；
3)生物菌喷淋洗涤处理，上一道工序的喷漆废气及有机废气进入生物菌喷淋洗涤处理单元，生物菌喷淋洗涤处理单元采用至少一组旋风式喷淋洗涤装置或填料塔式喷淋洗涤装置或者是二者的组合，利用嗜盐菌混合菌群生物菌液特有的溶解性、吸收性、吸附性，嗜盐菌混合菌群生物菌液在生物菌喷淋洗涤处理单元上喷淋洗涤，嗜盐菌混合菌群生物菌液中的嗜盐菌混合菌群在填料层生养繁殖，喷漆废气与嗜盐菌混合菌群生物菌液碰撞接触，残留的漆雾被吸附，有机废气被嗜盐菌混合菌群生物菌液溶解、吸收和降解，并随嗜盐菌混合菌群生物菌液回流到生物菌液贮液池中，从生物菌液贮液池中分离出来的漆雾渣转运到危险固废处理中心回收处理；
4)喷漆废气及有机废气经生物菌喷淋洗涤处理后的达标气体高空排放。
2.根据权利要求1所述的喷漆废气及有机废气的生物净化方法，其特征是：所述的喷漆废气及有机废气收集与生物菌喷淋洗涤处理之间还设有碱性喷淋洗涤处理单元，收集单元收集的喷漆废气及有机废气进入碱性喷淋洗涤处理单元，经碱性喷淋洗涤处理单元处理后再进入生物菌喷淋洗涤处理单元处理；所述的碱性喷淋洗涤处理单元采用至少一组旋风式喷淋洗涤装置或填料塔式喷淋洗涤装置或者是二者的组合，碱性破乳液在碱性喷淋洗涤处理单元上喷淋洗涤，喷漆废气及有机废气与碱性破乳液接触，漆雾被吸收破乳，并随碱性破乳液回流到碱性破乳液贮液池中，从碱性破乳液贮液池中分离出来的漆雾渣转运到危险固废处理中心回收处理。
3.根据权利要求2所述的喷漆废气及有机废气的生物净化方法，其特征是：所述碱性破乳液的配制，按质量比水90-99%、碱性材料或碱性脱漆A/B剂1-10%混合组成，配制好的碱性破乳液存放在碱性破乳液贮液池中，碱性破乳液可以改变油漆的界面性质，破坏界面上的稳定薄膜，使油漆的双电界膜不稳定而脱稳，降底漆雾的粘性。
4.根据权利要求1所述的喷漆废气及有机废气的生物净化方法，其特征是：所述的活性剂是非表面活性剂和阴离子表面活性剂的一种或二者的组合，非表面活性剂是聚氧乙烯型或多元醇型的活性剂；阴离子表面活性剂是羧酸盐类和磺酸盐类的活性剂。
5.根据权利要求1所述的喷漆废气及有机废气的生物净化方法，其特征是：所述的生物菌液贮液池中多盐成份按质量比控制在1.6-10%，保证嗜盐菌混合菌群的生养繁殖环境。
6.根据权利要求3所述的喷漆废气及有机废气的生物净化方法，其特征是：所述的碱性材料是片碱、磷酸钠的其中一种或是混合物；所述的植物枝杆是指各种树木、稻禾、麦禾的其中一种或是混合物。
7.根据权利要求1所述的喷漆废气及有机废气的生物净化方法，其特征是：所述喷漆废气及有机废气在生物菌喷淋洗涤处理单元被嗜盐菌混合菌群生物菌液溶解、吸收和降解过程中按如下步骤进行：
1)
喷漆废气及有机废气与嗜盐菌混合菌群生物菌液接触并溶解于该菌液中，废气气膜溶解、吸附至嗜盐菌混合菌群表面，并扩散至嗜盐菌混合菌群的液膜；
2)溶解于液膜中的喷漆废气及有机废气在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收；
3)进入微生物体内的喷漆废气及有机废气在其自身的代谢过程中被作为能源和营养物质而被降解，经生物化学反应最终转化为无害的化合物CO2和H2O。
8.根据权利要求7所述的喷漆废气及有机废气的生物净化方法，其特征是：所述的喷漆废气及有机废气在3-10秒之间溶解、吸附于嗜盐菌混合菌群生物菌液及填料上生物菌中，有机废气10-48小时在嗜盐菌混合菌群生物菌液及填料上生物菌中吸收和降解。
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