CN108392977A - 一种生物滴滤一体化设备及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生物滴滤一体化设备及其应用，属于挥发性有机物(VOCs)降解设备技术领域，所述生物滴滤一体化设备包括主箱体内顺次设置的预处理模块、第一挡板(5)、第二挡板(6)和生物滴滤模块；所述预处理模块与生物滴滤模块通过第一挡板(5)和第二挡板(6)隔开；所述第一挡板(5)与主箱体底部固定连接；所述第二挡板(6)与主箱体顶部固定连接；所述第一挡板(5)与主箱体顶部之间的空隙、所述第一挡板(5)与第二挡板(6)之间的空隙、所述第二挡板(6)与主箱体底部之间的空隙形成气体通路。所述生物滴滤一体化设备在同一主箱体内实现了VOCs气体的预处理和生物滴滤，缩小了整个处理装置的占地面积。
Description
技术领域
本发明属于挥发性有机物(VOCs)降解设备技术领域，尤其涉及一种生物滴滤一体化设备及其应用。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)是指参与大气光化学反应的有机化合物，包括非甲烷烃类(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等)、含氧有机物(醛、酮、醇、醚等)、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等，是形成臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)污染的重要前体物。VOCs来源广、危害大、难处理，我国对于VOCs的治理极为重视，而目前VOCs控制技术主要分为溶剂吸收法、吸附法、冷凝回收、低温等离子、UV光解、燃烧法和生物法，冷凝回收法由于仅限于单一成分的废气，应用范围受限；溶剂吸收法、低温等离子、UV光解处理效率极低，易产生臭氧或小分子等污染物，因此难以推广应用。
与传统物化方法(如吸附法、燃烧法等)相比，生物法具有操作简单、经济高效、无二次污染等特点，成为VOCs治理的新兴关注点。生物法处理VOCs的设备中，常用的为生物滴滤设备，由于生物滴滤法处理VOCs的工程过程中，需将废气调至适宜微生物生长的条件，例如：pH值为6～8、温度为25～35℃，而在工程处理中废气温度和pH不一定满足要求，同时废气中还会夹带粉尘，因此在废气进入生物箱前必须进行预处理，所述预处理的目的为去除废气中的粉尘、颗粒，将pH和温度调至适宜微生物生长的条件。现有技术中VOCs废气的预处理一般采用喷淋的湿式处理方法，在专门的预处理设备中进行，然后用气体管路将预处理设备与生物滴滤箱连接，VOCs工程废气经过预处理设备后，进入生物滴滤箱，被微生物降解。但是目前的这种方法占地面积大、使用的设备多、且需要专门的VOCs废气管路连接，在处理过程容易污染。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构简单、占地面积小的VOCs预处理和生物滴滤一体化设备及其应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种生物滴滤一体化设备，包括主箱体内顺次设置的预处理模块、第一挡板(5)、第二挡板(6)和生物滴滤模块；所述预处理模块与生物滴滤模块通过第一挡板(5)和第二挡板(6)隔开；所述第一挡板(5)与主箱体底部固定连接；所述第二挡板(6)与主箱体顶部固定连接；所述第一挡板(5)与主箱体顶部之间的空隙、所述第一挡板(5)与第二挡板(6)之间的空隙、所述第二挡板(6)与主箱体底部之间的空隙形成气体通路。以4000m3/h的废气处理量计
优选的，所述第一挡板(5)和第二挡板(6)的高度独立的为主箱体高度的60～90％。
优选的，所述第一挡板(5)和第二挡板(6)的水平间距为0.2～0.3m。
优选的，所诉主箱体的底面积为10～17m2。
优选的，所述预处理模块包括第一排液口(1)、进气口(2)和第一喷淋口(4)。
优选的，所述生物滴滤模块包括第二排液口(11)、填料(9)、第二喷淋口(8)和出气口(7)。
优选的，所述第一喷淋口(4)和第二喷淋口(8)独立的包括若干个喷头。
优选的，所述填料(9)为聚氨酯填料。
本发明还提供了所述生物滴滤一体化设备在处理VOCs气体中的应用。
本发明的有益效果：本发明提供的生物滴滤一体化设备，在同一主箱体内，通过第一挡板(5)和第二挡板(6)将所述预处理模块与生物滴滤模块隔开，VOCs气体从主箱体底部的进气口(2)进入，经过预处理模块去除粉尘颗粒、调节pH值和温度后，通过第一挡板(5)、主箱体与第二挡板(6)形成的气体通路后进入生物滴滤模块进行降解，在同一主箱体内实现了VOCs气体的预处理和生物滴滤，简化了整个处理装置，缩小了整个处理装置的占地面积，缩短VOCs气体的通过时间。
附图说明
图1为本发明实施例1中的生物滴滤一体化设备；
图2为现有技术中生物滴滤设备结构图。
具体实施方式
本发明提供了一种生物滴滤一体化设备，结构如附图1所示，包括主箱体内顺次设置的预处理模块、第一挡板(5)、第二挡板(6)和生物滴滤模块；所述预处理模块与生物滴滤模块通过第一挡板(5)和第二挡板(6)隔开；所述第一挡板(5)与主箱体底部固定连接；所述第二挡板(6)与主箱体顶部固定连接；所述第一挡板(5)与主箱体顶部之间的空隙、所述第一挡板(5)与第二挡板(6)之间的空隙、所述第二挡板(6)与主箱体底部之间的空隙形成气体通路。
在本发明中，所述生物滴滤一体化设备包括一个主箱体，所述预处理模块和生物滴滤模块均位于主箱体内部。在本发明中，所述主箱体的材料优选的为不锈钢；所述主箱体的底面积优选的为15m2；所述生物滴滤一体化设备对于VOCs气体的处理量优选的为3000～5000m3/h，更优选为4000m3/h。
在本发明中，所述生物滴滤一体化设备包括预处理模块，所述预处理模块优选的包括位于主箱体一侧面的进气口(2)；所述进气口(2)距离主箱体底部0.5m；所述进气口(2)的大小优选的为0.1～0.2m2，更优选的为0.15m2；在本发明中所述进气口(2)的作用是使所述VOCs气体进入主箱体内。
在本发明中，所述预处理模块还包括悬挂于主箱体顶部的第一喷淋口(4)，在本发明中所述第一喷淋口(4)优选的包括2～4个喷头，更优选的为3个。所述第一喷淋口(4)的作用为向VOCs气体喷淋pH调节液，以调节VOCs气体的pH值，同时去除VOCs气体中夹带的粉尘颗粒。在本发明中所述pH调节液优选的为盐酸。
在本发明中，所述预处理模块还包括第一排液口(1)，在本发明中所述第一排液口(1)位于主箱体一侧面进气口(2)下0.3～0.4m；更优选的为0.4m。在本发明中，所述第一排液口(1)的作用为排出所述第一喷淋口(4)喷出的pH调节液，以确保预处理模板中液面(3)低于进气口(2)。
在本发明中，所述预处理模块后设置有第一挡板(5)，在本发明中，所述第一挡板(5)的高度优选为主箱体高度的60～90％，更优选的为70～80％。在本发明中，所述第一挡板(5)与主箱体底部固定连接，所述固定连接优选的为焊接；所述第一挡板(5)的材料优选的为不锈钢，本发明中，所述第一挡板(5)的作用为将预处理模块与生物滴滤模块分开，同时为预处理后的VOCs气体流出间隙，VOCs气体通过所述气体通路进入到生物滴滤模块中。
在本发明中，所述第一挡板(5)后设置第二挡板(6)，在本发明中，所述第二挡板(6)的高度优选为主箱体高度的60～90％，更优选的为70～80％；所述第二挡板(6)与主箱体的顶部固定连接，所述固定连接优选的为焊接；所述第二挡板(6)的材料优选的为不锈钢。在本发明中，所述第二挡板(6)与第一挡板(5)的水平间距优选为0.2-0.3m，更优选的为0.25m。本发明中，所述第二挡板(6)的作用为将预处理模块与生物滴滤模块分开，同时为预处理后的VOCs气体流出间隙，VOCs气体通过所述气体通路进入到生物滴滤模块中。
本发明中，所述生物滴滤一体化设备中还包括生物滴滤模块。所述生物滴滤模块包括第二排液口(11)、填料(9)、第二喷淋口(8)和出气口(7)。在本发明中，所述第二喷淋口(8)优选的包括若干个喷头，优选的为6～10个，更优选的为7～9个。在本发明中，所述第二喷淋口(8)的作用为向填料(9)喷淋营养循环液，促进吸附在填料(9)上的微生物快速生长繁殖，提高VOCs的降解效率。在本发明中，所述营养循环液优选的包括KH2PO4和(NH4)2SO4；所述循环营养液的喷淋速度为280～320ml/min。
在本发明中，所述第二排液口(11)优选的位于主箱体与第一排液口(1)相对的侧面底部，在本发明中所述第二排液口(11)的作用为将所述循环营养液体排出，确保主箱体内生物滴滤模块的液位(10)低于填料(9)。在本发明中，所述填料(9)优选为聚氨酯填料。在本发明中，所述聚氨酯填料能够有效吸附VOCs降解微生物。
在本发明中，所述生物滴滤模块还包括出气口(7)，在本发明中，所述出气口(7)位于主箱体顶部，所述出气口(7)的作用为将降解后的无污染气体排出。
本发明还提供了所述生物滴滤一体化设备在处理VOCs中的应用。在本发明中，所述应用具体包括以下过程：待处理的VOCs气体，通过主箱体一侧面的进气口(2)进入主箱体内，自下而上通过预处理模块，在所述VOCs气体通过预处理模块过程中，第一喷淋口(4)向所述VOCs气体喷淋pH调节液调节VOCs气体的pH值为6～8，并沉降所述VOCs气体夹带的粉尘颗粒。经过预处理后的VOCs气体自上而下通过第一挡板(5)和第二挡板(6)之间形成的气体通路，到达生物滴滤模块。在本发明中，所述预处理后的VOCs气体在生物滴滤模块自下而上通过填料(9)，填料(9)上吸附的微生物将所述VOCs气体降解为无污染的气体；所述无污染的气体经出气口(7)排出。在本发明中，所述VOCs气体经过生物滴滤模块过程中，第二喷淋口(8)向下喷淋循环营养液维持微生物的生长繁殖。
下面结合实施例对本发明提供的一种生物滴滤一体化设备及其应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
生物滴滤一体化设备，具体结构如图1所示，其中1为第一排液口，2为进气口，3为预处理模块的液位，4为第一喷淋口，5为第一隔板，6为第二隔板，7为出气口，8为第二喷淋口，9为填料，10为生物滴滤模块的液位11为第二排液口。
生物滴滤一体化设备，主箱体高度2.6m，总底面积12.1m2，进气口大小为直径450mm，第一挡板的高度为2m2，第二挡板的高度为2m，填料通过塑料球固定于生物滴滤模块内，填料高度为1.2m，第一喷淋口设置8个喷头，喷淋pH调节液，第二喷淋口设置62个喷头，喷淋循环营养液。对于风量4000m3/h、浓度300～500mg/m3的氨气、硫化氢废气处理效率为86％。
实施例2
生物滴滤一体化设备，具体结构如图1所示，其中1为第一排液口，2为进气口，3为预处理模块的液位，4为第一喷淋口，5为第一隔板，6为第二隔板，7为出气口，8为第二喷淋口，9为填料，10为生物滴滤模块的液位11为第二排液口。
生物滴滤一体化设备，主箱体高度2.4m，总底面积15.0m2，进气口大小为直径450mm，第一挡板的高度为2m2，第二挡板的高度为2m，填料通过塑料球固定于生物滴滤模块内，填料高度为1.2m，第一喷淋口设置8个喷头，喷淋pH调节液，第二喷淋口设置62个喷头，喷淋循环营养液。对于风量4000m3/h、浓度300～500mg/m3的氨气、硫化氢废气处理效率为93％。
实施例3
利用实施例1中所述的生物滴滤一体化设备处理VOCs气体
VOCs气体组成包括氨气，硫化氢，甲硫醇，VOCs气体的来源山东某污水处理厂，进气量为4000m3/h，浓度为200～600mg/m3废气通过气泵自进气口进入主箱体内，自下而上通过预处理模块，第一喷淋口喷淋盐酸，喷淋速度为3m3/h，预处理后的废气的pH值为6.5～7.5，预处理模块的废液由第一排液口排出；预处理后的废气自上而下通过第二挡板和第二挡板组成的气体通路进入生物滴滤模块，废气在生物滴滤模块自下而上通过聚氨酯填料，聚氨酯填料上吸附降解VOCs气体的微生物菌群，废气经过微生物菌群的降解后，由出气口排出，在废气经过生物滴滤模块过程中，第二喷淋口向下喷淋循环营养液，喷淋速度0.45m3/h，生物滴滤模块的废液由第二排液口排出。
整个设备的占地面积为15m2，废气处理的停留时间为15s，处理效率为91％。
对比例1
现有常规的预处理和生物滴滤分开的治理设备，对于处理风量为4000m3/h的废气，污染物为氨气，硫化氢，甲硫醇，浓度200～600mg/m3，占地面积为20m2，处理效率92％。
由上述实施例可知，本发明提供的生物滴滤一体化设备，在同一主箱体内，实现了VOCs气体的预处理和生物滴滤，简化了整个处理装置，缩小了整个处理装置的占地面积，缩短VOCs气体的通过时间，提高了VOCs气体的处理效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种生物滴滤一体化设备，其特征在于，包括主箱体内顺次设置的预处理模块、第一挡板(5)、第二挡板(6)和生物滴滤模块；所述预处理模块与生物滴滤模块通过第一挡板(5)和第二挡板(6)隔开；所述第一挡板(5)与主箱体底部固定连接；所述第二挡板(6)与主箱体顶部固定连接；所述第一挡板(5)与主箱体顶部之间的空隙、所述第一挡板(5)与第二挡板(6)之间的空隙、所述第二挡板(6)与主箱体底部之间的空隙形成气体通路。
2.根据权利要求1所述的生物滴滤一体化设备，其特征在于，所述第一挡板(5)和第二挡板(6)的高度独立的为主箱体高度的60～90％。
3.根据权利要求1所述的生物滴滤一体化设备，其特征在于，所述第一挡板(5)和第二挡板(6)的水平间距为0.2～0.3m。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的生物滴滤一体化设备，其特征在于，以4000m3/h的废气处理量计，所述主箱体的底面积为10～17m2。
5.根据权利要求1所述的生物滴滤一体化设备，其特征在于，所述预处理模块包括第一排液口(1)、进气口(2)和第一喷淋口(4)。
6.根据权利要求1所述的生物滴滤一体化设备，其特征在于，所述生物滴滤模块包括第二排液口(11)、填料(9)、第二喷淋口(8)和出气口(7)。
7.根据权利要求5或6所述的生物滴滤一体化设备，其特征在于，所述第一喷淋口(4)或第二喷淋口(8)独立的包括若干个喷头。
8.根据权利要求1所述的生物滴滤一体化设备，其特征在于，所述填料(9)为聚氨酯填料。
9.权利要求1～8任意一项所述的生物滴滤一体化设备在处理VOCs气体中的应用。
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