CN113058422A - 一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：包括塔体、连通于所述塔体的进气管和出气管、设置于所述塔体内且可供废气穿过的支撑组件、以及设置于所述支撑组件上方且富集微生物的填料层，所述填料层包括竹炭和陶粒，废气流向依次经过所述进气管、所述填料层以及所述出气管，所述填料层上方设置有加湿机构，所述加湿机构连通有加药机构，所述塔体的底部连通有回收管，所述回收管连通有回收箱。本申请对喷涂有机废气的处理效果很好，降解效率能够达到95%以上，并且设备占地面积小、处理效率高、耐冲击负荷、管理简便、能耗低、处理成本低。
Description
技术领域
本申请涉及喷涂废气处理装置的领域，尤其是涉及一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔。
背景技术
随着涂装技术的快速发展，喷涂有机废气带来的大气污染问题也日渐严峻，其中喷涂有机废气作为大气污染的重要组成部分主要来自于喷涂工艺中的喷涂室、晾置室、调漆间等工段，属于低浓度大风量的废气，其主要污染因子为芳香烃、醇醚类及酯类等挥发性有机物（VOCs），不仅污染大气环境，而且对人体具有致癌、致畸、致突变的不利影响，因此对喷涂有机废气的处理刻不容缓。目前国内针对有机废气的净化处理方法主要采用燃烧法、活性炭吸附法、等离子法或UV光解法。
燃烧法需要先通过活性炭或者沸石对VOCs废气进行吸附浓缩，然后用高温气体对VOCs废气进行脱附，最后对浓缩的VOCs废气采用催化燃烧或者蓄热式热力燃烧的方式进行高温分解，处理过程中需要大量的热能，能耗成本高。
活性炭吸附法是利用活性炭内部孔隙结构及比表面积大的特点对VOCs废气进行吸附，但多用于实验室、烤箱等小风量VOCs废气处理，对大风量的VOCs废气难以进行有效吸附，处理效果不佳。
等离子法是利用高压电极发射的等离子及电子裂解和氧化VOCs废气的分子结构，生成无害化的物质，但是受到设备的限制只能用于处理小风量的VOCs废气，处理大风量VOCs废气时效率低。
UV光解法是利用高能紫外线光束照射VOCs废气，裂解VOCs废气的分子键，使呈游离状态的污染物原子与臭氧氧化聚合成小分子无害或低害物质，如CO2、H2O等，但是UV光解法在处理大风量VOCs废气时效率低、处理效果不佳。
针对上述中的相关技术，发明人认为采用上述方法处理喷涂有机废气时存在成本高或处理效率低的问题。
发明内容
为了改善相关技术中处理喷涂有机废气时成本高或处理效率低的问题，本申请提供一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔。
本申请提供的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔采用如下的技术方案：
一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，包括塔体、连通于所述塔体的进气管和出气管、设置于所述塔体内且可供废气穿过的支撑组件、以及设置于所述支撑组件上方且富集微生物的填料层，所述填料层包括竹炭和陶粒，废气流向依次经过所述进气管、所述填料层以及所述出气管，所述填料层上方设置有加湿机构，所述加湿机构连通有加药机构，所述塔体的底部连通有回收管，所述回收管连通有回收箱。
通过采用上述技术方案，废气的处理过程中竹炭和陶粒的表面会形成液膜，废气经过填料层时，竹炭和陶粒会对废气进行吸附，废气中的VOCs与填料表面的液膜接触并溶解到水中，水溶液中的VOCs被微生物吸附降解，从而将VOCs去除，竹炭和陶粒孔隙率高、有效面积大、气和水的透过性好、传质速率快，特别适合于微生物在其表面附着、生长和繁殖，也能够起到降低废气臭味的作用，并且竹炭和陶粒的吸附特性更利于将废气中的VOCs富集于填料表面，以便填料表面附着的微生物对VOCs进行降解，微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样，能够有效地将废气中的VOCs分解成CO2、H2O等简单无机物，降解效率能够达到95%以上，对喷涂有机废气的处理效果很好，并且还具有占地面积小、处理效率高、耐冲击负荷、管理简便、能耗低、处理成本低的优势。
加湿机构用于定时向填料层补水，使竹炭和陶粒的表面保持湿润并形成液膜，以便于提高对废气中VOCs的吸附作用，同时也为微生物提供湿润的生长环境，有利于微生物的生长和繁殖，并使微生物保持良好的活性，从而提高对废气中VOCs的吸附降解效果。
加药机构用于定期向填料层投加微生物生长所需要的营养物质，使填料层上的微生物保持良好的活性，有利于提高微生物对废气中VOCs的吸附降解效果。
回收管和回收箱用于对填料层喷淋残留的水和营养液进行回收，回收的混合溶液可用于废气前序工段的预处理，不仅能够对水和营养液进行有效利用，节省成本，还能够降低滴滤塔对废气的处理难度，有利于提高处理效果。
可选的，所述竹炭和所述陶粒的体积配比为1：1。
通过将竹炭和陶粒的体积配比控制为1：1，在保证能够对废气中VOCs进行良好吸附降解的效果下尽可能地节省成本，且由于竹炭吸水能力强，吸水后重量大，陶粒吸水后质轻，能够降低对支撑组件的负荷。
可选的，所述竹炭和所述陶粒的粒度D50为8-20mm。
通过采用上述技术方案，将竹炭和陶粒的粒度D50控制在8-20mm既能够保证良好的吸附净化效果，又能够保证填料间废气的传输速率。
可选的，所述填料层的堆积为350-500g/L。
可选的，所述填料层的比表面积大于350m2/m3。
通过采用上述技术方案，有利于提高填料层对废气中VOCs的吸附降解效果。
可选的，所述加湿机构包括水箱、连通于所述水箱的加湿泵、连通于所述加湿泵的喷淋水管以及设置于所述喷淋水管上的喷头，所述喷淋水管穿入所述塔体内，所述喷头位于所述填料层上方。
通过采用上述技术方案，加湿时通过加湿泵将水箱内的水经喷淋水管泵至塔体内对填料层进行加湿。
可选的，所述加药机构包括内部盛有营养液的加药罐、连通于所述加药罐的加药泵以及连通于所述加药泵的加药管，所述加药管连通于所述喷淋水管。
通过采用上述技术方案，加药时同时开启加湿泵，通过加药泵将加药罐内的营养液经加药管泵至喷淋水管内，营养液与喷淋水管内的水进行混合并稀释，然后通过喷头均匀喷淋到填料层上。
可选的，所述营养液由磷酸二氢钾、尿素、葡萄糖、水组成，所述磷酸二氢钾的浓度为45-55mg/L，所述尿素的浓度为45-55mg/L，所述葡萄糖的浓度为35-45mg/L。
采用该浓度配比的营养液既能够满足微生物对于营养物质的需求，又能够减少大量的营养物质浪费，节省成本。
可选的，所述支撑组件包括连接于所述塔体内壁的支撑杆、设置于所述支撑杆顶部的支撑格栅以及设置于所述支撑格栅上表面的支撑网，所述填料层设置于所述支撑网上。
通过采用上述技术方案，支撑组件用于支撑填料，支撑格栅和支撑网既能够保证废气的正常流通，又能够避免填料掉落。
可选的，所述支撑组件上方设置有将所述支撑组件上方空间及所述填料层一分为二的隔板，所述进气管与所述塔体的连通处以及所述出气管与所述塔体的连通处分别位于所述隔板的两侧且均位于所述填料层的上方。
通过采用上述技术方案，处理时，废气会先从隔板的一侧经过填料层，然后从支撑组件下方流过并从隔板的另一侧再次经过填料层，然后从出气管排出，从而对废气进行两次吸附降解处理，提高了废气的处理效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
通过竹炭和陶粒对废气进行吸附并将废气中的VOCs富集于填料表面，然后利用填料上的微生物进行降解，微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样，能够有效地将废气中的VOCs分解成CO2、H2O等简单无机物，降解效率能够达到95%以上，对喷涂有机废气的处理效果很好，并且还具有占地面积小、处理效率高、耐冲击负荷、管理简便、能耗低、处理成本低的优势；
通过加湿机构定时向填料层补水，使填料的表面保持湿润并形成液膜，以便于提高对废气中VOCs的吸附作用，同时也为微生物提供湿润的生长环境，有利于微生物的生长和繁殖，并使微生物保持良好的活性，从而提高对废气中VOCs的吸附降解效果；
通过加药机构定期向填料层投加微生物生长所需要的营养物质，使填料层上的微生物保持良好的活性，有利于提高微生物对废气中VOCs的吸附降解效果；
隔板的设置将填料层分为两部分，处理时废气会依次经过两部分填料层，从而进行两次吸附降解处理，提高了废气的处理效果。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图；
图2是图1中A部分的放大示意图；
附图标记说明：1、塔体；11、进气管；12、出气管；13、回收管；14、回收箱；21、支撑杆；22、支撑格栅；23、支撑网；3、填料层；41、水箱；42、加湿泵；43、喷淋水管；44、喷头；51、加药罐；52、加药泵；53、加药管；6、隔板。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔。参照图1，用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔包括塔体1、均连通于塔体1顶部的进气管11和出气管12、固定安装于塔体1内且可供废气穿过的支撑组件、以及堆积于支撑组件上方且富集微生物的填料层3，填料层3由竹炭和陶粒组成。
参照图1和图2，支撑组件包括竖直固定连接于塔体1内壁底部的支撑杆21、水平固定安装于支撑杆21顶部的支撑格栅22以及固定铺设于支撑格栅22上表面的支撑网23，支撑网23采用尼龙材质，填料层3堆积于支撑网23的上表面。
参照图1，支撑网23板上表面的中部竖直固定安装有隔板6，隔板6的顶部及侧边均密封抵接于塔体1的内壁，隔板6将支撑网23板上方的空间及填料层3平均分为两部分，进气管11与塔体1的连通处以及出气管12与塔体1的连通处分别位于隔板6的两侧且均位于填料层3的上方。
对废气进行处理时，废气从进气管11进入并先从隔板6的一侧经过填料层3，然后从支撑组件下方流过并从隔板6的另一侧再次经过填料层3，然后从出气管12排出。
参照图1，填料层3上方设有用于定时向填料层3补水的加湿机构，以使竹炭和陶粒的表面保持湿润并形成液膜，有利于提高对废气中VOCs的吸附作用，也有利于微生物的生长和繁殖。
加湿机构包括水箱41、连通于水箱41的加湿泵42、连通于加湿泵42的喷淋水管43以及多个安装于喷淋水管43上的喷头44，喷淋水管43远离加湿泵42的一端水平穿入塔体1内，多个喷头44均位于填料层3的上方。加湿时通过加湿泵42将水箱41内的水经喷淋水管43泵至塔体1内对填料层3进行喷淋，本实施例中，喷头44采用螺旋喷头44，螺旋喷头44喷洒角度大，能够均匀地对填料层3进行喷淋。
加湿机构连通有用于定期向填料层3投加微生物生长所需要的营养物质的加药机构。加药机构包括内部盛有营养液的加药罐51、连通于加药罐51的加药泵52以及连通于加药泵52的加药管53，加药管53远离加药泵52的一端连通于喷淋水管43。加药时同时开启加湿泵42，加药泵52将加药罐51内的营养液泵至喷淋水管43内，营养液与喷淋水管43内的水进行混合并稀释，然后通过喷头44喷淋到填料层3上，从而使填料层3上的微生物保持良好的活性，有利于提高微生物对废气中VOCs的吸附降解效果。
营养液由磷酸二氢钾、尿素、葡萄糖、水组成，本实施例中，磷酸二氢钾和尿素的浓度均为50mg/L，葡萄糖的浓度为40mg/L。该浓度配比既能够满足微生物对于营养物质的需求，又能够减少大量的营养物质浪费，节省成本。
由于竹炭价格比陶粒贵，为了节省成本，本实施例中，竹炭和陶粒的体积配比为1：1，在保证能够对废气中VOCs进行良好吸附降解的效果下节省了大量成本，且由于竹炭吸水能力强，吸水后重量大，陶粒吸水后质轻，能够降低对支撑组件的负荷。
为了提高填料层3对废气中VOCs的处理效果，本实施例中，竹炭和陶粒的粒度D50为12mm，堆积密度为400g/L，比表面积为500 m2/m3。
参照图1，为了进一步节省处理成本，塔体1的底部连通有回收管13，回收管13远离塔体1的一端连通有回收箱14。废气处理过程中对填料层3进行喷淋残留的水和营养液会经回收管13流至回收箱14进行收集，回收的混合溶液可用于废气前序工段的预处理，不仅能够对水和营养液进行有效利用，节省成本，还能够降低滴滤塔对废气的处理难度，有利于提高处理效果。
本申请实施例一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔的实施原理为：废气的处理过程中竹炭和陶粒的表面会形成液膜，废气经过填料层3时，竹炭和陶粒会对废气进行吸附，废气中的VOCs与填料表面的液膜接触并溶解到水中，水溶液中的VOCs被微生物吸附降解，从而将VOCs去除，竹炭和陶粒孔隙率高、有效面积大、气和水的透过性好、传质速率快，特别适合于微生物在其表面附着、生长和繁殖，也能够起到降低废气臭味的作用，并且竹炭和陶粒的吸附特性更利于将废气中的VOCs富集于填料表面，以便填料表面附着的微生物对VOCs进行降解，微生物的细胞个体小、表面积大、吸附性强、代谢类型多样，能够有效地将废气中的VOCs分解成CO2、H2O等简单无机物，降解效率能够达到95%以上，对喷涂有机废气的处理效果很好，并且还具有占地面积小、处理效率高、耐冲击负荷、管理简便、能耗低、处理成本低的优势。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：包括塔体（1）、连通于所述塔体（1）的进气管（11）和出气管（12）、设置于所述塔体（1）内且可供废气穿过的支撑组件、以及设置于所述支撑组件上方且富集微生物的填料层（3），所述填料层（3）包括竹炭和陶粒，废气流向依次经过所述进气管（11）、所述填料层（3）以及所述出气管（12），所述填料层（3）上方设置有加湿机构，所述加湿机构连通有加药机构，所述塔体（1）的底部连通有回收管（13），所述回收管（13）连通有回收箱（14）。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述竹炭和所述陶粒的体积配比为1：1。
3.根据权利要求2所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述竹炭和所述陶粒的粒度D50为8-20mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述填料层（3）的堆积为350-500g/L。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述填料层（3）的比表面积大于350m2/m3。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述加湿机构包括水箱（41）、连通于所述水箱（41）的加湿泵（42）、连通于所述加湿泵（42）的喷淋水管（43）以及设置于所述喷淋水管（43）上的喷头（44），所述喷淋水管（43）穿入所述塔体（1）内，所述喷头（44）位于所述填料层（3）上方。
7.根据权利要求6所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述加药机构包括内部盛有营养液的加药罐（51）、连通于所述加药罐（51）的加药泵（52）以及连通于所述加药泵（52）的加药管（53），所述加药管（53）连通于所述喷淋水管（43）。
8.根据权利要求7所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述营养液由磷酸二氢钾、尿素、葡萄糖、水组成，所述磷酸二氢钾的浓度为45-55mg/L，所述尿素的浓度为45-55mg/L，所述葡萄糖的浓度为35-45mg/L。
9.根据权利要求1所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述支撑组件包括连接于所述塔体（1）内壁的支撑杆（21）、设置于所述支撑杆（21）顶部的支撑格栅（22）以及设置于所述支撑格栅（22）上表面的支撑网（23），所述填料层（3）设置于所述支撑网（23）上。
10.根据权利要求1所述的一种用于处理喷涂有机废气的生物滴滤塔，其特征在于：所述支撑组件上方设置有将所述支撑组件上方空间及所述填料层（3）一分为二的隔板（6），所述进气管（11）与所述塔体（1）的连通处以及所述出气管（12）与所述塔体（1）的连通处分别位于所述隔板（6）的两侧且均位于所述填料层（3）的上方。
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