一种等离子体与生物过滤床一体化的有机废气净化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统及方法。所述有机废气净化系统包括喷射系统、等离子体反应系统和生物过滤系统；其中，喷射系统的喷淋装置、等离子体反应系统的等离子体反应器、生物过滤系统的生物过滤床由上至下依次设置于一个反应罐中。本发明专利技术的有机废气净化系统为一体式结构，将等离子体反应器和生物过滤床采用上下组合的设置于一个反应器内，能在较小的压力损失下提高净化容量的同时不增加巨大花费，可保持等离子体和生物过滤床各自的优点，并实现互补协调作用，处理效果显著、稳定，抗负荷冲击能力强，且可显著缩小系统体积，减少占地面积，结构简单、便于安装，有效降低成本。

A kind of organic waste gas purification system and method integrated with plasma and biological filter bed

The invention discloses an organic waste gas purification system and a method for the integration of plasma and biological filtration. The organic waste gas purification system including injection system, plasma reaction system and biological filtration system; the injection system of plasma spraying device, reaction system of plasma reactor and biological filtration system of biological filter bed from top to bottom are orderly arranged in a reaction tank. The organic waste gas purification system is an integral structure, the plasma reactor and biological filter bed by setting up and down assembled in a reactor, can not increase the huge costs of improving the purification capacity and the pressure loss is small, can maintain the plasma and biological filter bed respective advantages and achieve complementarity the coordination effect, obvious treatment effect, stability, strong anti shock loading capability, and can significantly reduce the volume of the system, reduce the occupied area, simple structure, convenient installation, effectively reducing the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体与生物过滤床一体化的有机废气净化系统及方法
本专利技术属于废气处理
更具体地，涉及一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统及方法。
技术介绍
工业生产过程中，尤其是涂饰生产过程中会产生大量的有机废气，存在成分复杂、风量不稳定、浓度低等特点，使得废气处理难度大、成本高。由于缺乏有效的处理措施，不少企业基本采用直接高空排放。又由于其浓度低于排放标准，其排放浓度实时检测难度高，环保部门一般难以监管，对一些环保要求高的地方，企业通常采用活性炭吸附方法应付检查。因此造成严重的环境和大气污染及资源损失。目前，净化有机废气的方法包括吸附法、吸收法、催化燃烧法、生物法、等离子体处理法、光氧化催化法等，其中，生物法和等离子体处理法是较常用的处理方法。生物过滤法对小分子醛、酮、脂等的去除效果好，几乎能完全降解成对人体无害的小分子；但是现有的生物过滤反应器受自身原因影响在实际应用中占地面积通常较大，并且为连续流处理，对于难生物降解的废气，其处理效果不佳或不彻底，因此一般只能处理较低浓度的易于生物降解的有机废气，适用范围较小。而等离子体反应器体积较小，初始安装成本低，易于根据排气性质控制开关，降解VOCs的效率高，但是产生的小分子副产物较多，再次产生污染。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有有机废气处理技术的缺陷和不足，将等离子体反应器和生物过滤床按照上下依次组合的方式设计于一个反应器内，显著缩小系统体积并减少停留时间，该系统能在较小的压力损失下提高净化容量的同时不会增加巨大的花费，可保持等离子体和生物过滤床各自的优点，并实现互补协调作用，能处理单一生物过滤系统不能处理的有机废气。本专利技术的目的是提供一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统。本专利技术的另一目的是提供一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统，其特征在于，包括喷射系统、等离子体反应系统和生物过滤系统；其中，喷射系统的喷淋装置、等离子体反应系统的等离子体反应器、生物过滤系统的生物过滤床由上至下依次设置于一个反应罐中。具体地，所述喷射系统包括喷射器（1）、风机（5）和水泵（6），等离子体反应系统包括等离子体反应器（2）和高压变压器（9），生物过滤系统包括生物过滤床（3）、水槽（4）和营养液供应器（7）和气泡供应器（8）。优选地，喷射器（1）、等离子体反应器（2）、生物过滤床（3）和水槽（4）由上至下依次设置于一个反应罐中；风机（5）、水泵（6）、营养液供应器（7）和气泡供应器（8）位于反应罐外部，风机（5）与喷射器（1）连接，水泵（6）分别通过管路与喷射器（1）和水槽（4）连接，营养液供应器（7）和气泡供应器（8）均与水槽（4）连接，高压变压器（9）与等离子体反应器（2）连接；另外水槽（4）侧壁的上端部上设置有气体出口。优选地，所述营养液供应器（7）和气泡供应器（8）的连接管路上均设置有阀门。优选地，所述水泵（6）与喷射器（1）的连接管路接入风机（5）与喷射器（1）的连接管路上。优选地，所述等离子体反应器（2）位于喷射器（1）尾端的正下方，是一种低温等离子体反应器。如典型的射频放电等离子体、电晕脉冲、介电阻挡放电或滑动弧放电等离子体。优选地，所述生物过滤床（3）位于等离子体反应器（2）的正下方。优选地，所述等离子体反应器（2）可以并列设置有若干个，对应的喷射器（1）的喷头有若干个。优选地，所述营养液供应器（7）可以有若干个。在上述有机废气净化系统中，各部件的作用如下：风机：用于输送有机废气至喷射器。喷射器：用于向系统输入有机废气和循环水。等离子体反应器：用于有机废气的第一步处理，即等离子体技术处理。生物过滤床：用于等离子体技术处理后有机废气的第二步处理，即进一步生物过滤法处理。水槽：置于生物过滤床之下，用于储存从生物过滤床流出的水。水泵：用于将储存在水槽中的水循环输送至喷射器。营养液供应器和气泡供应器：用于供应微生物营养液和气泡，可随时保障微生物活性，能够解决废气处理设备间歇运营时微生物活性降低等问题，避免处理效果的波动，抗负荷冲击能力较强。本专利技术还提供一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化方法，将有机废气输入喷射系统，喷淋到正下方的等离子体反应器进行第一步处理，第一步处理后的废气直接进入等离子体反应器正下方的生物过滤系统进行第二步处理，净化处理后的废气从气体出口排出，同时将生物过滤床正下方的水槽中的液体循环到喷射系统，并向水槽中补充微生物营养液和气泡。具体地，所述有机废气净化方法是利用上述等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统进行处理：开启有机废气净化系统，风机不断地将有机废气输入喷射器，有机废气被喷淋依次经过等离子体反应器和生物过滤床的处理，处理后的气体从气体出口排出；同时运行的水泵不断地将水槽中的液体循环至喷射器，营养液供应器和气泡供应器不断地向水槽输送微生物营养液和气泡，维持生物过滤床的正常持续工作。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统及方法，能在较小的压力损失下提高净化容量的同时不会增加巨大的花费，且采用的是等离子体净化系统和生物过滤系统的依次串联形式，可保持等离子体和生物过滤床各自的优点，并实现互补协调作用，能处理单一生物过滤系统不能处理的有机废气。而且生物过滤法可以有效去除等离子体技术产生的小分子醛、酮、脂等副产物，几乎能完全降解成对人体无害的小分子，不会再次产生污染。本专利技术为一体式结构，将等离子体反应器和生物过滤床组合于一个反应器内，可显著缩小系统体积并减少停留时间；而且等离子体反应器和生物过滤床采用上下的组合方式，即废气喷淋到等离子体反应器，经过处理后再直接到生物过滤床；这种方式废气直接参与等离子体的生成过程，可利用等离子体放电的初始阶段能产生高能电子冲击、强电场及电解等作用直接破坏降解废气中的污染物，使之降解的更加彻底，即使等离子体的降解的作用发挥到最大化；从而提高了废气处理的效果，尤其针对难降解的有机污染物，效果显著；而且可显著缩小系统体积，减少了占地面积，结构简单、便于安装，能够降低投资成本。本专利技术运行过程中，废气直接参与等离子体的生成过程：等离子体放电的初始阶段能产生高能电子冲击、强电场及电解等作用，废气的直接参与放电能够被破坏、降解的更加彻底。因此，能够处理难降解的有机污染物，且处理效果显著。本专利技术的生物处理系统设有营养液供应器和气泡供应器：可随时保障微生物活性，能够解决废气处理设备间歇运营时微生物活性降低等问题，避免处理效果的波动，抗负荷冲击能力强。附图说明图1为本专利技术有机废气净化系统的结构示意图；图中，喷射器1、等离子体反应器2、生物过滤床3、水槽4、风机5、水泵6、营养液供应器7、气泡供应器8、高压变压器9。图2为本专利技术有机废气净化系统的工作原理流程示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。实施例11、一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统，包括反应罐体，反应罐体内部由上至下依次设置有喷射器（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统，其特征在于，包括喷射系统、等离子体反应系统和生物过滤系统；其中，喷射系统的喷淋装置、等离子体反应系统的等离子体反应器、生物过滤系统的生物过滤床由上至下依次设置于一个反应罐中。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体与生物过滤一体化的有机废气净化系统，其特征在于，包括喷射系统、等离子体反应系统和生物过滤系统；其中，喷射系统的喷淋装置、等离子体反应系统的等离子体反应器、生物过滤系统的生物过滤床由上至下依次设置于一个反应罐中。2.根据权利要求1所述的有机废气净化系统，其特征在于，所述喷射系统包括喷射器（1）、风机（5）和水泵（6），等离子体反应系统包括等离子体反应器（2）和高压变压器（9），生物过滤系统包括生物过滤床（3）、水槽（4）和营养液供应器（7）和气泡供应器（8）。3.根据权利要求2所述的有机废气净化系统，其特征在于，喷射器（1）、等离子体反应器（2）、生物过滤床（3）和水槽（4）由上至下依次设置于一个反应罐中；风机（5）、水泵（6）、营养液供应器（7）和气泡供应器（8）位于反应罐外部，风机（5）与喷射器（1）连接，水泵（6）分别通过管路与喷射器（1）和水槽（4）连接，营养液供应器（7）和气泡供应器（8）均与水槽（4）连接，高压变压器（9）与等离子体反应器（2）连接；另外水槽（4）侧壁的上端部...

【专利技术属性】
技术研发人员：张路路，尹倩婷，黄昌吉，蔡思彤，许冲，王刚，
申请(专利权)人：广东省环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44