改进的生物过滤塔及其在处理挥发性有机物中的应用制造技术

本发明专利技术属于环保设备及应用，特别是指一种改进的生物过滤塔及其在处理挥发性有机物中的应用。包括塔体，分别设于其下端及上端的进气口和出气口，位于进气口上方的塔体内且底部由透气板支撑的填料层，间隔设于填料层上方且与营养液罐体经管路连通的喷淋装置；出气口共有两路输出，其中一路接排放，另一路经尾气收集管路与纵向间隔开设于塔体侧壁并与填料层连通的尾气回收管路并联。本发明专利技术采用污水处理工艺段的进水与处理后的二沉池出水组成的混合营养液，在尾气排放不达标时可通过尾气回收管路对尾气进行再处理。本发明专利技术解决了现有技术中尾气不达标、设备不能长时间稳定运行等技术难题。具有膜不易堵塞、可长时间稳定运行、处理成本低等优点。

Improved biofilter and its application in the treatment of volatile organic compounds

The invention belongs to environmental protection equipment and application, in particular to an improved biofilter and its application in the treatment of volatile organic compounds. The utility model comprises a tower body, and the lower end are respectively arranged on the upper end of the air inlet and outlet, filler layer is located in the inlet at the top and bottom of the tower body is supported by a permeable plate, spraying device arranged on the filler layer and spaced above the nutrient solution tank through a pipeline communicated with the air outlet; there are two outputs, one path is connected with the discharge of tail gas recovery the other way to collect gas pipeline parallel pipeline and longitudinally spaced arranged on the side wall of the tower body and connected with the packing layer. The invention adopts the mixed nutrient solution composed of water inlet and the two clarifier water discharged from the sewage treatment process section, and the tail gas can be reprocessed through the tail gas recovery pipeline when the tail gas discharge is not up to standard. The invention solves the technical problems that the tail gas is not up to standard and the equipment can not run stably for a long time in the prior art. The utility model has the advantages that the membrane is not easy to plug, can be stably operated for a long time, and the processing cost is low.

【技术实现步骤摘要】
改进的生物过滤塔及其在处理挥发性有机物中的应用
本专利技术属于环保设备及应用，特别是指一种改进的生物过滤塔及其在处理挥发性有机物中的应用。
技术介绍
挥发性有机物(VOCs)污染已同二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等成为目前我国重点城市群的主要大气污染物。其中工业领域尤为突出,工程技术减排是重要的控制措施之一。挥发性有机物(VOCs)主要由苯类、醇类、醛类、烃类等上千种物质组成。其处理主要分为回收法和分解法，回收法包括膜分离法、吸附法、冷凝法等，该类方法可实现有机废物的回收，但回收的物质纯度难以保证，再利用价值低，且不能从根本上处理挥发性有机物。分解法包括热焚烧法，催化氧化法、生物过滤法等。其中热焚烧法，催化氧化法处理效率高，分解较为彻底，但能耗大，催化剂容易积碳失活，不适合处理低浓度VOCs气体。生物过滤工艺(主要设备为生物过滤塔)是处理低浓度VOCs较为实用的技术，因其成本低，操作简单，技术清洁等优点而受到广泛关注。目前国家尚未对生物过滤塔的性能、构造制定相应的技术规范及标准，但在该
对生物过滤塔采用主体构造基本相同的结构布局，其结构主要包括进气口、布气系统、填料区、喷淋区、出气口等。处理工艺为：废气由底部进气口、布气系统(布气系统多为均匀开孔的支撑板，既可以承载填料，又能起到均匀布气的效果)进入填料层，与填料层上的生物膜和喷淋的营养液经过气-液传输、液-膜传输相接触，利用填料上驯化后的单一或者混合微生物的新陈代谢，以污染物为碳源和氮源，将各种有机化合物和某些无机物进行生物降解，最终分解成二氧化碳和水，从而有效去除工业废气中的VOCs。生物过滤塔填料多为惰性物质构成，其顶部设有喷淋装置用以控制填料层的湿度，同时还能通过向喷淋液中加入营养盐物质创造适宜微生物生长繁殖的环境。生物过滤塔在运行过程中，要求表面气流速度为10-100m3/m2·h，停留时间为15-60s，填料高度为0.5-1.0m，压降500-1000Pa，相对含湿量为30-60％，pH值为7-8(张自杰.《注册环保工程师第一手册》.化学工业出版社)。其中停留时间是生物塔净化有机废气过程中的重要参数之一。在进气浓度一定的情况下，停留时间越长，微生物越能与有机废气充分接触，从而能能够使更多的有机物通过吸附、扩散作用进入到生物膜内部，因此净化效果也就越好。反之，停留时间变短，微生物没有足够的时间充分降解有机物，导致废气的净化效率降低，同时有害物质积累增多，又进一步对微生物产生了负面影响。填料层压降是另一个影响生物过滤塔运行的重要性能指标，该性能指标采用沿气流方向填料层所损失的压力来表征，一般系统压降要控制在500-1000Pa，通常由压力表测定。压降会直接影响过滤塔的运行能耗，填料层压降随运行时间延长会逐步升高，一般在运行60-100天时，压降会呈升高趋势，压降可升高200％-800％，污染物去除率下降40-50％，同时由于压降增大，会增加系统运行的动力能耗，若不及时控制，会使过滤塔无法继续运行。根据文献报道(黄树杰，《生物滴滤塔处理含H2S与NH3恶臭气体的试验研究》，硕士论文，广东工业大学2006)，当生物过滤塔的净化效率连续1周保持稳定在70％时，则表明系统挂膜驯化成功。生物膜表面的微生物与废气接触充分，吸收营养比较容易，而膜内部靠近填料表面的微生物不能从外部得到可作为细胞碳源和其它营养物的营养物，而进入内源呼吸阶段，丧失了附着与填料表面生长的能力，呈老化状态而脱落。针对VOCS的治理需求，国家和行业相继颁布了排放标准。《大气污染物综合排放标准》(DB16297-1996)中对笨、甲苯、二甲苯等物质作出明确排放限值。《合成革和人造革污染物排放标准》(GB21902-2008)中对VOCs的排放根据工艺不同，分别限值150mg/m3或200mg/m3。河北省发布的地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB13-2322-2016)规定，医药制造工业废气最高允许排放浓度为60mg/m3，最低去除率90％，而交通运输、表面涂装等行业工业废气最高允许排放浓度为60mg/m3，最低去除率为70％。标准中对各行业的排放标准及去除效率做出了明确说明。同时标准中对各VOCs的收集方法、浓度检测方法做出了规定。根据处理废气种类及浓度不同，喷淋液中的营养物质各有不同，但主要组成基本相似，如葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙、硫酸亚铁和少量微量元素。(任爱玲.《生物滴滤塔净化含低浓度苯乙烯废气的研究》.环境科学学报.2013年第07期:p23)、(周雪霞.《强化生物滴滤塔处理二甲苯废气研究》.浙江大学硕士论文：20)。有的文献报道中提到以城市污水作为营养液(齐国庆.《城市污水为生物滴滤塔营养液试验研究》.甘肃科技2007年23卷第9期)，试验证明该技术可行，避免了自配营养液中营养物质的浪费，同时污水中自身含有一定的酸碱度，对生物塔进气进行适当的酸碱中和，具有缓冲作用。但当污水中有机物浓度高时(高于550mg/L)，影响生物塔的物化传质效果，同时有机物浓度高，会造成生物的大量生长，生物膜越积越厚，并且生物膜从填料表层脱落，累积在填料之间，使得填料层堵塞，影响气-液传输、液-膜传输效果，一般在运行60-100天左右时，系统压降会显著上升，污染物去除率下降40％-50％，影响运行效果。目前生物过滤塔在运行中存在较多问题，如生物膜生长速度慢、填料易堵塞，废气量或废气浓度波动时抑制生物过滤塔中膜的活性，导致排放浓度不达标等情况。申请人检索到的专利文献包括：公开号为CN103263846A的专利文献中公开了一种基于嗜热菌生物技术处理高温有机废气的反应装置及方法，针对高温有机废气提出采用自配营养液喷淋的方法促进生物膜的生长，同时生物膜菌种采用嗜热菌。公开号为CN204193785U的专利文献中公开了一种挥发性有机废气生物滴滤净化一体化装置，针对膜堵塞问题，采用滤网和应用压缩空气和水清洗填料。公开号为CN205379796U的专利文献中公开了一种用于废气处理的生物滤池，提出将生物填料区分层，在每层填料区上设置喷淋装置，用于解决膜堵塞问题。以上各方法均可解决生物膜生长慢，填料易堵塞的问题，但均需增加额外营养药剂、设备或改变生物填料塔的结构，增加了投资和运行费用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的生物过滤塔及其在处理挥发性有机物中的应用，能够有效维持生物过滤塔长时间稳定运行，同时降低运行费用，提高处理效果。本专利技术的整体技术构思是：改进的生物过滤塔，包括塔体，分别开设于塔体下端的进气口以及塔体上端的出气口，位于进气口上方的塔体内且底部由透气板支撑的填料层，间隔设置于填料层上方且与营养液罐体通过管路连通的喷淋装置；所述的出气口共有两路输出，其中一路接排放，另一路通过尾气收集管路与纵向间隔开设于塔体侧壁并与填料层连通的尾气回收管路并联。改进的生物过滤塔在处理挥发性有机物中的应用。本专利技术的具体技术构思还有：为促进侧流进气与底部进气向冲撞，加快死亡微生物膜的脱落，促进新微生物挂膜。有效解决了膜堵塞的难题。尾气回收管路布置优选的技术方案是：所述的尾气回收管路包括纵向间隔设置于塔体侧壁且分别由第一阀门控制的第一管路、由第二阀门控制的第二管路、由第三阀门控制的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
改进的生物过滤塔，包括塔体(7)，分别开设于塔体(7)下端的进气口(4)以及塔体(7)上端的出气口(5)，位于进气口(4)上方的塔体(7)内且底部由透气板支撑的填料层(2)，间隔设置于填料层(2)上方且与营养液罐体(1)通过管路连通的喷淋装置(6)；其特征在于所述的出气口(5)共有两路输出，其中一路接排放，另一路通过尾气收集管路(3)与纵向间隔开设于塔体(7)侧壁并与填料层(2)连通的尾气回收管路并联。

【技术特征摘要】
1.改进的生物过滤塔，包括塔体(7)，分别开设于塔体(7)下端的进气口(4)以及塔体(7)上端的出气口(5)，位于进气口(4)上方的塔体(7)内且底部由透气板支撑的填料层(2)，间隔设置于填料层(2)上方且与营养液罐体(1)通过管路连通的喷淋装置(6)；其特征在于所述的出气口(5)共有两路输出，其中一路接排放，另一路通过尾气收集管路(3)与纵向间隔开设于塔体(7)侧壁并与填料层(2)连通的尾气回收管路并联。2.根据权利要求1所述的改进的生物过滤塔，其特征在于所述的尾气回收管路包括纵向间隔设置于塔体(7)侧壁且分别由第一阀门(8)控制的第一管路、由第二阀门(9)控制的第二管路、由第三阀门(10)控制的第三管路、由第四阀门(11)控制的第四管路。3.根据权利要求2所述的改进的生物过滤塔，其特征在于填料层的高度为h，第一管路的入口开设于填料层(2)的底部，第二管路的入口处距填料层的底部为0.2-0.3h，第三管路的入口处距填料层的底部为0.4-0.5h，第二管路的入口处距填料层的底部为0.7-0.8h。4.根据权利要求1-3所述的改进的生物过滤塔在处理挥发性有机物中的应用。5.根据权利要求4所述的改进的生物过滤塔在处理挥发性有机物中的应用，是将废气与填料层(2)上的生物膜和...

【专利技术属性】
技术研发人员：押玉荣，王晓磊，安少锋，吴江渤，王伟燕，李兴美，
申请(专利权)人：嘉诚环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13