铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统及方法：包括喷淋清洗塔和生物滴滤塔，喷淋清洗塔连接VOCs废气管路，VOCs废气管路并入环境空气管路，喷淋清洗塔内设一号气体分布器、一号喷淋装置和一号气液分离器，喷淋清洗塔经一号循环泵连接一号喷淋装置；生物滴滤塔内设二号气体分布器、填料层、二号喷淋装置和二号气液分离器，生物滴滤塔经二号循环泵连接二号喷淋装置；铜绿假单胞菌接种专用培养液中，摇床中富集，得到种子菌液接种到生物滴滤塔；通入丁辛醇装置VOCs废气、环境空气和营养液，对生物滴滤塔挂膜，不断提高VOCs废气浓度对生物膜驯化，利用生物滴滤塔内填料层上生物膜对VOCs废气降解脱除。

System and Method of Degradation of VOCs Waste Gas from Butanol Plant by Pseudomonas aeruginosa

【技术实现步骤摘要】
铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统及方法
本专利技术属于环境微生物学
，更具体的说，是涉及一种铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统及方法。
技术介绍
目前，国内丁辛醇行业的年产能已超过500万吨，在丁辛醇产品的生产、储存和装卸过程中，会产生大量含有异丁醛、正丁醛、异丁醇和正丁醇等组分的VOCs废气。据文献报道，中国每年排放的VOCs接近2000万吨。大量研究证明，VOCs具有致癌、致畸和致突变效应，会造成人类及动物呼吸系统病变；同时，还是形成臭氧、光化学烟雾和气溶胶等污染物的重要前体物。当前，尽管世界各国在VOCs治理上投入了巨大的精力和财力，但是VOCs污染对环境和人类的危害仍然是全球面临的一大威胁。VOCs来源众多，不同的污染源具有不同的VOCs种类、浓度及排放量。因此，产生VOCs污染的行业与企业不同，它们所需的治理方案、治理中面临的困难以及能够承受的治理成本也存在较大差异。当前，VOCs治理常用的治理工艺主要是物理化学法，如冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧法、膜分离法、臭氧氧化法、等离子体降解法、光催化降解法等；但这些工艺通常存在工艺复杂、运行成本高、存在二次污染等弊端。与传统工艺相比，生物法治理VOCs作为一种新的工艺，具有设备简单、运行成本低、净化效率高、环境友好等优点，从而受到了研究者和工业界的广泛关注。Sercu等(SercuB,etal.JournaloftheAir&WasteManagementAssociation,2005,55:1217-1227)报道了好氧生物滤池降解异丁醛的研究，其最大脱除能力仅为70.6g·m-3·h-1。Luvsanjamba等(Luvsanjamba,M.,etal.JournalofChemicalTechnology&Biotechnology,2007,82:74-80)研究了不同温度下利用活性污泥接种的生物滴滤塔降解异丁醛的效果，研究发现在一定温度范围内，脱除能力随着温度的升高逐渐增大，即在25℃下运行的生物滴滤塔，其最大脱除能力为97g·m-3·h-1；在52℃下运行的BTF，其最大脱除能力为139g·m-3·h-1；且Luvsanjamba等认为，常温BTF系统内的微生物过量繁殖、泡沫产生以及酸化引起的pH下降是导致脱除能力降低的主要原因。中国石化齐鲁分公司第二化肥厂曾采用快速生物滤池装置处理辛醇异丁醛装置化工异味综合治理(耿玉国.安全、健康和环境,2014,14:30-33)，但处理后的气体中VOCs浓度仅能到达≤120mg·m-3，已不能满足当前的环保要求。由上述文献报道可知，当前研究和工业应用中，生物法处理丁辛醇装置VOCs废气的降解效率都不高，而且研究中多采用驯化后的活性污泥挂膜，结果重复性较低，不利于工业化应用。经过前期研究及查阅文献资料，发现铜绿假单胞菌不仅能够高效降解醇、醛类有机物，而且能够分泌一种生物表面活性剂——鼠李糖脂，该表面活性剂可以减小液相的表面张力，增大气-液传质速率，从而进一步提高VOCs废气的降解效率。至今，尚未发现有将此菌种用于降解丁辛醇装置VOCs废气的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统及方法，采用微生物降解的方法治理丁辛醇装置VOCs废气，把铜绿假单胞菌加入到含有异丁醛的专用培养液中进行驯化富集，然后将富集得到的种子菌液接种入生物滴滤塔内挂膜，最后利用生物滴滤塔内填料层上的生物膜对丁辛醇装置VOCs废气进行降解脱除。本专利技术的目的可通过以下技术方案实现。本专利技术铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统，包括喷淋清洗塔和生物滴滤塔，所述喷淋清洗塔塔顶的气相出口和生物滴滤塔塔底的气相入口通过管路相连接，所述喷淋清洗塔塔底的气相入口连接有VOCs废气管路，所述VOCs废气管路上设置有阀门和引风机，所述引风机进气口端连接的VOCs废气管路并入有环境空气管路，所述喷淋清洗塔内部由下至上依次设置有一号气体分布器、一号喷淋装置和一号气液分离器，所述喷淋清洗塔的塔釜设置有一号进料口和一号排污口，所述喷淋清洗塔的塔釜连接有一号循环泵，所述一号循环泵通过管路与一号喷淋装置连接；所述生物滴滤塔内部由下至上依次设置有二号气体分布器、填料层、二号喷淋装置和二号气液分离器，所述生物滴滤塔的塔釜设置有二号进料口和二号排污口，所述生物滴滤塔的塔釜连接有二号循环泵，所述二号循环泵通过管路与二号喷淋装置连接。所述一号喷淋装置包括三个独立的喷头，沿同轴线设置，分别与一号循环泵连接。本专利技术的目的还可通过以下技术方案实现。本专利技术铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的方法，把铜绿假单胞菌接种于专用培养液中，先在摇床中驯化富集，然后将富集得到的种子菌液接种到生物滴滤塔内；并通入丁辛醇装置VOCs废气、环境空气和营养液，在有氧条件下对生物滴滤塔进行挂膜，并不断提高VOCs废气浓度对生物膜进行驯化，最后利用生物滴滤塔内填料层上的生物膜对丁辛醇装置VOCs废气进行降解脱除。铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的方法，包括以下步骤：第一步：配制营养液：将基本营养液和微量元素溶液混合，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液将PH调至6.5～7.0；第二步：配制专用培养液：由营养液和异丁醛混合而成；第三步：将铜绿假单胞菌接种于专用培养液中，26℃～32℃恒温摇床内富集，每隔2～4天倒出1/3～2/3的菌液，并补充等量的新鲜专用培养液；如此驯化富集培养6～9天得到种子菌液；期间，通过顶空-GC检测专用培养液中的异丁醛浓度，并维持异丁醛浓度在4mL·L-1～8mL·L-1；第四步：生物滴滤塔挂膜将第三步中驯化富集培养6～9天得到的种子菌液与第一步中配制的营养液按体积比1:2～1:5的比例混合，装入喷淋清洗塔和生物滴滤塔的塔釜中，开启一号循环泵，维持喷淋清洗塔塔内循环液流速在113m·h-1～226m·h-1；同时开启二号循环泵，维持生物滴滤塔内循环液流速在1.1m·h-1～6.8m·h-1；开启引风机，调节进口丁辛醇装置VOCs废气浓度在200ppm～500ppm，丁辛醇装置VOCs废气与环境空气混合后，经喷淋清洗塔塔底气相入口进入塔内，经一号气体分布器均匀分布后，VOCs废气沿喷淋清洗塔内轴向爬升，并与喷淋清洗塔内喷淋而下的菌液进行接触清洗；初步降解和清洗后的VOCs废气流经一号气液分离器，由喷淋清洗塔塔顶气相出口排出；由喷淋清洗塔塔顶排出的VOCs废气经生物滴滤塔塔底气相入口进入到生物滴滤塔内，经二号气体分布器均匀分布后，沿生物滴滤塔内填料层向上爬升，并与生物滴滤塔内喷淋而下的循环液接触，生物滴滤塔内的微生物利用循环液中的营养成分和VOCs废气进行代谢繁殖，每隔1周利用新鲜的营养液对塔釜的循环液进行更换；14～17天后，当生物滴滤塔塔底气相入口VOCs废气浓度维持在500ppm，生物滴滤塔系统对VOCs废气的降解效率能够连续3天保持在99％以上时，标志着生物滴滤塔挂膜成功；第五步：降解脱除挂膜成功后，由引风机出口输送出浓度为200～1000ppm的VOCs废气经喷淋清洗塔底部气相入口进入到塔内；初步降解和清洗后的VOCs废气由喷淋清洗塔塔顶气相出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统，包括喷淋清洗塔(5)和生物滴滤塔(12)，所述喷淋清洗塔(5)塔顶的气相出口和生物滴滤塔(12)塔底的气相入口通过管路相连接，其特征在于，所述喷淋清洗塔(5)塔底的气相入口连接有VOCs废气管路(1)，所述VOCs废气管路(1)上设置有阀门(3)和引风机(4)，所述引风机(4)进气口端连接的VOCs废气管路(1)并入有环境空气管路(2)，所述喷淋清洗塔(5)内部由下至上依次设置有一号气体分布器(6)、一号喷淋装置(7)和一号气液分离器(8)，所述喷淋清洗塔(5)的塔釜设置有一号进料口(10)和一号排污口(11)，所述喷淋清洗塔(5)的塔釜连接有一号循环泵(9)，所述一号循环泵(9)通过管路与一号喷淋装置(7)连接；所述生物滴滤塔(12)内部由下至上依次设置有二号气体分布器(13)、填料层(14)、二号喷淋装置(15)和二号气液分离器(16)，所述生物滴滤塔(12)的塔釜设置有二号进料口(18)和二号排污口(19)，所述生物滴滤塔(12)的塔釜连接有二号循环泵(17)，所述二号循环泵(17)通过管路与二号喷淋装置(15)连接。

【技术特征摘要】
1.一种铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统，包括喷淋清洗塔(5)和生物滴滤塔(12)，所述喷淋清洗塔(5)塔顶的气相出口和生物滴滤塔(12)塔底的气相入口通过管路相连接，其特征在于，所述喷淋清洗塔(5)塔底的气相入口连接有VOCs废气管路(1)，所述VOCs废气管路(1)上设置有阀门(3)和引风机(4)，所述引风机(4)进气口端连接的VOCs废气管路(1)并入有环境空气管路(2)，所述喷淋清洗塔(5)内部由下至上依次设置有一号气体分布器(6)、一号喷淋装置(7)和一号气液分离器(8)，所述喷淋清洗塔(5)的塔釜设置有一号进料口(10)和一号排污口(11)，所述喷淋清洗塔(5)的塔釜连接有一号循环泵(9)，所述一号循环泵(9)通过管路与一号喷淋装置(7)连接；所述生物滴滤塔(12)内部由下至上依次设置有二号气体分布器(13)、填料层(14)、二号喷淋装置(15)和二号气液分离器(16)，所述生物滴滤塔(12)的塔釜设置有二号进料口(18)和二号排污口(19)，所述生物滴滤塔(12)的塔釜连接有二号循环泵(17)，所述二号循环泵(17)通过管路与二号喷淋装置(15)连接。2.根据权利要求1所述的铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的系统，其特征在于，所述一号喷淋装置(7)包括三个独立的喷头，沿同轴线设置，分别与一号循环泵(9)连接。3.一种铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的方法，其特征在于，把铜绿假单胞菌接种于专用培养液中，先在摇床中驯化富集，然后将富集得到的种子菌液接种到生物滴滤塔(12)内；并通入丁辛醇装置VOCs废气、环境空气和营养液，在有氧条件下对生物滴滤塔(12)进行挂膜，并不断提高VOCs废气浓度对生物膜进行驯化，最后利用生物滴滤塔(12)内填料层(14)上的生物膜对丁辛醇装置VOCs废气进行降解脱除。4.根据权利要求3所述的铜绿假单胞菌降解丁辛醇装置VOCs废气的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：配制营养液：将基本营养液和微量元素溶液混合，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液将PH调至6.5～7.0；第二步：配制专用培养液：由营养液和异丁醛混合而成；第三步：将铜绿假单胞菌接种于专用培养液中，26℃～32℃恒温摇床内富集，每隔2～4天倒出1/3～2/3的菌液，并补充等量的新鲜专用培养液；如此驯化富集培养6～9天得到种子菌液；期间，通过顶空-GC检测专用培养液中的异丁醛浓度，并维持异丁醛浓度在4mL·L-1～8mL·L-1；第四步：生物滴滤塔挂膜将第三步中驯化富集培养6～9天得到的种子菌液与第一步中配制的营养液按体积比1:2～1:5的比例混合，分别装入喷淋清洗塔(5)和生物滴滤塔(12)的塔釜中，开启二号循环泵(17)，维持生物滴滤塔(12)内循环液流速在1.1m·h-1～6.8m·...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云辉，刘宇娜，苗淳，李治水，张波，李越，杨志波，刘超，李满枝，
申请(专利权)人：天津渤化永利化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12