一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件制造技术

本发明专利技术公开了一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件，包括外壳承载组件，外壳承载组件内交替设置有若干阳极件和若干阴极件，阳极件阴极件之间形成多孔通道，多孔通道内填充有微生物填料，外壳承载组件上部设有阴极连接线和阳极连接线，阴极连接线连接每一个阴极件，阳极连接线连接每一个阳极件，阴极连接线位于外壳承载组件外的部分上设有直流电源和控制系统，阳极连接线位于外壳承载组件外的部分上设有信号传输组件和气敏电阻，信号传输组件和控制系统之间通过导线连接。与现有技术相比，本发明专利技术可降低氯代挥发性有机物的毒性，去除氯代挥发性有机物的疏水基团，使其进入填料层，进一步被微生物氧化降解，加速对氯代挥发性有机物的降解历程。

An accelerator for improving the efficiency of bio trickling filtration of VOCs

【技术实现步骤摘要】
一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件
本专利技术涉及一种微生物电化学强化生物滴滤处理氯代挥发性有机物的模块，具体为一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件，属于污染气体处理

技术介绍
目前，工业源挥发性有机物（VOCs）是国家大气污染控制的重点治理对象。其对人体健康和生态环境造成危害，可能会引起一系列致癌、致畸、致突变等效应。其中以氯代挥发性有机物为代表，氯代挥发性有机物具有一定的毒性、生物累积性和致病性；当有紫外线照射情况下，容易导致大气臭氧层破坏；还可能会在空气中形成气溶胶，在一定程度上影响空气可见度；据报道，人体长期暴露于含氯苯气体的环境中会对健康造成严重损害。因此，解决挥发性有机物问题，刻不容缓。目前，对于挥发性有机气体的处理技术主要包括吸收、吸附、催化、焚烧、冷凝及生物处理等。还有一些新型的处理技术，如：膜分离法，光催化降解法，等离子体技术等。其中，传统的生物处理技术包括生物过滤、生物滴滤和生物洗涤技术等。对于大流量、低浓度的氯代挥发性有机物，生物处理技术具有处理效果好、无二次污染、投资及运行费用低等优点，因而迅速成为国内外研究的热点。在现有的处理挥发性有机物的生物滴滤设备中，挥发性有机物首先从气相主体扩散到气、液界面，溶于液相中；在浓度差的推动下挥发性有机物从液膜扩散至生物膜上；在生物膜内挥发性有机物被微生物捕获并降解吸收；挥发性有机物作为能量和养分在微生物生命代谢活动中被分解；代谢产物部分扩散到液相，其中气态物质扩散到气相中排出。但是目前的挥发性有机物处理工艺存在以下几个方面的不足：生物活性低、传质效率慢，停留时间长，占地面积大；对氯代挥发性有机气体的脱氯，脱毒效果差；对高浓度，大流量挥发性气体处理能力有限，整体工艺出气很难达到排放标准。对于上述的现有生物滴滤处理技术所存在的问题，一种生物电化学系统验证了生物电化学系统作为一种新兴废气处理技术在处理难降解有机物——氯代挥发性有机物方面的巨大优势。生物电化学系统中以微生物作为催化剂将化学能转化为电能；驯化阴极微生物以电极作为电子供体对挥发性有机物进行转化，达到氯代挥发性有机物脱氯、脱毒的目的，进而可以进入填料层，并与陶粒表面的湿润的生物膜接触，氯代挥发性有机物被生物膜吸附，进而可以被微生物氧化降解，净化后的气体从塔顶排出。阳极微生物利用培养液中小分子有机物作为电子供体，以启动电解进程。培养液中加入的醋酸等有机物被充分利用。整体工艺对碳源电子供体的需求量小。该项技术通过较小的能量输入和稳定的外接直流电压，加速一些氯代挥发性有机物在阴极的还原降解，进而达到对氯代挥发性有机物的定向高效去除。除此外，生物电化学系统还能与传统的生物滴滤系统进行耦合运行，极大程度提升了生物滴滤系统的空间利用率，增大气体处理量，降低氯代挥发性有机物的毒性，进一步被微生物氧化降解，加速对氯代挥发性有机物的降解进程。但是，目前上述的生物电化学系统依旧难以实现工程化应用，主要存在以下问题：1.生物电化学系统操作困难，涉及微生物学，电化学以及电子通信等多门学科，如何实现集成化组装和模块化联运对整个系统的设计和控制成为该项技术能否工程化应用的重要因素。2.单独的生物电化学系统无法作为一个有效的独立单元取代现有的生物滴滤技术来处理挥发性有机物，如何实现该项技术与现有的传统工艺结合也将很大程度上推动着生物电化学技术的发展。
技术实现思路
本专利技术针对传统生物法处理VOCs存在生物活性低、传质效率慢等问题，提出了一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件，包括外壳承载组件，所述外壳承载组件内交替设置有若干阳极件和若干阴极件，所述阳极件和阴极件均为竖立布置的网状结构，其截面为连续的梯形结构，相邻的阳极件和阴极件之间形成类蜂窝孔状的多孔通道，所述多孔通道内填充有微生物填料；所述外壳承载组件上部设有阴极连接线和阳极连接线，阴极连接线连接每一个阴极件，阳极连接线连接每一个阳极件，所述阴极连接线位于外壳承载组件外的部分上设有直流电源和控制系统，所述阳极连接线位于外壳承载组件外的部分上设有信号传输组件和气敏电阻。作为进一步的优选方案，相邻的阳极件和阴极件交替反向排布。作为进一步的优选方案，所述阳极件的边缘与外壳承载组件之间设有用于固定的阳极卡扣，所述阴极件的边缘与外壳承载组件之间设有用于固定的阴极卡扣。作为进一步的优选方案，所述阳极件和阴极件均采用不锈钢材质。作为进一步的优选方案，所述微生物填料为陶粒。与现有技术相比，本专利技术的一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件，具有以下优势：1．通过微生物与电化学的协同催化作用，定向强化氯代挥发性有机物的微生物降解进程；当氯代挥发性有机物通过阴极的还原降解，达到脱氯，脱毒的目的，进而进入填料层，被微生物氧化降解；该项技术中电极与填料的配合，定向的提高了对氯代挥发性有机物的降解效率。2．采用模块化设计，整体设计易于安装维护，操作方便，灵活性好；可单模块独立运行，也可以多模块采用串联或并联同时运行；整体尺寸可调，组合方式灵活变化，可直接与现有的传统滴滤装置进行耦合运行，可操作性高。3．信号传输组件和中心控制组件实现智能化控制，“加速器件”可控性强，能够根据进气浓度的变化进行调节控制外加电压，进而使电—生物滴滤模块高效运行；除此外，能够提供待处理气体的相关参数，便于统计数据，使数据的处理过程更加简便。运行数据的可视化和反应组件的安全保护等功能使得该“加速器件”维持模块的稳定性；中心控制组件借助数学模型的建立及微生物群落结构的分析，反馈调节工艺系统运行条件，建立不同工况下的运行调控策略及参数优化。4．阴极件和阳极件均选用不锈钢编织网材质，网状结构为离子传递提供了条件，且具有较高的化学稳定性，耐酸碱耐腐蚀，能长期存在于有水环境中；阳极电极材料价格低廉易得，导电性能好；且相关材料的机械强度大，易加工成型；蜂窝状的多孔通道能够提供较大的比表面积，且为填料提供了较大的空间，为电极与填料之间的配合提供条件。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；其中，1-阳极件，2-阴极件，3-多孔通道，4-阳极卡扣，5-阴极卡扣，6-微生物填料，7-信号传输组件，8-外壳承载组件，9-气敏电阻，10-直流电源，11-控制系统。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选技术方案。本专利技术的一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件，包括以下四个组件：反应组件，信号传输组件7，中心控制组件以及外壳承载组件8。反应组件包括阳极件1、阴极件2和微生物填料6，为外壳承载组件8内部的电子传递以及外部的离子传递提供了条件，且其填料为微生物的生长和繁殖提供载体。利用电极材料改造生物过滤塔填料层，保留原有填料的功能，在原有的基础上引入电极，优化电极构型和排布方式，构建具有高活性的生物催化电解模块。信号传输组件7用于及时传递反应组件的进气流量信息以及对处理气体的相关参数进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件，其特征在于：包括外壳承载组件（8），所述外壳承载组件（8）内交替设置有若干阳极件（1）和若干阴极件（2），所述阳极件（1）和阴极件（2）均为竖立布置的网状结构，其截面为连续的梯形结构，相邻的阳极件（1）和阴极件（2）之间形成类蜂窝孔状的多孔通道（3），所述多孔通道（3）内填充有微生物填料（6）；所述外壳承载组件（8）上部设有阴极连接线和阳极连接线，阴极连接线连接每一个阴极件（2），阳极连接线连接每一个阳极件（1），所述阴极连接线位于外壳承载组件（8）外的部分上设有直流电源（10）和控制系统（11），所述阳极连接线位于外壳承载组件（8）外的部分上设有信号传输组件（7）和气敏电阻（9）。/n

【技术特征摘要】
1.一种挥发性有机物生物滴滤处理增效加速器件，其特征在于：包括外壳承载组件（8），所述外壳承载组件（8）内交替设置有若干阳极件（1）和若干阴极件（2），所述阳极件（1）和阴极件（2）均为竖立布置的网状结构，其截面为连续的梯形结构，相邻的阳极件（1）和阴极件（2）之间形成类蜂窝孔状的多孔通道（3），所述多孔通道（3）内填充有微生物填料（6）；所述外壳承载组件（8）上部设有阴极连接线和阳极连接线，阴极连接线连接每一个阴极件（2），阳极连接线连接每一个阳极件（1），所述阴极连接线位于外壳承载组件（8）外的部分上设有直流电源（10）和控制系统（11），所述阳极连接线位于外壳承载组件（8）外的部分上设有信号传输组件（7）和气敏电阻（9）。

【专利技术属性】
技术研发人员：远野，陈丽娜，杨百忍，陈天明，丁成，程浩毅，王爱杰，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32