一种紫外光催化氧化耦合双层生物滴滤塔废气处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种紫外光催化氧化耦合双层生物滴滤塔废气处理装置。其包括紫外光催化氧化设备和双层生物滴滤设备；紫外光催化氧化设备内设置UV灯管和MnOx/SiC复合光催化剂；双层生物滴滤设备包括双层生物滴滤塔；生物滴滤塔内上下间隔设置聚氨酯生物流床和聚氨酯生物底床；在上层聚氨酯生物流床的上方、以及下层的聚氨酯生物底床的上方分别设置雾化喷头，雾化喷头和营养液储存槽相连；本发明专利技术基于MnOx/SiC复合光催化剂在光照条件下具有的氧化还原能力，通过光催化氧化净化废气中污染物；同时光催化氧化产生的微量臭氧进入双层生物滴滤设备，能进一步提高微生物净化废气效率，本发明专利技术适用于低流量高浓度的废气处理。本发明专利技术适用于低流量高浓度的废气处理。本发明专利技术适用于低流量高浓度的废气处理。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光催化氧化耦合双层生物滴滤塔废气处理装置


[0001]本专利技术涉及废气处理
，尤其涉及一种紫外光催化氧化耦合双层生物滴滤塔废气处理装置。

技术介绍

[0002]大气污染已经是人类的梦魇，而其中的污染物分为颗粒物和气态物，气态物又分为无机污染物和有机污染物。其中有机污染物占绝大多数，大多是挥发性有机化合物，简称VOCs。因此VOCs净化处理在世界范围内已是一个热点。
[0003]目前VOCs的主要处理方法可分为物理法、化学法和生物法。生物法是一种可替代传统物理化学方法处理 VOCs 的低污染技术，其主要通过微生物作用对有机废气氧化分解，从而将VOCs中有机污染物转化成为CO2、H2O等无毒无害物质或者转化为细胞质等自身生长必须的物质成分。
[0004]光催化氧化技术作为一种短时、高效的废气预处理技术，在工程上得到广泛的应用，光降解氧化法作为一项高级氧化技术正日益在难溶难生物降解废气治理中得到重视。在光催化氧化的过程中会产生臭氧，控制臭氧的产生浓度能够进一步促进生物滴虑降解有机气体的效率。微量臭氧可使生物滴滤塔的甲苯去除率长期保持在85%以上，并且臭氧可通过调控生物膜表面疏水性及Zeta电位来调控生物量，通过调控生物膜相胞外聚合物的各组分来保持生物活性。此外，臭氧会改变生物滴滤塔内的微生物群落结构，因为某些菌群因不耐臭氧而消亡，同时适应臭氧环境的新菌群出现并繁衍。微量臭氧可通过减少生物量和增大床层孔隙率来有效抑制生物滴滤塔的填料床层堵塞，臭氧不仅能提高VOCs的生物降解率，还能解决生物滴滤塔中因生物量过度增长造成床层堵塞从而引起生物滴滤塔性能恶化的难题。
[0005]光催化氧化技术反应条件温和，能耗低，操作简单，而且可在常温常压下进行，反应不需要复杂条件，但光催化氧化技术存在寿命短，电极老化，需要维护等问题。生物滴滤法存在无污染，能耗低，处理能力大，运行费用低等优点，但微生物存在活性不充分、菌体过度生长堵塞空隙通道等问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种紫外光催化氧化耦合双层生物滴滤塔废气处理装置；本专利技术适用于低流量高浓度（浓度为200
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1000mg/m3，流量为0.5
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2L/min）的废气处理；本专利技术光催化氧化产生的微量臭氧进入双层生物滴滤设备，生物滴滤设备使用寿命长，微生物利用率高，降解效率高。
[0007]本专利技术提供一种紫外光催化氧化耦合双层生物滴滤塔废气处理装置，其包括：紫外光催化氧化设备和双层生物滴滤设备；其中：紫外光催化氧化设备包括不锈钢腔体、UV紫外灯管、石英催化氧化管和MnOx/SiC复合光催化剂；不锈钢腔体内平行设置UV紫外灯管、石英催化氧化管，石英催化氧化管内铺
设MnOx/SiC复合光催化剂，所述MnOx/SiC复合光催化剂是以二价锰盐、SiC、碱为原料通过共沉淀法制备得到；石英催化氧化管的输入端和进气管连接，输出端和双层生物滴滤设备相连；双层生物滴滤设备包括双层滴滤塔、营养液储存槽和雾化喷头；双层滴滤塔的下部设置进气口，进气口通过进气管路和石英催化氧化管的输出端相连，双层滴滤塔的底部设置流量控制器，流量控制器的下方设置营养液储存槽；双层滴滤塔内上下间隔设置聚氨酯生物底床、聚氨酯生物流床；聚氨酯生物底床的填料采用PP塑料多孔悬浮球内置聚氨酯，聚氨酯生物流床设置在聚氨酯生物底床的上方，聚氨酯生物底床、聚氨酯生物流床的上方分别设置雾化喷头，雾化喷头通过水管、循环泵和营养液储存槽相连，水管上安装电磁流量控制阀；双层滴滤塔的顶部设置出气口，出气口通过尾气管道和废气总排口相连。
[0008]优选的，UV紫外灯管为两根以上，石英催化氧化管设置在UV紫外灯管之间。
[0009]优选的，UV紫外灯管的波长为185nm。
[0010]优选的，MnOx/SiC复合光催化剂的制备方法如下：（1）将0.05
‑
0.15 mol Mn（NO3）2·
6H2O与4g SiC溶解于60 mL超纯水中；（2）室温下搅拌40
‑
80min, 超声15
‑
25 min；（3）将150
‑
250 mL的 1mol/L NaOH容易缓慢加入到之前溶液中进行沉淀；（4）搅拌1
‑
3h沉淀完成后多次洗涤抽滤，烘干；（5）最后在190
‑
210℃的温度下煅烧40
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80min，再升温540
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560℃煅烧1
‑
3 h。
[0011]优选的，聚氨酯生物底床上方的雾化喷头通过下层循环水管、循环泵和营养液储存槽相连，下层循环水管上安装下层电磁流量控制阀；聚氨酯生物流床上方的雾化喷头通过上层循环水管、循环泵和营养液储存槽相连，上层循环水管上安装上层电磁流量控制阀。采用电磁流量控制阀分别控制循环水管流量，便于合理分配上下喷淋层的喷淋流量。
[0012]优选的，营养液储存槽中设置液位计和pH计，液位计用于监测营养液储存槽内营养液水位，pH计用于监控营养液酸碱度。
[0013]优选的，UV紫外灯管和第一电气控制箱相连，流量控制阀、电磁流量控制阀与第二电气控制箱相连。通过调节流量控制阀可以控制营养液储存槽内营养液水位。
[0014]优选的，废气处理装置中还包括第一应急阀、第二应急阀、应急管路与应急尾气管道；第二应急阀设置在和石英催化氧化管输入端连接的进气管上，进气管经由第二应急阀、应急管路直接和双层生物滴滤设备相连，第一应急阀设置在和石英催化氧化管的输出端相连的进气管路上， 石英催化氧化管的输出端经由第一应急阀、应急尾气管道和废气总排口相连。当紫外光催化氧化设备发生故障时，打开第二应急阀，使进气管直接连接双层生物滴滤设备处理废气，最终废气经尾气管道排至废气总排口排出，并便于紫外光催化氧化设备维修；当双层生物滴滤设备发生故障时打开第一应急阀，使经过紫外光催化氧化后的废气通过应急尾气管道排至废气总排口排出，并便于双层生物滴滤设备维修。
[0015]优选的，还分别在双层滴滤塔的侧壁上对应聚氨酯生物底床、聚氨酯生物流床的位置处开设检修门，便于取样检测生物材料。
[0016]优选的，废气通过进气管进入紫外光催化氧化设备的废气浓度为200
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1000mg/m3，流量为0.5
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2L/min，在石英催化氧化管中停留时间为17
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30s，产生臭氧浓度维持在0
‑
10mg/m3。
[0017]和现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于MnOx/SiC复合光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而达到净化废气的目的，同时通过MnOx/SiC复合光催化剂来降低产生臭氧的浓度，其过程中产生的微量臭氧通入双层生物滴滤设备，既能抑制微生物生长过快堵塞空隙通道，又不至于通入过多臭氧导致微生物死亡，从而提高废气处理效率。
[0018]本专利技术中采用PP塑料多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外光催化氧化耦合双层生物滴滤塔废气处理装置，其特征在于，其包括：紫外光催化氧化设备和双层生物滴滤设备；其中：紫外光催化氧化设备包括不锈钢腔体（3）、UV紫外灯管（5）、石英催化氧化管（2）和MnOx/SiC复合光催化剂（6）；不锈钢腔体（3）内平行设置UV紫外灯管（5）、石英催化氧化管（2），石英催化氧化管（2）内铺设MnOx/SiC复合光催化剂（6），所述MnOx/SiC复合光催化剂（6）是以二价锰盐、SiC、碱为原料通过共沉淀法制备得到；石英催化氧化管（2）的输入端和进气管（1）连接，输出端和双层生物滴滤设备相连；双层生物滴滤设备包括双层滴滤塔（15）、营养液储存槽（19）和雾化喷头（29）；双层滴滤塔（15）的下部设置进气口，进气口通过进气管路（8）和石英催化氧化管（2）的输出端相连，双层滴滤塔（15）的底部设置流量控制器（17），流量控制器（17）的下方设置营养液储存槽（19）；双层滴滤塔（15）内上下间隔设置聚氨酯生物底床（27）、聚氨酯生物流床（28）；聚氨酯生物底床（27）的填料采用PP塑料多孔悬浮球内置聚氨酯，聚氨酯生物流床（28）设置在聚氨酯生物底床（27）的上方，聚氨酯生物底床（27）、聚氨酯生物流床（28）的上方分别设置雾化喷头（29），雾化喷头（29）通过水管、循环泵（20）和营养液储存槽（19）相连，水管上安装电磁流量控制阀；双层滴滤塔（15）的顶部设置出气口，出气口通过尾气管道（32）和废气总排口（34）相连。2.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，UV紫外灯管（5）为两根以上，石英催化氧化管（2）设置在UV紫外灯管（5）之间。3.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，UV紫外灯管（5）的波长为185nm。4.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，MnOx/SiC复合光催化剂的制备方法如下： 将0.1mol Mn（NO3）2·
6H2O与4g SiC溶解于60 mL超纯水中； 室温下搅拌40
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80min, 超声15
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25 min； 将150
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250 mL 的1mol/L NaOH容易缓慢加入到之前溶液中进行沉淀； 搅拌1
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【专利技术属性】
技术研发人员：关杰，周铜，戴珏，袁昊，郭耀广，刘昶，翟旭峰，阮琪文，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：