專利名稱：一種處理有機廢氣的生物滴濾裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機廢氣的處理裝置及方法領(lǐng)域，具體涉及一種處理有機廢氣的生物滴濾裝置及處理有機廢氣的生物滴濾方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展和世界城市化進程的加快，世界空氣質(zhì)量普遍受到了威脅，大氣污染物質(zhì)體系中，氣態(tài)污染物質(zhì)占全世界每年排入大氣污染物質(zhì)的75%以上。繼SO2和NOx 研究熱潮之后，揮發(fā)性有機化合物(Volatile OrganicCompounds)的污染治理已經(jīng)成為世界各國關(guān)注的又一焦點。生物法由于具有處理效果好、投資及運行費用低、反應(yīng)條件溫和(常溫、常壓)、無二次污染、易于管理操作等優(yōu)點，尤其在處理大流量、低濃度的有機廢氣時更顯其經(jīng)濟性和優(yōu)越性，因而受到了越來越多的重視，并且得到一定程度的工業(yè)應(yīng)用。二十世紀八十年代， 生物法處理揮發(fā)性有機廢氣已經(jīng)在德國和荷蘭得到廣泛應(yīng)用，九十年代末美國等其他國家也開始了廣泛的研究與應(yīng)用。生物法主要包括生物洗滌法、生物過濾法、生物滴濾法等，其中，生物滴濾法除具有生物法的普遍優(yōu)點之外，還具有占地面積小、壓力較低、易于調(diào)節(jié)PH，氣液固接觸比表面積大等優(yōu)點，因此適用于處理低濃度憎水性有機物。生物滴濾法處理低濃度難溶揮發(fā)性有機廢氣的填料按照材質(zhì)分類，主要有陶粒填料、竹子填料、特制堆肥填料、有機聚合物填料等。有機聚合物填料因具有重量輕、比表面積大、性質(zhì)穩(wěn)定、可重復(fù)利用等優(yōu)點而適用于工業(yè)應(yīng)用。公開號為CN 101077472A的中國專利申請公開了一種凈化有機廢氣的生物滴濾系統(tǒng)及其快速制備菌膜方法，凈化有機廢氣的生物滴濾系統(tǒng)由裝有填料的生物滴濾反應(yīng)器、桶座、液體循環(huán)裝置、廢氣輸入裝置及進化氣體循環(huán)裝置構(gòu)成，其中，生物滴濾反應(yīng)器固定在桶座上，生物滴濾反應(yīng)器與桶座之間設(shè)有柵板，桶座中部通過氣體入口與廢氣輸入裝置相連，底部通過連接管與液體循環(huán)裝置相連，生物滴濾反應(yīng)器的頂蓋上設(shè)有與液體循環(huán)裝置相連的噴淋頭，并設(shè)有氣體出口，氣體出口與凈化氣體循環(huán)裝置相連，廢氣輸入裝置上設(shè)有配氣器。該專利申請還公開了一種凈化有機廢氣的生物滴濾系統(tǒng)的快速制備菌膜方法，進行掛膜，掛膜后可適用于工業(yè)揮發(fā)性有機氣體的處理，特別適用于低濃度難溶性有機廢氣。該技術(shù)方案使用比較復(fù)雜，對于有機廢氣的除去率并不高，并且配氣器無法方便快速地配制所需的有機廢氣，存在著技術(shù)缺陷。公開號為CN 1994533A公開了一種處理揮發(fā)性有機廢氣的生物滴濾裝置和方法， 一種處理揮發(fā)性有機廢氣的生物滴濾裝置包括進氣管、反應(yīng)器主體、營養(yǎng)液自動定量供給裝置、營養(yǎng)液滴加分布裝置、液封裝置以及排氣管，反應(yīng)器主體內(nèi)部裝填可以附著生物膜的多孔填料，營養(yǎng)液滴加分布裝置位于反應(yīng)器主體的頂部，由噴淋管和布水器組成，液封裝置位于反應(yīng)器主體的底部，由錐形收集區(qū)與U型液封管連接組成，營養(yǎng)液自動定量供給裝置由儲液箱與U型液封管相連，通過電磁閥與噴淋管相連，進氣管和排氣管分別位于反應(yīng)器主體的兩側(cè)，三者水平中心線重合，進氣管和反應(yīng)器主體之間設(shè)有漸擴進氣裝置和倒流區(qū)， 反應(yīng)器主體和排氣管之間設(shè)有導(dǎo)流區(qū)和漸縮排氣裝置。該技術(shù)方案雖然減少了營養(yǎng)液的流經(jīng)高度，強化了氣液傳質(zhì)和生物降解能力，能處理較大量的揮發(fā)性有機廢氣，但是，該裝置處理廢氣時間較長，一般要7天以上，才有比較理想的去除率，處理時間較短時有機廢氣除去率仍不理想。由于大部分揮發(fā)性有機物具有親脂性、憎水性的特點，生物滴濾法處理低濃度難溶揮發(fā)性有機物時，氣體與液體之間的傳質(zhì)過程受到限制，阻礙了該方法的處理效率，因此，需要開發(fā)新裝置和方法，進一步提高有機物的傳質(zhì)效果，提高生物滴濾法的處理效果， 為工業(yè)應(yīng)用提供依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定性好、操作方便、可重復(fù)利用的處理有機廢氣的生物滴濾
>J-U ρ α裝直。一種處理有機廢氣的生物滴濾裝置，包括頂部設(shè)有出氣口和底部設(shè)有進氣口的裝有生物填料的生物滴濾塔、設(shè)置在生物滴濾塔底部的用于支撐和固定生物滴濾塔的基座、 液體循環(huán)裝置和配氣系統(tǒng)；所述的液體循環(huán)裝置分別與生物滴濾塔的頂部和底部相連；所述的生物滴濾塔的進氣口連有配氣系統(tǒng)，所述的配氣系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的電磁式氣體泵、廢氣配制支路和緩沖瓶。配氣系統(tǒng)可以模擬產(chǎn)生有機廢氣，并且與生物滴濾塔結(jié)合，可模擬工業(yè)實際運行過程中的不同工況。所述的裝有生物填料的生物滴濾塔可采用現(xiàn)有技術(shù)的填料塔，包括塔體和填充于塔體內(nèi)部的生物填料。為了取得更好的發(fā)明效果，以下作為本發(fā)明的優(yōu)選所述的廢氣配制支路包括串連有第一氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計的稀釋氣體發(fā)生支路和依次串聯(lián)有第二氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計、微孔鼓泡瓶的有機廢氣發(fā)生支路；所述的稀釋氣體發(fā)生支路的一端與電磁式氣體泵相連，另一端與緩沖瓶相連；所述的第二氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計的進口與電磁式氣體泵相連，所述的微孔鼓泡瓶的出口與緩沖瓶相連。本發(fā)明中，采用氣體鼓泡有機化合物揮發(fā)法與氣體稀釋法相結(jié)合，通過有機廢氣發(fā)生支路和稀釋氣體發(fā)生支路分別調(diào)整鼓泡發(fā)生氣體與稀釋氣體的流量來控制模擬不同的濃度的有機廢氣，便于小試過程中研究生物滴濾塔性能的穩(wěn)定性，為研究提供有利必要條件。所述的緩沖瓶為圓筒形的有機玻璃瓶，中間設(shè)有兩層開孔擋板。緩沖瓶可使鼓泡發(fā)生氣體與稀釋氣體充分混勻，得到一定穩(wěn)定濃度的模擬有機廢氣。緩沖瓶的上下端采用法蘭密封，通過法蘭密封可以避免氣體壓力過大造成緩沖瓶樓漏氣，如果采用粘連的有機玻璃緩沖瓶，很容易因壓力過大導(dǎo)致粘連處漏氣。緩沖瓶內(nèi)兩層開孔擋板可以使通入的鼓泡發(fā)生氣體與稀釋氣體停留一定時間，充分混合均勻。所述的液體循環(huán)裝置包括依次串聯(lián)的儲液槽、液體循環(huán)泵、液體調(diào)節(jié)閥、液體玻璃轉(zhuǎn)子流量計和循環(huán)液噴頭；所述的儲液槽設(shè)置在基座內(nèi)，所述的循環(huán)液噴頭設(shè)置在生物滴濾塔的塔內(nèi)頂部，可采用可置換循環(huán)液噴頭，方便循環(huán)液噴頭堵塞時置換。儲液槽中的循環(huán)液可以通過該液體循環(huán)裝置在生物滴濾塔內(nèi)方便地噴淋，并且噴淋流量可以快速、準確地控制，循環(huán)液噴淋流經(jīng)生物填料后回收到儲液槽中。所述的生物滴濾塔的塔體由有機玻璃制成，分為多段，段與段之間法蘭連接，每段底部均設(shè)有液體再分布器；所述的生物填料采用聚乙烯十字拉西環(huán)。所述的液體再分布器可使每段塔體內(nèi)的液體較均勻分布，保證氣液固充分接觸，保證有機廢氣中的有機污染物在氣液固三相之間的傳遞。聚乙烯十字拉西環(huán)的生物填料具有重量輕、比表面積大、耐腐蝕、易于生物掛膜等優(yōu)點。所述的生物滴濾塔的有效高度與內(nèi)徑之比為13 17 2 ;所述的生物填料的填充體積與生物滴濾塔的有效體積之比為I : I. 5 3。生物填料的填充體積可以使生物滴濾裝置的壓力降維持在優(yōu)選范圍內(nèi)，保證了裝置運行的穩(wěn)定性，再加上生物滴濾塔的有效高度與內(nèi)徑之比的優(yōu)選范圍，從而使氣液接觸過程中，有機廢氣中的有機污染物更容易被菌膜吸收，方便除去有機污染物。本發(fā)明還提供了一種處理有機廢氣的生物滴濾方法，進行菌膜制備后，有機廢氣的處理效率較高并且工況運行穩(wěn)定。一種處理有機廢氣的生物滴濾方法，包括以下步驟一、菌膜制備(I)將焦化污水處理廠的活性污泥曝氣預(yù)處理后與無碳營養(yǎng)液按體積比為O. 5 2. 5 9混合；所述的無碳營養(yǎng)液為含氮、磷的營養(yǎng)液，無碳營養(yǎng)液中氮、磷的摩爾比為O. 5 I. 5 I ；(2)第一階段，每隔IOh 14h加入相對于活性污泥體積的10_3 10_5的有機物； 第二階段，重復(fù)第一階段的操作，有機物的加入量為第一階段加入量的I. 5 3倍；第三階段，重復(fù)第一階段的操作，有機物的加入量為第一階段加入量的4 7倍；第四階段，重復(fù)第一階段的操作，有機物的加入量為第一階段加入量的8 15倍；第四階段后，得到混合菌培
養(yǎng)液；第一階段、第二階段、第三階段、第四階段的時長均為4 10天；步驟⑵在溫度為25°C 35°C、轉(zhuǎn)速為120 180r/min的條件下培養(yǎng)；(3)將步驟(2)中的混合菌培養(yǎng)液與無碳營養(yǎng)液按I : O. 5 2混合后在生物滴濾塔內(nèi)噴淋，與有機廢氣逆流接觸，對生物填料進行掛膜，7 10天完成菌膜的制備。一般在該菌膜的制備過程中，加入的有機物與要處理有機廢氣中的目標有機污染物一致，使得混合菌群對該有機物具有較好的降解能力。經(jīng)過四個階段的培養(yǎng)，使得混合菌群對該有機物具有非常好的降解能力，從而有利于有機廢氣中有機污染物的處理。二、有機廢氣的處理掛膜后，生物滴濾塔內(nèi)通入有機廢氣，循環(huán)液通過液體循環(huán)裝置噴淋，氣液逆流操作除去有機廢氣。進一步優(yōu)選，所述的無碳營養(yǎng)液包括硫酸銨、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、氯化鎂、硫酸鋅和去離子水。無碳營養(yǎng)液還包括一些微量元素，如鐵、銅、鈣等。其中，磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉能夠調(diào)節(jié)pH值,有利于將無碳營養(yǎng)液的pH穩(wěn)定在5 7。該無碳營養(yǎng)液能為菌膜較充分地提供營養(yǎng)物質(zhì)，使得菌膜更好地處理有機廢氣中的有機污染物。
進一步優(yōu)選，所述的循環(huán)液為含有非離子型表面活性劑聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯(Tween60)的無碳營養(yǎng)液,循環(huán)液中聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯(Tween60)的濃度為50 200mg/L，循環(huán)液的pH為5 7，從而快速、高效地去除有機廢氣中的有機污染物， 在處理有機廢氣的過程中，需要添加酸堿使得循環(huán)液的PH維持在5 7，保證有機廢氣的去除速度和去除效率。非離子型表面活性劑TweeneO可采用市售產(chǎn)品，更進一步優(yōu)選，本發(fā)明處理有機廢氣的生物滴濾方法中采用比利時ACROS ORGANICS公司生產(chǎn)的Tween60表面活性劑。所述的生物滴濾塔中空塔氣體停留時間為30 120s，液氣比為10 40 1，有利于快速、高效地去除有機廢氣中的有機污染物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明的配氣系統(tǒng)模擬不同的有機廢氣，并可以通過稀釋氣體發(fā)生支路和有機廢氣發(fā)生支路調(diào)整稀釋氣體和鼓泡氣體的流量，從而可以調(diào)整有機廢氣的流量和有機廢氣中有機污染物的含量。本發(fā)明處理有機廢氣的生物滴濾裝置具有穩(wěn)定性好、操作方便、可重復(fù)利用等優(yōu)點。本發(fā)明處理有機廢氣的生物滴濾方法，在生物滴濾裝置內(nèi)掛膜后，使得生物滴濾裝置具有穩(wěn)定處理有機廢氣能力，工況運行遇到中有機污染物濃度不穩(wěn)定與遇到停運等情況具有較好的穩(wěn)定性。本發(fā)明處理有機廢氣的生物滴濾方法中，通過液體循環(huán)裝置便于循環(huán)液的噴淋， 在循環(huán)液中添加非離子型表面活性劑TWeen60，可以使有機廢氣中的有機污染物去除效率大大提高，并且空塔氣體停留時間較短，去除負荷高，去除效率高。


圖I為本發(fā)明處理有機廢氣的生物滴濾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為實施例2不同空塔氣體停留時間下鄰二甲苯的降解效率變化圖，其中，縱坐標為鄰二甲苯廢氣的降解效率，橫坐標為處理有機廢氣的天數(shù)；圖3為實施例3連續(xù)運行穩(wěn)定性的表征圖，其中，縱坐標為鄰二甲苯廢氣的降解效率，橫坐標為處理有機廢氣的時間(小時)；圖4為實施例4不同TweeneO濃度下，鄰二甲苯的降解效率變化圖，其中，縱坐標為鄰二甲苯廢氣的降解效率，橫坐標為處理有機廢氣的天數(shù)；圖5為本實施例5停運工況運行考察，循環(huán)液含有表面活性劑TweeneO與不含有表面活性劑TWeen60條件下，鄰二甲苯廢氣進氣濃度和鄰二甲苯廢氣的降解效率變化圖， 其中，左邊縱坐標為鄰二甲苯廢氣進氣濃度，右邊縱坐標為鄰二甲苯廢氣的降解效率，橫坐標為處理有機廢氣的天數(shù)。
具體實施例方式實施例I如圖I所示，為本發(fā)明的處理有機廢氣的生物滴濾裝置，包括頂部設(shè)有出氣口 13 和底部設(shè)有進氣口 7的裝有生物填料9的生物滴濾塔18、設(shè)置在生物滴濾塔18底部的用于支撐和固定生物滴濾塔18的基座19、液體循環(huán)裝置和配氣系統(tǒng)，液體循環(huán)裝置分別與生物滴濾塔18的頂部和底部相連?；?9內(nèi)設(shè)有儲液槽8，儲液槽8設(shè)有相應(yīng)的進水口和排水口，基座19與儲液槽8可以采用一體設(shè)計。生物滴濾塔18的進氣口 7連有配氣系統(tǒng)，配氣系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的電磁式氣體泵 I、廢氣配制支路和緩沖瓶5。廢氣配制支路包括串連有第一氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計2的稀釋氣體發(fā)生支路和依次串聯(lián)有第二氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計3、微孔鼓泡瓶4的有機廢氣發(fā)生支路；稀釋氣體發(fā)生支路的一端與電磁式氣體泵I相連，另一端與緩沖瓶5相連；第二氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計3的進口與電磁式氣體泵I相連，微孔鼓泡瓶4的出口與緩沖瓶5相連。緩沖瓶5為圓筒形的有機玻璃瓶，中間設(shè)有兩層開孔擋板，底面的內(nèi)徑為120mm，高為120mm。 上下端由法蘭密封，上端法蘭上設(shè)有用于與有機廢氣發(fā)生支路連接的進氣口以及用于與稀釋氣體發(fā)生支路連接的進氣口。緩沖瓶5的出口與生物滴濾塔18的進氣口 7通過管路連通，管路中間設(shè)有第一氣體采樣口 6。液體循環(huán)裝置包括依次串聯(lián)的儲液槽8、液體循環(huán)泵14、液體調(diào)節(jié)閥15、液體玻璃轉(zhuǎn)子流量計16和循環(huán)液噴頭17 ;儲液槽8設(shè)置在基座19內(nèi)，循環(huán)液噴頭17設(shè)置在生物滴濾塔18的塔內(nèi)頂部，具體可采用可置換循環(huán)液噴頭。生物滴濾塔18的塔體由有機玻璃制成，分為多段，段與段之間法蘭連接，每段底部均設(shè)有液體再分布器。生物滴濾塔18的有效高度與內(nèi)徑之比為15 2，每段高300mm， 生物滴濾塔18的內(nèi)徑為120mm，生物滴濾塔各段之間均采用法蘭連接。生物填料9采用聚乙烯十字拉西環(huán)，其厚度為1mm。生物滴濾塔18的內(nèi)徑與生物填料的直徑之比為10 1， 生物填料9的填充體積與生物滴濾塔18的有效體積之比為I : 2。生物滴濾塔18的三段上部分別設(shè)有第二氣體采樣口 10、第三氣體采樣口 11和第四氣體采樣口 12。一種處理有機廢氣的生物滴濾方法，包括以下步驟一、菌膜的制備(I)馴化培養(yǎng)過程培養(yǎng)瓶使用250mL的磨砂帶塞錐形瓶，將曝氣后的焦化污水處理廠的活性污泥IOmL與無碳營養(yǎng)液90mL加入到250mL的磨砂帶塞錐形瓶中，錐形瓶中的
空氣提供氧氣；所述的無碳營養(yǎng)液包括硫酸銨、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、氯化鎂、硫酸鋅等無機鹽以及去離子水，無碳營養(yǎng)液中硫酸銨的濃度為2000mg/L，無碳營養(yǎng)液中磷酸氫二鉀的濃度為3000mg/L，無碳營養(yǎng)液中二水磷酸二氫鈉的濃度為2000mg/L，六水氯化鎂的濃度為 100mg/L,七水硫酸鋅的濃度為2mg/L，七水硫酸亞鐵的濃度為5mg/L，五水硫酸銅的濃度為 2mg/L，二水鑰酸鈉濃度為2mg/L，氯化鈣的濃度為lmg/L，其余為去離子水；(2)每隔12h使用液體微量進樣針向錐形瓶中加入I μ L的鄰二甲苯，作為微生物生長的有機碳源，每次添加碳源時使錐形瓶內(nèi)的氣體完全置換為空氣，以提供充足的氧氣， 循環(huán)操作I周；第二周，重復(fù)第一周的操作，每次鄰二甲苯的加入量為2μ L ;第三周，重復(fù)第一周的操作，每次鄰二甲苯的加入量為5μ L ;第四周，重復(fù)第一周的操作，每次鄰二甲苯的加入量為10 μ L，馴化四周后，得到混合菌培養(yǎng)液；步驟⑵在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速為150r/min的恒溫振蕩器內(nèi)培養(yǎng)。將上述得到的混合菌培養(yǎng)液于4°C冰箱內(nèi)儲存,其中一部分繼續(xù)擴大培養(yǎng)，每次鄰二甲苯的加入量為 10 μ L，最終累積得到IL混合菌培養(yǎng)液；(3)將步驟(2)中的IL混合菌培養(yǎng)液與IL無碳營養(yǎng)液混合后在生物滴濾塔18內(nèi)噴淋，循環(huán)噴淋量為20L/h，空塔氣體停留時間為60s，流經(jīng)生物填料9，與有機廢氣逆流，對生物填料9進行掛膜，每天循環(huán)噴淋10h，7天完成菌膜的制備。二、有機廢氣的處理在本發(fā)明處理有機廢氣的生物滴濾裝置內(nèi)掛膜后，生物滴濾塔18內(nèi)通入有機廢氣，循環(huán)液通過液體循環(huán)裝置噴淋，氣液逆流操作除去有機廢氣。循環(huán)液含有非離子型表面活性劑Tween60的無碳營養(yǎng)液,無碳營養(yǎng)液的成分與步驟(I)中的無碳營養(yǎng)液一致,循環(huán)液中表面活性劑Tween60的濃度為50 200mg/L，循環(huán)液的pH為5 7。實施例2(I)實施例I的處理有機廢氣的生物滴濾裝置掛膜穩(wěn)定后，處理鄰二甲苯廢氣在室溫25°C，不添加Tween60，通過配氣系統(tǒng)通入空氣和鄰二甲苯氣體組成的鄰二甲苯廢氣；在空塔氣體停留時間分別為100s、60s、45s、40s ;進氣口 7處有機廢氣中鄰二甲苯的濃度為550 600mg/m3,該濃度通過第一氣體采樣口 6采集有機廢氣,并通過氣相色譜氫離子火焰檢測器(FID)測定；循環(huán)液噴淋量為20L/h，循環(huán)液為無碳營養(yǎng)液，其他參數(shù)同實施例I。(2)不同空塔氣體停留時間下，每種處理有機廢氣條件運行5天，每天通過氣相色譜FID測量生物滴濾塔18的出氣口 13處有機廢氣中鄰二甲苯的濃度，通過計算得到鄰二甲苯的降解效率，具體結(jié)果如圖2所示。如圖2所示，空塔氣體停留時間為IOOs時，鄰二甲苯的降解效率可以達到100%;停留時間為60s時鄰二甲苯的降解效率可以達到90%;停留時間為45s和40s時鄰二甲苯的降解效率維持在40% 50%。空塔氣體停留時間為100s、 60s時，生物滴濾塔18的出氣口 13處鄰二甲苯廢氣濃度均低于70mg/m3，此時排放氣體達到GB 16297-1996大氣污染物綜合排放標準的二級標準。在鄰二甲苯廢氣濃度為550 600mg/m3，停留時間為30 IOOs時，該生物滴濾塔18內(nèi)鄰二甲苯廢氣的降解效率隨著停留時間的增大而增大。實施例3(I)實施例I的處理有機廢氣的生物滴濾裝置掛膜穩(wěn)定后，處理鄰二甲苯廢氣在室溫25°C，不添加Tween60，通過配氣系統(tǒng)通入空氣和鄰二甲苯氣體組成的鄰二甲苯廢氣；進氣口 7處鄰二甲苯廢氣濃度為550 600mg/m3,該濃度通過第一氣體采樣口 6采集有機廢氣，并通過氣相色譜氫離子火焰檢測器(FID)測定，空塔氣體停留時間為 100s，連續(xù)運行處理有機廢氣的生物滴濾裝置60小時，其他參數(shù)同實施例I。(2)考察鄰二甲苯降解效率隨時間的變化關(guān)系，每隔3小時測量生物滴濾塔18的出氣口 13處尾氣中鄰二甲苯的濃度，通過計算得到鄰二甲苯廢氣的降解效率，具體的結(jié)果如圖3所示。如圖3所示，生物滴濾塔18重新啟動后(即一次間歇運行操作)，在O 15小時，生物滴濾塔18運行時需要一個啟動過程，該過程鄰二甲苯的降解效率比較低，并且波動性較大，連續(xù)運行過程后期降解效率比較穩(wěn)定，連續(xù)運行60小時鄰二甲苯的降解效率仍然穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)生物滴濾塔18崩潰的現(xiàn)象，與實施例2中該空塔氣體停留時間的條件比較，可見連續(xù)運行操作與間歇運行操作沒有區(qū)別，該生物滴濾塔18處理鄰二甲苯廢氣時持久性與穩(wěn)定性較好，從而證明了本發(fā)明處理有機廢氣的生物滴濾裝置具有較好的穩(wěn)定性， 能夠適合于不同的運行工況。實施例4
(I)實施例I的處理有機廢氣的生物滴濾裝置掛膜穩(wěn)定后，處理鄰二甲苯廢氣在室溫25°C，通過配氣系統(tǒng)通入空氣和鄰二甲苯氣體組成的鄰二甲苯廢氣；在空塔氣體停留時間為40s ;進氣口 7處有機廢氣中鄰二甲苯的濃度為550 600mg/m3，該濃度通過第一氣體采樣口 6采集有機廢氣，并通過氣相色譜氫離子火焰檢測器(FID)測定，循環(huán)液噴淋量為20L/h，循環(huán)液為含有表面活性劑Tween60的無碳營養(yǎng)液，循環(huán)液中TWeen60濃度分別為0、50、100mg/L。其他參數(shù)同實施例I。(2)不同Tween60濃度條件,每種Tween60濃度下處理鄰二甲苯廢氣6天，每天測量生物滴濾塔18的出氣口 13處尾氣中鄰二甲苯的濃度，通過計算得到鄰二甲苯廢氣的降解效率，具體結(jié)果如圖4所示。如圖4所示，循環(huán)液中TweeneO濃度為Omg/L時，鄰二甲苯的降解效率為35% 40% ;循環(huán)液中TWeen60濃度為50mg/L時，鄰二甲苯的降解效率為 45% 55%，循環(huán)液中Tween60濃度為100mg/L時，鄰二甲苯的降解效率為55% 65%。由此可見，添加Tween60的濃度為50 100mg/L時,鄰二甲苯去除效率可以比不添加Tween60 時提高10% 20%。實施例5(I)實施例I的處理有機廢氣的生物滴濾裝置掛膜穩(wěn)定后，處理鄰二甲苯廢氣在室溫25°C，通過配氣系統(tǒng)通入空氣和鄰二甲苯氣體組成的有機廢氣；在空塔氣體停留時間為40s ;進氣口 7處有機廢氣中鄰二甲苯的濃度為550 600mg/m3，該濃度通過第一氣體采樣口 6采集有機廢氣，并通過氣相色譜氫離子火焰檢測器(FID)測定，循環(huán)液噴淋量為20L/h。其他參數(shù)同實施例I。(2)在該運行條件下，先運行5天后，循環(huán)液為含有表面活性劑TweeneO的營養(yǎng)液， 循環(huán)液中TweeneO濃度為50mg/L ;停運兩周再開始運行，新?lián)Q循環(huán)液為無碳營養(yǎng)液，等到恢復(fù)到接近最開始五天的降解效率并且比較穩(wěn)定時再停止運行；再停運兩周后開始運行，新?lián)Q循環(huán)液為含有表面活性劑TWeen60的營養(yǎng)液，循環(huán)液中TWeen60濃度為50mg/L。分別測量生物滴濾塔18的進氣口 7處有機廢氣中鄰二甲苯的濃度以及生物滴濾塔18的出氣口 13 處尾氣中鄰二甲苯的濃度，具體結(jié)果如圖5所示。如圖5所示，在該處理有機廢氣的生物滴濾裝置的配氣系統(tǒng)控制下，鄰二甲苯廢氣的進口濃度比較穩(wěn)定。不添加表面活性劑TweeneO 與添加表面活性劑TWeen60濃度為50mg/L相比較，考察生物滴濾塔18處理鄰二甲苯廢氣效率恢復(fù)所需要的運行時間。不添加表面活性劑Tween60時，生物滴濾塔18恢復(fù)運行需要 10天，在添加50mg/L表面活性劑Tween60條件下，生物滴濾塔18恢復(fù)運行的時間僅需要5 天，由此可見非離子型表面活性劑TweeneO不僅能夠提高處理有機廢氣的生物滴濾裝置處理有機廢氣的效率，還能縮短處理有機廢氣的生物滴濾裝置遇到停運工況時恢復(fù)運行的時間。
權(quán)利要求
1.一種處理有機廢氣的生物滴濾裝置，其特征在于，包括頂部設(shè)有出氣口和底部設(shè)有進氣口的裝有生物填料的生物滴濾塔、設(shè)置在生物滴濾塔底部的用于支撐和固定生物滴濾塔的基座、液體循環(huán)裝置和配氣系統(tǒng)；所述的液體循環(huán)裝置分別與生物滴濾塔的頂部和底部相連；所述的生物滴濾塔的進氣口連有配氣系統(tǒng)，所述的配氣系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的電磁式氣體泵、廢氣配制支路和緩沖瓶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理有機廢氣的生物滴濾裝置，其特征在于，所述的廢氣配制支路包括串連有第一氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計的稀釋氣體發(fā)生支路和依次串聯(lián)有第二氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計、微孔鼓泡瓶的有機廢氣發(fā)生支路；所述的稀釋氣體發(fā)生支路的一端與電磁式氣體泵相連，另一端與緩沖瓶相連；所述的第二氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計的進口與電磁式氣體泵相連，所述的微孔鼓泡瓶的出口與緩沖瓶相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的處理有機廢氣的生物滴濾裝置，其特征在于，所述的緩沖瓶為圓筒形的有機玻璃瓶，中間設(shè)有兩層開孔擋板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理有機廢氣的生物滴濾裝置，其特征在于，所述的液體循環(huán)裝置包括依次串聯(lián)的儲液槽、液體循環(huán)泵、液體調(diào)節(jié)閥、液體玻璃轉(zhuǎn)子流量計和循環(huán)液噴頭;所述的儲液槽設(shè)置在基座內(nèi)，所述的循環(huán)液噴頭設(shè)置在生物滴濾塔的塔內(nèi)頂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理有機廢氣的生物滴濾裝置，其特征在于，所述的生物滴濾塔的塔體由有機玻璃制成，分為多段，段與段之間法蘭連接，每段底部均設(shè)有液體再分布器；所述的生物填料采用聚乙烯十字拉西環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理有機廢氣的生物滴濾裝置，其特征在于，所述的生物滴濾塔的有效高度與內(nèi)徑之比為13 17 2 ；所述的生物填料的填充體積與生物滴濾塔的有效體積之比為I : I. 5 3。
7.—種處理有機廢氣的生物滴濾方法，包括以下步驟一、囷I旲制備(I)將焦化污水處理廠的活性污泥曝氣預(yù)處理后與無碳營養(yǎng)液按體積比為O. 5 2.5 9混合；所述的無碳營養(yǎng)液為含氮、磷的營養(yǎng)液，無碳營養(yǎng)液中氮、磷的摩爾比為O. 5 (2)第一階段，每隔IOh 14h加入相對于活性污泥體積的10-3 10-5的有機物；第二階段，重復(fù)第一階段的操作，有機物的加入量為第一階段加入量的I. 5 3倍；第三階段， 重復(fù)第一階段的操作，有機物的加入量為第一階段加入量的4 7倍；第四階段，重復(fù)第一階段的操作，有機物的加入量為第一階段加入量的8 15倍；第四階段后，得到混合菌培養(yǎng)液；第一階段、第二階段、第三階段、第四階段的時長均為4 10天；步驟(2)在溫度為25°C 35°C、轉(zhuǎn)速為120 180r/min的條件下培養(yǎng)；(3)將步驟(2)中的混合菌培養(yǎng)液與無碳營養(yǎng)液按I: O. 5 2混合后在生物滴濾塔內(nèi)噴淋，與有機廢氣逆流接觸，對生物填料進行掛膜，7 10天完成菌膜的制備；二、有機廢氣的處理掛膜后，生物滴濾塔內(nèi)通入有機廢氣，循環(huán)液通過液體循環(huán)裝置噴淋，氣液逆流操作除去有機廢氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理有機廢氣的生物滴濾方法，其特征在于，所述的無碳營養(yǎng)液包括硫酸銨、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、氯化鎂、硫酸鋅和去離子水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理有機廢氣的生物滴濾方法，其特征在于，所述的循環(huán)液為含有聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯的無碳營養(yǎng)液，循環(huán)液中聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯的濃度為50 200mg/L,循環(huán)液的pH為5 7。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理有機廢氣的生物滴濾方法，其特征在于，所述的生物滴濾塔中空塔氣體停留時間為30 120s，液氣比為10 40 I。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理有機廢氣的生物滴濾裝置，包括頂部設(shè)有出氣口和底部設(shè)有進氣口的裝有填料的生物滴濾塔、設(shè)置在生物滴濾塔底部的基座、液體循環(huán)裝置和配氣系統(tǒng)；液體循環(huán)裝置分別與生物滴濾塔的頂部和底部相連；配氣系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的電磁式氣體泵、廢氣配制控制支路和緩沖瓶。該處理有機廢氣的生物滴濾裝置具有穩(wěn)定性好、操作方便、可重復(fù)利用等優(yōu)點。本發(fā)明還公開了一種處理有機廢氣的生物滴濾方法，包括菌膜制備和有機廢氣的處理，該方法具有較高的有機廢氣處理效率。該方法在循環(huán)液中添加非離子型表面活性劑Tween60，使有機污染物去除效率大大提高，并且空塔氣體停留時間較短，去除負荷高，去除效率高。
文檔編號B01D53/84GK102580520SQ20121001923
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者周學(xué)霞, 李偉, 王向前 申請人:浙江大學(xué)