本實用新型涉及廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多段生物法處理廢氣的裝置。
背景技術(shù)：
石油化工廢氣，特別是石油煉制污水廠、石油化工污水處理廠及污泥干化過程排放的有機(jī)廢氣中，同時含有硫化氫、有機(jī)硫、氨、苯系物、醛、酮、醚以及烷烴、烯烴等其它揮發(fā)性有機(jī)物，廢氣成分極其復(fù)雜，含油霧，廢氣濕度大，且大部分氣體成分具有易燃易爆性質(zhì)，這些廢氣需要經(jīng)過收集后再進(jìn)行處理。傳統(tǒng)處理方法有化學(xué)法、吸收法、冷凝、熱焚燒和催化燃燒等。化學(xué)法，如酸堿中和，該方法能有效處理廢氣中酸性組份，但是易產(chǎn)生二次污染；吸收法，如柴油吸收，能降低廢氣中油氣濃度，但飽和吸收液分離難度大；冷凝法只適用于小氣量、高濃度油氣回收領(lǐng)域；熱力焚燒和催化燃燒存在安全問題，且硫化物易造成催化劑中毒。同時，這些處理系統(tǒng)運行成本較高（例如：需要運輸和儲存反應(yīng)物，產(chǎn)生二次污染廢水需要處理；飽和吸收液難以重復(fù)利用，再生費用高；催化劑需要定期更換等），特別是有些工藝還存在安全隱患。本發(fā)明中的組合技術(shù)采用純生物法技術(shù)，該技術(shù)對進(jìn)氣濕度、油霧等無特定要求，適用于復(fù)雜組份廢氣處理，不僅處理效果好，而且各工藝段常溫常壓運行，無安全隱患，也無二次污染問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種多段生物法處理廢氣的裝置，用以解決上述技術(shù)問題。
為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種多段生物法處理廢氣的裝置，包括依次通過管道連接的洗滌塔、第一生物滴濾塔、第二生物滴濾塔、生物過濾塔和排氣裝置；其中，所述洗滌塔包括塔體一，所述塔體一的中部設(shè)置有廢氣進(jìn)口，塔體一的頂部設(shè)置有氣體出口一，塔體一內(nèi)部自下而上依次設(shè)置有填料層一、噴淋裝置一和除霧裝置，塔體一的底部通過循環(huán)管路一與噴淋裝置一連接，所述噴淋裝置一還連接有新鮮水管路一；所述第一生物滴濾塔包括塔體二，所述塔體二的下方設(shè)置有與氣體出口一連接的氣體進(jìn)口一，塔體二的上方設(shè)置有氣體出口二，塔體二內(nèi)部自下而上依次設(shè)置有填料層二和噴淋裝置二，塔體二的下方通過循環(huán)管路二與噴淋裝置二連通，塔體二的下方連接有新鮮水管路二；所述第二生物滴濾塔包括塔體三，所述塔體三的下方設(shè)置有與氣體出口二連接的氣體進(jìn)口二，塔體三的上方設(shè)置有氣體出口三，塔體三內(nèi)部自下而上依次設(shè)置有填料層三和噴淋裝置三，塔體三的下方通過循環(huán)管路三與噴淋裝置三連通，塔體三的下方連接有新鮮水管路三；所述生物過濾塔包括塔體四，所述塔體四的下方設(shè)置有與氣體出口三連接的氣體進(jìn)口三，塔體四的上方設(shè)置有氣體出口四，塔體四內(nèi)部自下而上依次設(shè)置有填料層四和噴淋裝置四，所述噴淋裝置四連接有新鮮水管路四。
優(yōu)選的，所述填料層一中的填料為鮑爾環(huán)、多面空心球等，填料層二中的填料為貝殼，所述填料層三中的填料包括惰性填料和烴降解菌，所述填料層四中的填料包括生物濾球和苯降解菌。
進(jìn)一步的，所述塔體一、塔體二和塔體四的底部均連接有排污管路。
進(jìn)一步的，所述噴淋裝置一、噴淋裝置二、噴淋裝置三和噴淋裝置四均包括噴頭。
進(jìn)一步的，所述循環(huán)管路一、循環(huán)管路二和循環(huán)管路三上均設(shè)置有循環(huán)泵。
進(jìn)一步的，所述循環(huán)管路三上通過加菌泵連接有加菌罐。
進(jìn)一步的，所述生物過濾塔通過風(fēng)機(jī)與排氣裝置連接。
優(yōu)選的，所述排氣裝置為排氣筒。
本實用新型的有益效果：各段工藝針對不同氣體成分及濃度特點，有針對性地進(jìn)行治理，通過生物降解單獨作用或組合作用，使處理氣體的效果顯著，且成本低，經(jīng)過每一段處理后使后續(xù)工藝處理難度降低，不會產(chǎn)生二次污染；整體工藝對VOC、苯等非甲烷總烴去除率可達(dá)95%，并執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 14554-93》，《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB31570-2015》或《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB31571-2015》。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是根據(jù)本實用新型實施例所述的多段生物法處理廢氣的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：
1、洗滌塔；2、第一生物滴濾塔；3、第二生物滴濾塔；4、生物過濾塔；5、風(fēng)機(jī)；6、排氣裝置；7、排污管路；8、循環(huán)泵；11、塔體一；12、廢氣進(jìn)口；13、氣體出口一；14、填料層一；15、噴淋裝置一；16、除霧器；17、循環(huán)管路一；18、新鮮水管路一；21、塔體二；22、氣體進(jìn)口一；23、氣體出口二；24、填料層二；25、噴淋裝置二；26、循環(huán)管路二；27、新鮮水管路二；31、塔體三；32、氣體進(jìn)口二；33、氣體出口三；34、填料層三；35、噴淋裝置三；36、循環(huán)管路三；37、加菌泵；38、加菌罐；39、新鮮水管路三；41、塔體四；42、氣體進(jìn)口三；43、氣體出口四；44、填料層五；45、噴淋裝置四；46、新鮮水管路四。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
如圖1所示，根據(jù)本實用新型實施例所述的一種多段生物法處理廢氣的裝置，包括依次通過管道連接的洗滌塔1、第一生物滴濾塔2、第二生物滴濾塔3、生物過濾塔4和排氣裝置6；
其中，所述洗滌塔1包括塔體一11，所述塔體一11的中部設(shè)置有廢氣進(jìn)口12，塔體一11的頂部設(shè)置有氣體出口一13，塔體一11內(nèi)部自下而上依次設(shè)置有填料層一14、噴淋裝置一15和除霧裝置16，塔體一11的底部通過循環(huán)管路一17與噴淋裝置一15連接，所述噴淋裝置一15還連接有新鮮水管路一18；
所述第一生物滴濾塔2包括塔體二21，所述塔體二21的下方設(shè)置有與氣體出口一13連接的氣體進(jìn)口一22，塔體二21的上方設(shè)置有氣體出口二23，塔體二21內(nèi)部自下而上依次設(shè)置有填料層二24和噴淋裝置二25，塔體二21的下方通過循環(huán)管路二26與噴淋裝置二25連通，塔體二21的下方連接有新鮮水管路二27；
所述第二生物滴濾塔3包括塔體三31，所述塔體三31的下方設(shè)置有與氣體出口二23連接的氣體進(jìn)口二32，塔體三31的上方設(shè)置有氣體出口三33，塔體三31內(nèi)部自下而上依次設(shè)置有填料層三34和噴淋裝置三35，塔體三31的下方通過循環(huán)管路三36與噴淋裝置三35連通，塔體三31的下方連接有新鮮水管路三39；
所述生物過濾塔4包括塔體四41，所述塔體四41的下方設(shè)置有與氣體出口三33連接的氣體進(jìn)口三42，塔體四41的上方設(shè)置有氣體出口四43，塔體四41內(nèi)部自下而上依次設(shè)置有填料層四44和噴淋裝置四45，所述噴淋裝置四45連接有新鮮水管路四46。
在本實用新型的一個具體實施例中，所述填料層一14中的填料為鮑爾環(huán)，填料層二24中的填料為貝殼，所述填料層三34中的填料包括惰性填料和烴降解菌，所述填料層四44中的填料包括生物濾球和苯降解菌。
在本實用新型的一個具體實施例中，所述塔體一11、塔體二21和塔體四41的底部均連接有排污管路7。
在本實用新型的一個具體實施例中，所述噴淋裝置一15、噴淋裝置二25、噴淋裝置三35和噴淋裝置四45均包括噴頭。
在本實用新型的一個具體實施例中，所述循環(huán)管路一17、循環(huán)管路二26和循環(huán)管路三36上均設(shè)置有循環(huán)泵8。
在本實用新型的一個具體實施例中，所述循環(huán)管路三36上通過加菌泵37連接有加菌罐38。
在本實用新型的一個具體實施例中，所述生物過濾塔4通過風(fēng)機(jī)5與排氣裝置6連接。
在本實用新型的一個具體實施例中，所述排氣裝置6為排氣筒。
為了方便理解本實用新型的上述技術(shù)方案，以下通過具體工藝步驟對本實用新型的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
步驟一、廢氣通過廢氣進(jìn)口進(jìn)入洗滌塔，氣相上升過程中通過填料層一，填料層一主體為塑料材質(zhì)，如鮑爾環(huán)、多面空心球等，塔體一中設(shè)置足夠的氣液接觸空間，以確保廢氣中污染物濃度降低到足夠水平，達(dá)到后續(xù)生物滴濾工藝進(jìn)氣要求，水洗過程在水洗塔中完成，新鮮水從塔體一上部進(jìn)入，廢氣從塔體一下部逆流進(jìn)入，水相通過噴嘴呈霧狀，以便使氣液兩相充分接觸，塔體一頂部設(shè)置高效除霧裝置，以去除氣液兩相接觸過程中可能產(chǎn)生的氣溶膠，水洗塔塔體一采用上下直通結(jié)構(gòu)，作為液相的水可以使用的新鮮水。通過水洗，去除來自廢氣中的易溶于水的塵粒、油霧及部分硫化氫等成分，以緩解后續(xù)生物段的運行負(fù)荷；
步驟二、經(jīng)過洗滌塔處理后的廢氣通過氣體出口一和氣體進(jìn)口一進(jìn)入到第一生物滴濾塔，氣體在第一生物滴濾塔中經(jīng)過填料即貝殼去除特定的污染物，滴濾液從塔體二上部進(jìn)入，廢氣從塔體二下部逆流進(jìn)入，水相通過噴嘴呈霧狀，以便使氣液兩相充分接觸，使滴濾液在填料表面均勻，滴濾液不斷循環(huán)；傳統(tǒng)的生物滴濾工藝中，H2S的生物轉(zhuǎn)化會導(dǎo)致亞硫酸或硫酸的產(chǎn)生，如果任其發(fā)展，會導(dǎo)致介質(zhì)填料酸化并降低處理效果。貝殼介質(zhì)，通過中和生物代謝產(chǎn)生的硫酸類的副產(chǎn)物生成硫化物，有效控制系統(tǒng)pH為微生物降解過程提供合適的酸堿條件，特別適合處理含高濃度H2S和還原性硫化物的廢氣。此過程通過控制滴濾液中最佳pH值的范圍，提高系統(tǒng)捕捉、分解低硫化物的溶解度，減少后段工序?qū)2S的處理負(fù)擔(dān)。
其中貝殼介質(zhì)由貝殼和特定混合微生物涂層組成。這種填料是由貝殼經(jīng)加工改性后制成。該填料具有熱穩(wěn)定性、親水、親油等特性，非常適合作滴濾填料。此外，由于貝殼具有適合生物生存的粗糙表面，與傳統(tǒng)的載體材料相比，也可以成為生物氧化處理中的生物膜載體，目前在污水處理、廢氣處理中均有應(yīng)用。貝殼能夠緩慢釋放出碳酸鈣CaCO3，中和來自硫化物被細(xì)菌氧化后產(chǎn)生的酸類物質(zhì)。由于貝殼介質(zhì)的這種物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)使處理效果得到了提高。
同時這種填料還具有以下兩個優(yōu)點：（1）脫氮：含氨、有機(jī)胺的廢氣在此滴濾段還進(jìn)行硝化反應(yīng)，此過程將產(chǎn)生酸度，如果不補充堿度，積累到一定程度會使硝化反應(yīng)受到抑制。特別是當(dāng)廢氣的氨氮負(fù)荷過高時容易造成堿度嚴(yán)重不足，使硝化功能的活性受到抑制，而投加NaHCO3或NaOH又容易造成運行及管理成本升高。（2）貝殼提供的堿度恰好可以滿足硝化反應(yīng)的需要，對含VOC及氮源化合物的廢氣具有非常有效的處理方法。
步驟三、氣體經(jīng)過第一生物滴濾塔進(jìn)入第二生物滴濾塔，在第二生物滴濾塔中裝有惰性填料，經(jīng)過循環(huán)水的不斷噴淋使水溶性廢氣成分溶解于水中，被水中及惰性填料上的微生物（微生物功能菌）氧化分解，噴頭在生物滴濾塔內(nèi)循環(huán)噴淋，不斷增加廢氣的水溶性并循環(huán)處理，使溶解在水里的營養(yǎng)物質(zhì)滿足惰性填料上微生物營養(yǎng)需求，廢氣中的親水性污染成分，被固著的微生物群捕獲消化，另一部分則溶解并隨滴濾液落入第二生物滴濾塔3底部，第二生物滴濾塔3底部中含有大量浮游微生物將對捕捉到的污染物質(zhì)進(jìn)行徹底的降解，在此過程中，廢氣中進(jìn)一步去除了剩余硫化氫和氨等水溶性污染成分和溶解性VOC，滴濾過程中提供了水分、鹽類、代謝產(chǎn)物和補充養(yǎng)分；可以很方便地控制pH值；
本段增加了加菌罐，可以定量向第二生物滴濾塔中添加烴降解菌，實現(xiàn)烴類物質(zhì)的降解，利用生物作用實現(xiàn)烴類物質(zhì)的有效去除，功能菌優(yōu)選為按現(xiàn)有技術(shù)定向培養(yǎng)的好氧微生物菌株，例如假單胞菌，功能菌液的使用濃度為5-10%（用工業(yè)用自來水稀釋的質(zhì)量百分比），其中功能菌的菌數(shù)要達(dá)到108數(shù)量級以上，吸收液的液（按L計算）氣（m3計算）比為6:1。
第一生物滴濾塔和第二生物滴濾塔實際是二段式滴濾塔，采用全封閉形式。這種結(jié)構(gòu)對于復(fù)雜的工況特別適用，每個工段可以靈活選擇不同微生物和相應(yīng)底質(zhì)的條件，以應(yīng)對不同工況條件。這兩段滴濾塔對于高濃度有機(jī)物具有很好的處理效果（允許峰值400mg/m3），由于在第一生物滴濾塔中應(yīng)用了貝殼填料，不需外加其他堿性物質(zhì)中和藥劑在廢氣處理中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)。
第一生物滴濾塔和第二生物滴濾塔在廢氣污染控制中，表現(xiàn)出以下優(yōu)點：濾床高度不受限制；占地面積小；填料壽命長；介質(zhì)較高的孔隙率使床層壓力降較低；溫度、pH、鹽份和代謝產(chǎn)物的累積較容易控制；處理的污染物范圍廣。
步驟四、經(jīng)過第二生物滴濾塔的廢氣進(jìn)入生物過濾塔，在生物過濾塔中裝填了生物濾球，生物濾球添加了專門篩選的苯降解菌，生物過濾塔采取定期噴淋方式，目的是使生物氧化濾球保持一定濕度。廢氣與定期加濕的載有苯降解菌的生物濾球充分接觸，氣體中難溶性污染組份被多孔生物濾球及生物濾球中苯降解菌攔截吸附并進(jìn)一步消化，甲苯、二甲苯、苯乙烯等大分子量、水溶性較差的VOC成份在此單元充分降解。這些苯降解菌利用了廢氣中的有機(jī)物作為其生長繁殖所必需的基質(zhì)，幫助將廢氣中的大分子或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的苯等有機(jī)物氧化分解為簡單的水、二氧化碳等無機(jī)物。實現(xiàn)了對廢氣中各種苯系物的進(jìn)一步處理。
被抽出的廢氣通過生物過濾塔介質(zhì)的床層后，廢氣中的污染物和氧首先被轉(zhuǎn)換成附著在介質(zhì)顆粒表面上的生物膜，然后再被細(xì)菌代謝，代謝作用將廢氣轉(zhuǎn)化為維持菌類生命活動所需要的能源和養(yǎng)分，同時把代謝產(chǎn)物排除體外。為了維持微生物的生長，廢氣進(jìn)入生物過濾塔之前要通過加濕使廢氣達(dá)到過飽和。水分通過不斷向介質(zhì)噴淋來獲得。經(jīng)過預(yù)濕的廢氣，進(jìn)入過濾塔與填料層表面的生物膜接觸。微生物消化吸收廢氣后產(chǎn)生的代謝物再作為微生物的養(yǎng)料，持續(xù)吸收消化，如此循環(huán)使廢氣中的惡臭物質(zhì)降解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和其他小分子物質(zhì)到空氣中，得到凈化。
由于pH值會直接影響生物過濾中生物體的新陳代謝，因此必須保證微生物在適合的pH范圍內(nèi)生存，一般來說，很多微生物生長都是比較適合在pH中性范圍內(nèi)的。如果pH過低，去除效率會下降，如果pH過高，其去除效率基本與pH無關(guān)。但由于物質(zhì)的分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)和二氧化碳會造成生物過濾中的pH下降，降低微生物的去除效率。
步驟五、經(jīng)過生物過濾塔處理的廢氣，最后經(jīng)排氣筒排放，整體工藝對VOC、苯系統(tǒng)等非甲烷總烴去除率可達(dá)95%，并執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 14554-93》，《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB31570-2015》或《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB31571-2015》。
綜上所述，本實用新型涉及石油化工、煉油污水處理廠、市政污水；污泥和垃圾處理等過程產(chǎn)生廢氣的治理，已成為一種低成本、低能耗、有效處理低中濃度廢氣、處理可生物降解化合物的生物方法，具有如下優(yōu)點：
1、對要處理的廢氣濕度、油霧及雜質(zhì)含量無要求，無需特殊預(yù)處理；
2、處理含高濃度的硫化氫和有機(jī)硫廢氣能力較強(qiáng)；
3、貝殼填料可以中和廢氣處理過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，有效緩解滴濾液酸化速度，減少水的排放量；成本低，易得到；
4、處理裝置可以模塊化制造，提高安裝效率；
5、處理含多組份復(fù)雜污染物的廢氣，如含氨、有機(jī)胺、H2S、有機(jī)硫化物、苯系物及其他烴類的廢氣，具有廣普性；
6、根據(jù)氣體成份可調(diào)整工藝段組合，增加或減少工藝段，適合更多工況；
7、工藝段為純生物法，處理效果好，安全可靠。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。