噴漆廢氣及有機(jī)廢氣的生物凈化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及噴漆廢氣及有機(jī)廢氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別是產(chǎn)品表面處理過程中產(chǎn)生噴漆廢氣以及印刷、浸漆、制藥等行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣的生物凈化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油漆廣泛應(yīng)用于家具制造、制鞋、汽車生產(chǎn)、機(jī)械制造、家電、機(jī)電、塑料五金等產(chǎn)品表面處理領(lǐng)域。油漆噴涂前需進(jìn)行稀釋，油漆在噴涂時(shí)會產(chǎn)生兩種污染物的噴漆廢氣:一是漆霧，油漆在高壓作用下霧化成微粒，漆霧微粒在噴涂時(shí)不能到達(dá)工件表面的部分油漆霧微粒隨氣流彌散形成漆霧；二是有機(jī)廢氣，有機(jī)溶劑(稀釋劑)是用來稀釋油漆，在工件噴漆過程及后續(xù)固化過程有機(jī)溶劑揮發(fā)釋放出來的有機(jī)溶劑而形成有機(jī)廢氣污染物。有機(jī)溶劑的成分一般是苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇、丙酮等非甲烷總烴成分，這些有機(jī)廢氣污染物質(zhì)對大氣的影響，是其光化學(xué)反應(yīng)煙霧、霧霾，其中許多為致癌物，如苯系物對骨髓的造血機(jī)能造成破壞，是一種致癌物。不經(jīng)處理直接排放到環(huán)境中，直接造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。通過呼吸或直接作用于人體，對人們的皮膚、血液、心肺、肝臟、神經(jīng)、眼睛產(chǎn)生危害。噴漆廢氣的特點(diǎn)是風(fēng)量大，氣體中有機(jī)物質(zhì)的濃度低，屬于大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣。在印刷、浸漆、制藥等行業(yè)生產(chǎn)過程中也產(chǎn)生低濃度的有機(jī)廢氣。目前，對噴漆廢氣及有機(jī)廢氣的凈化方法主要有:吸收法、吸附法、燃燒法、等離子體分解法、生物法等技術(shù)工藝:
吸收法存在凈化效率不高，一般在60-85%之間，難于達(dá)到日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，此外，吸收劑再生需要進(jìn)行蒸餾、冷凝分離處理，工序復(fù)雜、安全性差、容易然產(chǎn)生二次污染等問題。
[0003]吸附法一般采用活性炭作為吸附劑，在使用過程中存在吸附效率低、凈化不穩(wěn)定、系統(tǒng)投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、系統(tǒng)安全性差等缺點(diǎn)，很多企業(yè)是買不起，或買的起又用不起的尷尬局面。
[0004]燃燒法:分為直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒法是利用燃?xì)饣蛉加偷容o助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到一定溫度(700-800°C )，駐留一定的時(shí)間，使可燃的有害氣體燃燒。催化燃燒法是將廢氣加熱到200-300°C，經(jīng)過催化床燃燒，達(dá)到凈化目的。該法適用于高溫、高濃度、小風(fēng)量的有機(jī)廢氣治理，但對風(fēng)量大、有機(jī)污染物濃度低，直接采用焚燒法處理，存在能源損耗大，設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高的缺點(diǎn)，不宜在噴漆有機(jī)廢氣上使用。
[0005]等離子體分解法:等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，等離子體是一種很好的導(dǎo)電體，利用經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)的磁場可以捕捉、移動和加速等離子體。等離子體可分為兩種:高溫和低溫等離子體。由于存在帶負(fù)電的自由電子和帶正電的離子，有很高的電導(dǎo)率，和電磁場的耦合作用也極強(qiáng):帶電粒子可以同電場耦合，帶電粒子流可以和磁場耦合。介質(zhì)阻擋放電過程中，電子從電場中獲得能量，這樣幾十個(gè)或幾千個(gè)電子通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動能，這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團(tuán)，在噴漆有機(jī)廢氣的應(yīng)用中也同樣有產(chǎn)生的電光、熱量的(雷電)危險(xiǎn)。
[0006]生物法:是利用微生物以廢氣中的有機(jī)組分作為其生命活動的能源或其他養(yǎng)分，經(jīng)代謝降解，轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物(C02、水等)及細(xì)胞組成物質(zhì)。與廢水生物處理過程最大區(qū)別在于:廢氣中的有機(jī)污染物首先要經(jīng)歷由氣相轉(zhuǎn)移到液相(或固體表面液膜)中的傳質(zhì)過程，然后由液相或固體表面液膜被微生物吸附降解。利用微生物將臭味氣體中的有機(jī)污染物降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì)的過程。國外自80年代以來，開始用生物技術(shù)對工業(yè)廢氣進(jìn)行處理，技術(shù)清潔，操作簡便，在常溫常壓下就可以進(jìn)行反應(yīng)，尤其在低濃度、高流量的廢氣凈化上收到了良好的效果，生物法廢氣凈化是“綠色”的新技術(shù)。目前生物處理法中，因受微生物菌、生物掛膜、風(fēng)量、濕度、溫度、停留時(shí)間、壓力等因素的影響，易發(fā)生濾料與掛膜的變性、微生物活性降低等問題，造成氣膜接觸的短路流動，從而使有機(jī)廢氣污染物的凈化效率降低。此外，對有機(jī)污染物的水溶性和生物降解性要求也較高，生物反應(yīng)器的啟動、微生物馴化、處理過程持續(xù)時(shí)間，以及填料的比表面積少、孔隙率少、通風(fēng)阻力大是目前填料的主要問題。填料的效果欠佳造成菌種活性降低、設(shè)備體積龐大、停留時(shí)間過長、容易堵塞，影響傳質(zhì)效果，使填料使用壽命短，進(jìn)而直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
[0007]由于噴漆廢氣因含濕性、漆霧的粘性樹脂、有機(jī)溶劑，風(fēng)量排放大、有機(jī)廢氣的低濃度，用現(xiàn)有的除塵技術(shù)解決噴漆廢氣根本達(dá)不到“吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范”顆粒物含量低于lmg/m3的要求。為此，許多生產(chǎn)廠家和有識之士專門進(jìn)行開發(fā)和研制，但至今尚未有較理想的產(chǎn)品面世。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有噴漆廢氣及有機(jī)廢氣處理所存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)行費(fèi)用低、穩(wěn)定性好、凈化效率高、安全性好的噴漆廢氣及有機(jī)廢氣的生物凈化方法，使企業(yè)買得起用得起，它能切實(shí)有效地治理噴漆廢氣及有機(jī)廢氣，使廢氣排放達(dá)到國家的三廢排放要求。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案，所述的處理方法包括如下步驟:
1)生物菌液配制，在海水或淡水或二者混合液中按質(zhì)量比配制多鹽溶液，多鹽溶液中含有磷酸鈉1-5%、亞硫酸鈉1-4%、硫酸鎂1-6%、氯化鈉0.5-3%、氯化鈣0.1-1% ;在多鹽溶液中按質(zhì)量比添加粉碎成微米級的植物枝桿5-15%、醬油1-5%、活性劑1-5%，在PH7-11和溫度15-40°C的條件下腌制發(fā)酵釀造10天以上，利用醬油中含有的曲霉菌、植物枝桿自帶的醇單胞菌屬細(xì)菌、假單胞菌、木糖氧化無色桿菌、伯克氏菌以及多鹽溶液中的嗜鹽菌進(jìn)行培養(yǎng)和繁殖成為嗜鹽菌混合菌群，從而獲得在10_40°C范圍內(nèi)能有效溶解和降解有機(jī)物質(zhì)的嗜鹽菌混合菌群生物菌液，配制好的嗜鹽菌混合菌群生物菌液存放在生物菌液貯液池中；
2)噴漆廢氣及有機(jī)廢氣收集，將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的噴漆廢氣及有機(jī)廢氣通過收集單元收集并由引風(fēng)機(jī)及輸送管道送到下一道工序處理；
3)生物菌噴淋洗滌處理，上一道工序的噴漆廢氣進(jìn)入生物菌噴淋洗滌處理單元，生物菌噴淋洗滌處理設(shè)備采用至少一組旋風(fēng)式噴淋洗滌裝置或填料塔式噴淋洗滌裝置或者是二者的組合，利用嗜鹽菌混合菌群生物菌液特有的溶解性、吸收性、吸附性，嗜鹽菌混合菌群生物菌液在生物菌噴淋洗滌處理設(shè)備上噴淋洗滌，嗜鹽菌混合菌群生物菌液中的嗜鹽菌混合菌群在填料層生養(yǎng)繁殖，噴漆廢氣與嗜鹽菌混合菌群生物菌液碰撞接觸，殘留的漆霧被吸附，有機(jī)廢氣被嗜鹽菌混合菌群生物菌液溶解、吸收和降解，并隨嗜鹽菌混合菌群生物菌液回流到生物菌液貯液池中，從生物菌液貯液池中分離出來的漆霧渣轉(zhuǎn)運(yùn)到危險(xiǎn)固廢處理中收處理；
4)噴漆廢氣及有機(jī)廢氣經(jīng)生物菌噴淋洗滌處理后的達(dá)標(biāo)氣體高空排放。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述的噴漆廢氣及有機(jī)廢氣收集與生物菌噴淋洗滌處理之間還設(shè)有堿性噴淋洗滌處理單元，收集單元收集的噴漆廢氣及有機(jī)廢氣進(jìn)入堿性噴淋洗滌處理單元，經(jīng)堿性噴淋洗滌處理單元處理后再進(jìn)入生物菌噴淋洗滌處理單元處理；所述的堿性噴淋洗滌處理設(shè)備采用至少一組旋風(fēng)式噴淋洗滌裝置或填料塔式噴淋洗滌裝置或者是二者的組合，堿性破乳液在堿性噴淋洗滌處理設(shè)備上噴淋洗滌，噴漆廢氣及有機(jī)廢氣與堿性破乳液接觸，漆霧被吸收破乳，并隨堿性破乳液回流到堿性破乳液貯液池中，從堿性破乳液貯液池中分離出來的漆霧渣轉(zhuǎn)運(yùn)到危險(xiǎn)固廢處理中收處理。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述堿性破乳液的配制，按質(zhì)量比水90-99%、堿性材料或堿性脫漆A/B劑1-10%混合組成，配制好的堿性破乳液存放在堿性破乳液貯液池中，堿性破乳液可以改變油漆的界面性質(zhì)，破壞界面上的穩(wěn)定薄膜，使油漆的雙電界膜不穩(wěn)定而脫穩(wěn)，降底漆霧的粘性。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述的活性劑是非表面活性劑和陰離子表面活性劑的一種或二者的組合，非表面活性劑是聚氧乙烯型或多元醇型的活性劑；陰離子表面活性劑是羧酸鹽類和磺酸鹽類的活性劑。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述的生物菌液貯液池中多鹽成份按質(zhì)量比控制在1.6-10%，保證嗜鹽菌混合菌群的生養(yǎng)繁殖環(huán)境。
[0014]本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述的堿性材料是片堿、磷酸鈉的其中一種或是混合物；所述的植物枝桿是指各種植物、樹木、稻禾、麥禾的其中一種或是混合物。
[0015]本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述噴漆廢氣及有機(jī)廢氣在生物菌噴淋洗滌處理單元被嗜鹽菌混合菌群生物菌液溶解、吸收和降解過程中按如下步驟進(jìn)行:
1)噴漆廢氣及有機(jī)廢氣與嗜鹽菌混合菌群生物菌液接觸并溶解于該菌液中，廢氣氣膜溶解、吸附至嗜鹽菌混合菌群表面，并擴(kuò)散至嗜鹽菌混合菌群的液膜；
2)溶解于液膜中的噴漆廢氣及有機(jī)廢氣在濃度差的推動下進(jìn)一步擴(kuò)散到生物膜，進(jìn)而被其中的微生物捕獲并吸收；
3)進(jìn)入微生物體內(nèi)的噴漆廢氣及有機(jī)廢氣在其自身的代謝過程中被作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)而被降解，經(jīng)生物化學(xué)反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化為無害的化合物C02和H20。
[0016]本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述的噴漆廢氣及有機(jī)廢氣在3-10秒之間溶解、吸附于嗜鹽菌混合菌群生物菌液及填料上生物菌中，有機(jī)廢氣10-48小時(shí)在嗜鹽菌混合菌群生物菌液及填料上生物菌中吸收和降解。
[0017]采用上述方法，現(xiàn)有技術(shù)比較有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:一是嗜鹽菌混合菌群生物菌液穩(wěn)定性好，只要控制好菌液的多鹽濃度，嗜鹽菌混合菌群就能生養(yǎng)和繁殖，進(jìn)而能控制好噴漆廢氣及有機(jī)廢氣的凈化效率。二是凈化系統(tǒng)安全可靠，嗜鹽菌混合菌群多生長于鹽湖、鹽堿場、鹽場和海洋等自然環(huán)境中，生物菌種來源安全，我國有廣闊的鹽域環(huán)境和豐富的嗜鹽微生物資源，植物末、樹木末、稻禾末、麥禾末、海水等材料都是自然環(huán)境存在的，不需要特意去改造，嗜鹽菌混合菌群生物菌液培養(yǎng)繁殖容易方便。三是運(yùn)行綠色環(huán)保，跟其它液體吸收法、吸附法、燃燒法、等離子體分解法等凈化法比成本優(yōu)勢明顯，再者我國有豐富的嗜鹽微生物資源，植物末、樹木末、稻禾末、麥禾末等材料更是以廢材料治理廢氣污染物質(zhì)的綠色新技術(shù)。四是運(yùn)行成本低，整個(gè)凈化系統(tǒng)只有兩只的循環(huán)水泵、噴漆作業(yè)的引風(fēng)機(jī)工作，耗電量省，生物菌液簡單易得、價(jià)格低，自動化控制程度高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖。
[0019]其中I堿性破乳液配制，2堿性破乳液貯液池，3生物菌液