一种处理有机废气的装置的制作方法

1.本发明涉及废气净化领域，尤其是处理有机废气的装置。


背景技术：

2.随着我国经济的发展，工业生产所排放出来的挥发性有机化合物（vocs）（如甲苯、氯苯、苯乙烯等）已经造成严重的大气污染，vocs是导致城市灰霾、臭氧污染和光化学烟雾等大气复合污染的重要前驱体，进而引发了公众对空气质量、健康问题和高效的vocs控制技术的关注。
3.在众多vocs控制技术中，相比于常用的物理化学技术，生物技术具有运行成本低、无二次污染、设备简单、抗冲击能力强等优点，目前生物法已被广泛用于多个不同行业的vocs处理。
4.其中，生物滴滤器（btf）是一种处理低浓度挥发性有机物的有效手段，它通过生长在填料表面的生物膜内的微生物捕获并降解污染物来实现污染物的治理。与其他生物过滤系统（如生物滤池）相比，生物滴滤器具有成本低、操作简便、更易控制环境条件(养分、ph)等优点，它克服了传统生物过滤器运行过程中出现的气体短流、营养液分布不均等问题，能一定程度上减轻反应器内生物膜的过度蓄积或堵塞。
5.尽管生物滴滤器在处理vocs方面有较大的应用前景，但btf也有一些局限性，如btf对vocs的去除性能受vocs本身分子复杂程度的影响较大，微生物在降解高分子有机化合物时的速率很低。btf中，污染物从气相转移到液相当中，随后被微生物降解，但是微生物要先将高分子有机化合物转化为中间产物和一些低分子有机化合物，然后才能继续矿化。这会限制微生物营养源的供给，最终会导致微生物对高分子有机化合物的低利用率和低降解率。btf的另一个局限性是在运行期间床内生物量积累过多，导致压降增加，从而阻碍了btf的性能。此外，生物膜厚度的增加可能会导致生物膜中缺氧区的形成，从而对生物降解产生不利影响。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种新型化学氧化生物滴滤器处理有机废气方法。有机废气被加入的h2o2与改性填料中的fe
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和fe
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发生类芬顿反应生成的
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oh降解为小分子污染物，最终再由生物降解区的微生物矿化为co2和h2o。
7.本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
8.本实用新型提供了一种处理有机废气的装置，所述装置包括装置主体、喷淋装置、化学氧化区和生物降解区，所述装置主体上端设有进气口，下端设有出气口，所述喷淋装置安装在所述主体顶部，通过循环管路连接来输送营养液，循环管路上设有h2o2注入装置，化学氧化区的填料上至少负载有fe3o4，生物滴滤器内的填料上都至少挂有生物膜，生物膜上生长有分解有机物的微生物。
9.进一步的，上端和下端都设有测压孔和测温仪。
10.进一步的，所述装置主体分别由圆柱组装而成，化学氧化区和生物降解区之间通过法兰连接。
11.进一步的，所述液循环管路底端设有蠕动泵和止回阀。
12.进一步的，所述填料是聚氨酯海绵。
13.进一步的，所述化学氧化区和生物降解区的填上均负载有fe3o4。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
15.（1）与普通的生物滴滤器相比，本发明的填料通过负载fe3o4，将fe3o4分散为非常小的颗粒基质来增大填料的表面积，提高了填料的稳定性，避免与均相fenton工艺相关的铁离子的持续损失，负载在填料上的fe3o4可以持续与h2o2反应。同时，铁离子的存在也能够刺激微生物，提高生物活性。
16.（2）本发明在结构上创造性的加入了化学氧化区，高分子的有机污染物会先在化学氧化区被
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oh开环为低分子有机化合物，然后再被微生物降解。将非均相类fenton反应工艺和生物降解相结合，既发挥了非均相类fenton反应的化学预处理方面的优势，也体现了微生物最终矿化率高的优势。
17.（3）加入的h2o2不仅能够使微生物产生过氧化氢酶，促进污染物的快速降解，同时它可以向生物反应器中提供氧气，以防止在高负荷下形成缺氧区，并促进老化生物膜的脱落，防止反应器内生物膜过量积累，从而提高生物反应器的效率。
附图说明
18.图1为本实用新型中一种处理有机废气的装置的结构示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型做进一步的具体说明。图1所示，所述处理有机废气的装置包括装置主体1、喷淋装置2、化学氧化区3和生物降解区4。装置主体1上端设有进气口8，下端设有出气口10，中间设有采样口9，上端和下端都设有测压孔6和测温仪7，化学氧化区3和生物降解区4之间通过法兰11连接。所述喷淋装置2通过营养液循环管路连接来输送营养液，循环管路上设有h2o2注射泵5来将h2o2注入装置系统。有机废气经进气口8进入装置主体1内，然后进入化学氧化区3内，化学氧化区3内的h2o2会和fe
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和fe
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发生非均相类芬顿反应生成
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oh，生成的
·
oh进而将大分子有机废气中的大分子化合物降解为小分子化合物。被预处理过后的有机废气进入生物降解区4，在微生物的降解作用下最终被矿化为co2和h2o后，经出气口10排出。通过化学氧化预处理和生物降解工艺相结合，有效解决了传统生物滴滤器运行周期长和在处理高分子难降解有机污染物降解率不高等问题，同时还能够避免运行期间床内生物量积累过多而导致压降增加的问题。
20.图1所示，所述装置主体1由高度为70 cm，内径为10 cm的有机玻璃圆柱组成，营养液的喷淋量为20 l/d，足以满足微生物生长的需求。所述化学氧化区和生物降解区的填料分别由15cm高度的fe3o4负载聚氨酯海绵组成，铁离子以fe3o4的形式负载在填料表面，使填料表面呈正电性，能够加快微生物的附着与固定过程，还可提高填料表面粗糙度及润湿性，增加c—o、c=o、(c=o)—oh等亲水性官能团的数量，提高填料的亲水性。所述装置主体1内气流的方向为由上至下，喷淋液流动的方向为由上至下，气液同向操作，便于有机废气先进行
化学氧化预处理，再进行后续生物降解。h2o2注入的量为n（h2o2）：n（有机污染物）=0.05，使其既能促进微生物降解有机污染物，又避免了其对微生物的毒害作用。
21.fe3o4负载聚氨酯海绵制成改性填料的步骤为：将10ml0.5 mol/l的fecl2和20ml0.5mol/l的fecl3溶液混合，把聚氨酯海绵浸泡在溶液中，在不断超声震荡浸渍的条件下向该溶液中加入naoh溶液并将ph调至10，溶液逐渐产生沉淀。反应24 h后，反复洗涤，将溶液中和载体表面的沉淀去除，只保留载体内部的沉淀。将获得的负载后的聚氨酯海绵于50—60℃条件下干燥1—1.5h，材料冷却至室温后。重复一次上述的操作，自然冷却至室温20—30℃。
22.本发明较佳的实施例是，化学氧化区在上，生物降解区在下，这样当气液同向流动时，首先进行化学氧化，再进行生物降解，可以获得较佳的处理效果。此外作为一种替代方案，可以将负载fe3o4和挂有生物膜的填料混装，也就是在整个处理装置内，局部进行着化学氧化，局部进行着生物降解，这样装填更方便，反应的效果也更好，因为两者是促进关系。唯一的缺点就是，对于填料的二次利用，混装后筛分比较困难，填料的后处理再利用困难。
23.当单独使用生物滴滤器进行时，连续工作下，处理能力逐渐减弱，需要中断。处理的尾气很难合格。
24.当将化学氧化作为预处理单独设置在前面的另外设备中，而不像本专利所述，将化学氧化和生物滴滤放在一起时，生物滴滤的处理一段时间，仍然出现处理能力逐渐下降，需要中断操作。其原因是生物传质较慢，生物活性减弱。处理的尾气前期合格，后期出现超标。
25.而本发明的装置和方法，可以连续处理，生物活性衰减很慢。长期可以保持稳定达标运行。
26.本发明利用非均相类芬顿反应、好氧生物降解联合净化废气中的有机污染物，将有机废气通入化学氧化生物滴滤器中，化学氧化生物滴滤器通过联合化学氧化与生物降解的优势和特征，一定程度上缩短了有机污染物的处理周期，能够处理的污染物浓度范围广，装置内微生物活性高，可用于多种vocs的去除，尤其是btex（苯、甲苯、乙苯和二甲苯）及多环芳烃等对人体具有“三致”效应的有毒有害气体的去除。本发明可用于有机化工、再生橡胶、印刷油墨等工业领域中低浓度有机废气的净化处理。
27.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明是精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。