[发明专利]一种处理甲苯气体的生物过滤装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及到低浓度有机废气处理的技术领域，特指一种处理甲苯气体的生物过滤装置。

背景技术

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，缩写VOCs)是指在常温下饱和蒸气压大于70Pa，常压下沸点在260℃以内的有机化合物，主要成分为烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类等。工业生产和废物处理过程中排放的挥发性有机物大多数情况下浓度较低，而且通常有机物的价值不高，或者成分复杂，大多数VOCs带有恶臭等刺激性气味。对人和各种动植物都具有毒性，有致癌、致畸、致突变的“三致”作用，而且还能与大气中的NO₂反应生成O₃，使低空大气中的O₃含量升高，对生态环境产生很大的影响。因此，挥发性有机物的危害性不容忽视，世界各国积极寻求合理的治理途径和控制方案。

VOCs治理的成熟技术主要有热力燃烧法、催化焚烧法、吸附与焚烧联合法、低温冷凝法、吸收法等。每种传统的处理技术都有各自的优点，但也不可避免的存在很多难以克服的缺点。热力燃烧法耗费能源，而且如果燃烧温度过高会造成NO₂二次污染，辅助燃料费用高。催化焚烧法在焚烧系统中使用了催化剂，大大降低了VOCs物料的焚烧温度，从而减少了辅助燃料的费用，但一次性投资费用较高，比同规模的热力燃烧法高40％以上，并且该法主要适用于含VOCs浓度较高的废气，对低浓度的VOCs处理效果不明显。对于吸附法和吸收法来说，吸收剂或吸附剂需要再生以达到循环使用的目的，故工艺复杂，增加了处理费用。

与传统法相比较，微生物法处理有机废气具有净化效果好、操作稳定、运行费用低、易于操作和管理、无二次污染等优点，在处理低浓度、大流量、含微生物可降解性强的VOCs时，更能显示其优越性，具有广泛的应用前景。

生物过滤器已成功的应用于低浓度甲苯气体的处理，但在具体的操作中还存在以下主要问题：1)生物膜、有机负荷、营养物、水份等分布不均；2)通常不适合短空床接触时间降解高负荷有机气体；3)介质中过量的生物膜的蓄积。

生物过滤器的填料主要有两种类型，一种是自然有机填料，如泥炭、堆肥、树叶、木片和土壤等组成的混合物；一种是惰性合成填料，如珍珠岩、粒状活性炭以及陶粒等。有时也用到由两种类型组合而成的填料。除此之外，还有以活性炭为填料的，既可以为生物膜生长提供支撑作用，也可提供一个缓冲处理能力。这些类型填料及其混合物在生物过滤器中常以堆积的方式作为微生物生长繁殖的载体。

传统的采用有机填料的生物过滤器虽然在处理低浓度甲苯气体时能达到较高的去除效率，但随着运行时间的延长和堆积填料在过滤器中的慢慢压实，存在着填料中的营养成分不足、压降增大等缺陷，因此仍需对填料进行优化选择，应用性能更加高级的过滤填料和采取更好的布置方式以克服和减少传统的生物滴滤操作中遇到的填料堵塞、湿度难以控制和营养分布限制等很多问题。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、去除甲苯效果好、运行成本低、运行周期长、无二次污染、操作维护方便的处理甲苯气体的生物过滤装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种处理甲苯气体的生物过滤装置，其特征在于：它包括配气系统、生物过滤器、营养液滴加系统以及水浴恒温系统，营养液滴加系统的营养液喷头位于生物过滤器的顶端，配气系统的出口通过管路与生物过滤器上端的进气口相连，水浴恒温系统位于生物过滤器外侧，所述生物过滤器包括外壳体，外壳体内设有一层或一层以上的整体式生物滤料层，生物滤料层通过每层底部的支撑筛板支承，所述生物滤料层的过滤介质采用的是均匀的整体式材料，其孔隙率为90％～98％、孔径为1～10mm、开孔率在95％以上、拉伸强度大于5000Pa、抗压强度大于1000Pa、堆积密度为20～600kg/m³、比表面积为100～1000m²/m³的材料，生物过滤器的底部开设有与外界连通的排气口和排水管。

所述水浴恒温系统包括包裹于生物过滤器外侧壁的水浴腔以及恒温水浴控制箱，水浴腔上开设有与恒温水浴控制箱相连的水浴出水管和水浴进水管。

所述配气系统包括鼓风机、增湿器、吹脱器和混合器，鼓风机出口端的一路通过管路与吹脱器相连，鼓风机出口端的另一路通过管路与增湿器相连，吹脱器和增湿器的出口端均与混合器相连，混合器的出口端与生物过滤器上端的进气口相连。

所述吹脱器位于一水浴恒温器中。