一种有机废气处理装置及使用该装置的废气处理方法.pdf

本发明公开了一种有机废气处理装置及使用该装置的废气处理方法，该装置包括喷淋塔和设置于喷淋塔下的膜生物反应器式池（12），喷淋塔内部自下而上依次设置抽屉式布气结构（1）、多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）和抽屉式除沫结构（6），多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）设有活性污泥混合液入口（7，8，9，10）。本发明的装置对有机废气吸附效果好、除臭效率高、清理维护方便并且不会因生物菌胶团而堵塞。

权利要求书
1.   一种有机废气处理装置，其特征在于，所述装置包括喷淋塔和设置于所述喷淋塔下的膜生物反应器式池（12），所述喷淋塔内部自下而上依次设置抽屉式布气结构（1）、多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）和抽屉式除沫结构（6），所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）设有活性污泥混合液入口（7，8，9，10）；所述装置运行时，所述膜生物反应器式池（12）内的活性污泥混合液经所述活性污泥混合液入口（7，8，9，10）泵入所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5），并经所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）喷淋下来，同时有机废气泵入所述抽屉式布气结构（1），并经所述抽屉式布气结构（1）形成向上的气流，与喷淋下来的所述活性污泥混合液接触，所述有机废气中的臭气成份被吸附进入所述活性污泥混合液中，吸附后的气体穿过所述抽屉式除沫结构（6）经除沫而排出；从所述喷淋塔流出的活性污泥混合液直流入（11）所述膜生物反应器式池（12）内进行生物降解。

2.   根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述抽屉式布气结构（1）为抽屉式圆盘管式布气结构，其上形成有自下而上布气的布气孔。

3.   根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）为多级抽屉式喷淋布气箱，设有用于喷淋所述活性污泥混合液的喷头。

4.   根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）为三级以上的抽屉式喷淋布气结构。

5.   根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）为四级抽屉式喷淋布气结构。

6.   根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述抽屉式除沫结构（6）为抽屉式除沫箱，所述抽屉式除沫箱的内部设有斜置阻隔板。

7.   根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括液泵（14），所述活性污泥混合液通过所述液泵（14）泵入所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）。

8.   根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括气泵（13），所述有机废气通过所述气泵（13）泵入所述抽屉式布气结构（1）。

9.   一种使用权利要求1-8任一项所述的有机废气处理装置的废气处理方法，其特征在于，所述方法包括：将所述膜生物反应器式池（12）内的活性污泥混合液经所述活性污泥混合液入口（7，8，9，10）泵入所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5），并经所述多级抽屉式喷淋布气结构（2，3，4，5）喷淋下来，同时将有机废气泵入所述抽屉式布气结构（1），并经所述抽屉式布气结构（1）形成向上的气流，与喷淋下来的所述活性污泥混合液接触，所述有机废气中的臭气成份被吸附进入所述活性污泥混合液中，吸附后的气体穿过所述抽屉式除沫结构（6）经除沫而排出；将从所述喷淋塔流出的活性污泥混合液直流入（11）所述膜生物反应器式池（12）内进行生物降解。

10.   根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述生物降解为好氧生物氧化降解。

说明书一种有机废气处理装置及使用该装置的废气处理方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种有机废气处理装置及使用该装置的废气处理方法。
背景技术
工业化的大发展，伴随着环境的日益污染，而在化工生产诸如有机合成、医药生产的原料药合成等大量使用有机物，其工艺过程散发难闻的气味，所产生的废水也散发难闻的气味而造成污水处理站等环境臭气污染，在除臭技术方面，传统的活性炭吸附法、化学氧化法、焚烧法、催化氧化法、生物滤池生物除臭法等存在去除效果差或设备庞大运行成本高等缺陷，严重制约了除臭技术的应用。
目前已有活性污泥喷淋结合活性污泥法用于废气处理的报道。例如申请号为201320353367.2的中国实用新型公开了一种废气洗涤塔，采用二级喷淋结构，该结构配合二级填料层使用，这个填料层在运行过程中，活性污泥的微生物会附着在填料上形成菌胶团，越积越厚，迅速导致堵塞气流不能穿过，而且其上部的除雾器一样会因生物菌胶团而堵塞。
申请号为201310609037.X的中国发明专利申请也公开了一种废气生物处理系统，该系统包括洗涤塔，洗涤塔底部设有进气口，用以接收废气；洗涤塔内从下到上依次设有一级填料层、一级喷淋层、二级填料层、二级喷淋层；除雾器。该系统与上述实用新型结构类似，也存在两极填料层以及除雾器结构，因此存在类似的因生物菌胶团而堵塞的缺陷。
事实上，目前这类废气处理技术装置均设有填料层结构，填料层结构的设置有利于增加活性污泥与废气的接触时间和接触面积。但是带来了困扰本领域技术人员的因生物菌胶团而堵塞以及喷淋塔难以清洗的缺陷，因此目前这类装置难以长期稳定运行。
发明内容
本发明提供一种对有机废气吸附效果好、除臭效率高、清理维护方便并且不会因生物菌胶团而堵塞的有机废气处理装置及使用该装置的废气处理方法。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种有机废气处理装置，该装置包括喷淋塔和设置于该喷淋塔下的膜生物反应器式池，上述喷淋塔内部自下而上依次设置抽屉式布气结构、多级抽屉式喷淋布气结构和抽屉式除沫结构，上述多 级抽屉式喷淋布气结构设有活性污泥混合液入口；上述装置运行时，膜生物反应器式池内的活性污泥混合液经上述活性污泥混合液入口泵入上述多级抽屉式喷淋布气结构，并经上述多级抽屉式喷淋布气结构喷淋下来，同时有机废气泵入上述抽屉式布气结构，并经上述抽屉式布气结构形成向上的气流，与喷淋下来的活性污泥混合液接触，有机废气中的臭气成份被吸附进入活性污泥混合液中，吸附后的气体穿过上述抽屉式除沫结构经除沫而排出；从上述喷淋塔流出的活性污泥混合液直流入上述膜生物反应器式池内进行生物降解。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种使用第一方面的有机废气处理装置的废气处理方法，该方法包括：将膜生物反应器式池内的活性污泥混合液经活性污泥混合液入口泵入多级抽屉式喷淋布气结构，并经多级抽屉式喷淋布气结构喷淋下来，同时将有机废气泵入抽屉式布气结构，并经抽屉式布气结构形成向上的气流，与喷淋下来的活性污泥混合液接触，有机废气中的臭气成份被吸附进入活性污泥混合液中，吸附后的气体穿过抽屉式除沫结构经除沫而排出；将从喷淋塔流出的活性污泥混合液直流入膜生物反应器式池内进行生物降解。
本发明的有机废气处理装置的抽屉式布气结构和抽屉式喷淋布气结构能够有效防止偏流短流，气液接触充分，传质高效，利于臭气成份从废气中迅速转移到活性污泥混合液中；多级喷淋吸附结构利于强化传质和吸附效果；采用抽屉式设计，非常方便清理维护，解决了生物法除臭易堵的顽疾；抽屉式除沫结构不会发生堵塞并且清理维护方便；吸附臭气成份后的活性污泥混合液经膜生物反应器(MBR)生物降解，臭气中的有机物降解为二氧化碳，不产生二次污染，处理完全彻底；使用本发明的有机废气处理装置除臭效率高达90％以上。
附图说明
图1为本发明一个实施例的有机废气处理装置的纵剖面结构示意图。
附图标记说明：
1-抽屉式布气结构；
2-一级抽屉式喷淋布气结构；
3-二级抽屉式喷淋布气结构；
4-三级抽屉式喷淋布气结构；
5-四级抽屉式喷淋布气结构；
6-抽屉式除沫结构；
7-一级活性污泥混合液入口；
8-二级活性污泥混合液入口；
9-三级活性污泥混合液入口；
10-四级活性污泥混合液入口；
11-直流入；
12-膜生物反应器式池；
13-气泵；
14-液泵。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参考图1，本发明一个实施例的有机废气处理装置，包括喷淋塔和设置于喷淋塔下的膜生物反应器式池12，喷淋塔内部自下而上依次设置抽屉式布气结构1、一级抽屉式喷淋布气结构2、二级抽屉式喷淋布气结构3、三级抽屉式喷淋布气结构4、四级抽屉式喷淋布气结构5和抽屉式除沫结构6，一级抽屉式喷淋布气结构2设有一级活性污泥混合液入口7、二级抽屉式喷淋布气结构3设有二级活性污泥混合液入口8、三级抽屉式喷淋布气结构4设有三级活性污泥混合液入口9、四级抽屉式喷淋布气结构5设有四级活性污泥混合液入口10。
上述装置运行时，膜生物反应器式池12内的活性污泥混合液经一级活性污泥混合液入口7、二级活性污泥混合液入口8、三级活性污泥混合液入口9、四级活性污泥混合液入口10分别泵入一级抽屉式喷淋布气结构2、二级抽屉式喷淋布气结构3、三级抽屉式喷淋布气结构4、四级抽屉式喷淋布气结构5，并经上述四级抽屉式喷淋布气结构喷淋下来；同时有机废气泵入抽屉式布气结构1，并经抽屉式布气结构1形成向上的气流，与喷淋下来的活性污泥混合液接触，有机废气中的臭气成份被吸附进入活性污泥混合液中，吸附后的气体穿过抽屉式除沫结构6经除沫而排出；从喷淋塔流出的活性污泥混合液直流入11膜生物反应器式池12内进行生物降解。
上述结构的有机废气处理装置中，布气结构、喷淋布气结构和除沫结构均采用抽屉式结构，即像抽屉那样可以随时取出随时放回的结构，相比现有那种固定安装的结构，清理维护非常方便，可以随时清洗，长期保持内部清洁畅通状态，避免因生物菌胶团而堵塞。应当理解，对抽屉式结构的具体形状没有特别限定，其平面形状可以是正方形、长方形或圆形等任何形状。一般喷淋塔是建成圆柱形，根据需要抽屉式结构可以是圆形的。当然喷淋塔也可以建成长方体形，相应抽屉式结构设置成正方形或长方形也是可行的。
本发明的有机废气处理装置区别于现有技术的一个典型特点是：不包括填料层，相应地不使用填料，因此不会发生因填料存在而造成的生物菌胶团生长 而堵塞的现象。
本发明为弥补不使用填料而可能带来的活性污泥与废气的接触时间和接触面积减少的问题，采用多级抽屉式喷淋布气结构，图1所示结构的有机废气处理装置包括四级抽屉式喷淋布气结构，经试验能够实现高达90％以上的除臭效率，即能除去有机废气中90％以上的臭气成份。理论和实际研究都表明，抽屉式喷淋布气结构级数越多，除臭效率越高。对于本发明而言，三级以上的抽屉式喷淋布气结构即可实现理想效果。在一个包括一级抽屉式喷淋布气结构的有机废气处理装置的实施例中，除臭效率能够达到70％～80％，基本满足了有机废气的处理需要。在一个包括二级抽屉式喷淋布气结构的有机废气处理装置的实施例中，除臭效率能够达到75％～85％，较好地满足了有机废气的处理需要。在一个包括三级抽屉式喷淋布气结构的有机废气处理装置的实施例中，除臭效率能够达到85％～88％，非常好地满足了有机废气的处理需要。
图1所示实施例的抽屉式喷淋布气结构是抽屉式喷淋布气箱，其中设有用于喷淋活性污泥混合液的喷头。活性污泥混合液从喷头喷出，呈喷雾状，能够大大提高活性污泥与废气的接触时间和接触面积，从而提高除臭效率。喷头在抽屉式喷淋布气箱内的布置形式使得其喷雾能够与有机废气形成对流。喷头可以采用工业用途的喷头。抽屉式喷淋布气箱可以做成箱子式的结构，其中除了安装的喷头以外，可以在箱子的上下表面形成布气孔，用于对自下而上流动的气流再次进行布气，使得整个过程中气流通畅。因此，本发明中的抽屉式喷淋布气结构实际上同时承担对活性污泥混合液进行喷淋以及对气流进行布气的作用。当然，本发明中的抽屉式喷淋布气结构并不限于做成抽屉式喷淋布气箱，也可以例如做成一个大型喷头结构，在该大型喷头结构上同时形成布气孔，使用该大型喷头结构对活性污泥混合液进行喷淋并且对气流进行布气。
图1所示实施例的抽屉式布气结构是抽屉式圆盘管式布气结构，其上形成有自下而上布气的布气孔。具体操作中，可以将布气管卷成圆盘状，在圆盘的一侧面(上侧面)形成同一方向的布气孔，布气孔的孔径、数量和密度根据需要调整，一般孔径越小、数量越多、密度越大，会产生越好的布气效果，利于提高除臭效率。当然，抽屉式布气结构并不局限于做成抽屉式圆盘管式布气结构，也可以例如在气箱的上表面形成同一方向的布气孔，整体作为抽屉式布气结构使用。
图1所示实施例的抽屉式除沫结构是抽屉式除沫箱，该抽屉式除沫箱的内部设有斜置阻隔板，其中斜置是指阻隔板的平面方向与垂直方向呈一定的夹角。阻隔板的作用就是阻止被气流吹上来的泡沫冲出来，防止造成第二次污染。当 然，并不局限于阻隔板结构，例如还可以是筛子状的阻隔筛结构。并且抽屉式除沫结构并不局限于做成抽屉式除沫箱，比如还可以是一级或多级的挡板或阻隔筛，只要能够保证气体顺利畅通的通过并排除出去，同时泡沫不被冲出来即可。
图1所示实施例的有机废气处理装置还包括液泵14，活性污泥混合液通过液泵14泵入一级抽屉式喷淋布气结构2、二级抽屉式喷淋布气结构3、三级抽屉式喷淋布气结构4、四级抽屉式喷淋布气结构5中；还包括气泵13，有机废气通过气泵13泵入抽屉式布气结构1中。
本发明所称的膜生物反应器式池是指像膜生物反应器一样的生物降解池，在实际应用中可以直接使用膜生物反应器，也可以仿照膜生物反应器建造。
图1所示实施例的有机废气处理装置的使用方法如下：使用液泵14将膜生物反应器式池12内的活性污泥混合液经一级活性污泥混合液入口7、二级活性污泥混合液入口8、三级活性污泥混合液入口9、四级活性污泥混合液入口10分别泵入一级抽屉式喷淋布气结构2、二级抽屉式喷淋布气结构3、三级抽屉式喷淋布气结构4、四级抽屉式喷淋布气结构5，并经上述四级抽屉式喷淋布气结构喷淋下来；同时使用气泵13将有机废气泵入抽屉式布气结构1，并经抽屉式布气结构1形成向上的气流，与喷淋下来的活性污泥混合液接触，有机废气中的臭气成份被吸附进入活性污泥混合液中，吸附后的气体穿过抽屉式除沫结构6经除沫而排出；从喷淋塔流出的活性污泥混合液直流入11膜生物反应器式池12内进行生物降解。
其中生物降解是好氧生物氧化降解，可以利用活性污泥法、序批式活性污泥法(SBR)、膜生物反应器(MBR)法等的混合液。
活性污泥(active sludge)是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。活性污泥中复杂的微生物与废气中的有机污染物形成了复杂的食物链。细菌特别是球状细菌起着最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。
活性污泥已经广泛应用于废水废气的处理工艺中，因此本发明对活性污泥的种类不做特别限定。
活性污泥可以重复使用，但是从提高接触比表面积、提高除臭效果的角度考虑，本发明优选不重复使用活性污泥，这样能够保证除臭效果在较高的水平。
本发明利用活性污泥的高比表面积、高吸附性能，将活性污泥混合液做喷淋液，与有机废气接触，通过传质过程，废气中的臭气成份被活性污泥吸附进入活性污泥混合液中，此混合液进入MBR池中进行好氧生物氧化掉，从而达到生物除臭的目的。可以有效地用于化工、制药等有机废气中的臭气成份的处理。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。