[发明专利]一种光生臭氧催化氧化耦合生物法净化含氮有机废气的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及环境技术领域，特别涉及一种光生臭氧催化氧化耦合生物法净化有机废气的 工艺应用于含氮挥发性有机废气的净化处理，可用于工业废气净化。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)作为大气中较活跃的组分，它不仅直接危害人体健康，还可在大 气中形成光化学烟雾及有机气溶胶等二次污染物，成为PM_2.5的重要前体物。随着工业的不 断发展，环境污染日趋严重，工业废气治理迫在眉睫。因此，研究开发VOCs的净化技术， 减少VOCs的排放有助于改善环境空气质量和保障人体健康，也是社会经济可持续发展、走 环境友好型发展道路的迫切需求。

目前，已有真空紫外光催化协同臭氧催化氧化的废气处理方法和装置专利 (CN201510279052.1)，该公开专利解决了传统光降解和光催化治理废气效率低，但易产生 二次污染物和残余臭氧潜在风险问题。生物法处理废气有一种再生胶脱硫工业废气的生物法 净化方法专利(CN200410079571.5)，但该公开专利依然无法摆脱单一的生物法对生物难降 解的污染物降解效率低的难题。至今还没有一种光生臭氧催化氧化耦合生物法净化有机废气 工艺的专利，本发明专利可实现以上无法实现的，有效拓展VOCs废气处理的种类、浓度和 范围。

发明内容

本发明提供了一种光生臭氧催化氧化耦合生物法净化含氮有机废气的工艺，本发明由如 下技术方案实施：

所述的一种光生臭氧催化氧化耦合生物法净化含氮有机废气的工艺，由前置的光生臭氧 催化氧化单元和后端串联的生物处理单元组成，前端的光生臭氧催化氧化单元其核心部件为 紫外灯、催化剂。所述的壳体由不锈钢或镀铝箔的铝塑板制成。所述的紫外灯包括一支或多 支紫外灯，紫外灯波长≤254nm，优选紫外灯波长≤185nm，紫外灯排列方式与气流方向垂直， 紫外灯末端采用密封材料密封。所述的催化剂由载体负载金属氧化物构成，其中，所述的载 体包括但不仅限于泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝等泡沫金属，以及蜂窝陶瓷、活性炭、分子筛等 多孔材料，所述的催化剂包括但不仅限于氧化铜、氧化铈、氧化锰、氧化铁、氧化锡、氧化 锑及其他过渡金属氧化物中的一种或多种，优选为MnOx-SnOx-CeOx-SbOx复合氧化物。后 端串联的生物单元其核心部件为填料，所述的填料可选用活性炭、蜂窝陶瓷、分子筛等多孔 材料以及将上述材料与植物、农作物秸秆等混合。

整个工艺的净化流程为利用前置光生臭氧催化氧化单元在高能紫外光作用下污染物直接 裂解，以及废气中的氧气在高能紫外光作用下产生的强氧化性自由基、臭氧在催化剂的作用 下产生的强氧化自由基和臭氧继续降解、氧化污染物，使污染物在光氧化、自由基氧化、臭 氧氧化、臭氧催化氧化共同机理的作用下转化为二氧化碳、水以及中间产物，再进入后端串 联的生物单元继续降解，最终成为无毒无害的物质，避免二次污染的发生，有效控制有害副 产物的产生，同时可解决单一生物法难生物降解的污染物这一难题。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：利用光生臭氧催化氧化耦合生物法净化 含氮有机废气工艺，有效拓展了VOCs废气处理的种类、浓度和范围。由前端对污染物进行 预处理，产生的简单化合物再进入到后续的生物处理装置继续降解，生成无毒无害物质。这 样不仅可以提高降解效率，而且还可以有效控制有害副产物的形成，提高性价比。

附图说明

图1为本发明一种光生臭氧催化氧化耦合生物法净化含氮有机废气的工艺实施例1结构 示意图。

图中：1.壳体；2.废气；3.风机；4.过滤层；5.紫外灯；6.催化剂；7.填料塔；8. 填料；9.喷淋头；10.净化气。

具体实施方式

实施例1：含有丙烯腈废气净化。

一种光生臭氧催化氧化耦合生物法净化含氮有机废气的工艺如图1所示，包括壳体1、 废气2、风机3、过滤层4、紫外灯5、催化剂6、填料塔7、填料8、喷淋头9、净化气10。 含氮挥发性有机废气2在风机3的动力输送下，经过过滤层4的除尘净化后，进入由紫外灯 5和催化剂6组成的光生臭氧催化氧化反应系统中，废气中的含氮挥发性有机物被氧化为无 害的二氧化碳和水，以及中间产物，未完全矿化的含氮挥发性有机废气及产生的中间产物进 入填料塔7，在填料8中微生物的作用下继续降解，最后生成无毒无害的物质，净化气10经 排风口排出。当含有丙烯腈废气进口浓度为300mg/cm³，停留时间为23s时，去除率达到98％； 当含有丙烯腈废气进口浓度为570mg/cm³，停留时间为46s时，去除率达到97％。