[发明专利]一种有机废气的生物处理系统和方法

说明书

本发明涉及有机废气的生物处理系统，包括依次连接的溶液净化装置，生物净化装置和生物利用装置，其中溶液净化装置包括塔体，塔体从下至上依次为净化溶液槽、填料层和喷淋装置；塔体还设有进气管和出气管；生物净化装置包括罐体，罐体的底部和顶部分别设废气入口和净化气出口，废气入口连接罐体的底部的气泡石；罐体容纳营养液，其中浸泡有表面负载微生物膜的多孔固体材料；生物利用装置包括培养微藻藻液的透光容器及光源，透光容器底部连接生物净化装置的净化气出口，使生物净化装置出来的CO2和含N等物质被微藻利用，转化为O2，从而进行固碳并减少碳排放，获得微藻生物能源。本发明还涉及利用前述系统处理有机废气的方法。

技术领域

本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种挥发性有机废气的生物处理系统及方法。

背景技术

工业生产中，多数产品或原料都使用有机化合物，所以存在挥发性有机物VOCs排放问题。大多数VOCs有毒，有臭味或刺激性气味，易燃易爆，一部分VOCs是环境污染的主要污染源。VOC具有如下特征，第一、易于与NO_X发生光化学反应产生O₃，诱发化学烟雾；第二、产生臭味，大部分VOC是恶臭物质；第三、毒性，对人身健康造成隐患。VOC污染物的种类及典型污染物有烃类(苯、甲苯、二甲苯、正己烷、石脑油、环己烷、甲基环己烷、二氧杂环己烷、稀释剂、汽油)、卤代烃(三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氟利昂类)、醛类(甲醛、乙醛、丙烯醛、糠醛)、酮类(丙酮、MEK、环己酮、MIKB)、酯类(醋酸乙酯、醋酸丁酯、油酸乙酯)、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇)、聚合物单体(氯乙烯、丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲乙酰胺)、腈、氰类、氢氰酸和丙烯腈等。目前，VOC_S的治理方法主要有物理方法(吸附、吸收、冷凝、膜处理)、化学方法(燃烧、生物降解、光催化降解)和二者联合的方法。相对以上处理方法，生物处理技术有其独特优势。生物方法主要是利用微生物在一定环境下以废气中的有机物作为能源和营养物，通过捕捉吸收、降解转化为无毒无害的CO₂和H₂O。这些微生物一方面以废气中的污染物为养料，进行生长繁殖并逐步形成一定厚度的生物膜；另一方面将废气中的有机物质进行生物分解机脱臭处理，转化为无毒无害的CO₂和H₂O后排出大气。

然而，目前市面上针对挥发性有机废气的生物处理技术在系统设计上不够合理。例如，传统方法是在一个塔内设置多孔的固体填料，填料上负载好氧或厌氧生物膜，这种结构存在传质面积小，时空效率低，易堵塞和气阻大的问题。此外，经过生物处理转化为无毒无害的CO₂和H₂O和一些含N、P元素的小分子气体被流动的气流带出，而这一部分直接排放至外界，不仅造成浪费而且也给环境造成一定的污染。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，是提供一种结构设置合理，废气与微生物膜接触传质面积大，气阻小且易于更换新鲜微生物膜、对废气处理更彻底的生物处理系统。

本发明可采用以下的技术方案：

一种有机废气的生物处理系统，包括依次连接的溶液净化装置，生物净化装置和生物利用装置，其中

所述溶液净化装置包括一个塔体，所述塔体从下至上依次为净化溶液槽、填料层和喷淋装置；所述塔体还设有端部没入所述净化溶液槽的进气管和设于所述塔体顶端的出气管；

所述生物净化装置包括一个罐体，所述罐体的底部和顶部分别设有废气入口和净化气出口，该废气入口连接气泡石，该气泡石设于所述罐体的底部；该罐体容纳营养液，营养液浸泡有多孔固体材料，所述多孔固体材料的孔隙中负载有微生物；

所述生物利用装置包括一个透光容器，所述透光容器内容纳有微藻藻液，所述透光容器的一侧设有光源，所述生物净化装置的净化气出口连接所述透光容器的底部，所述透光容器顶部设有排气口。