[发明专利]一种高效的生物工程尾气处理设备及其处理方法、发酵罐

说明书

本发明属于生物工程技术尾气处理设备技术领域，公开了一种高效的生物工程尾气处理设备及其处理方法、发酵罐，设置有：进气管、反应室、导管、一级生物反应器、二级生物反应器、出气管、活性炭吸附块、三元催化剂、可替换卡槽、菌体过滤网、冷凝回流管、液面监视窗、气体过滤器、防倒吸孔。进气管插接于反应器。可替换卡槽和菌体过滤网卡接于出气管，冷凝回流管胶接于出气管，液面监视窗开于一级和二级生物反应器，气体过滤器嵌装于进气管口，防倒吸孔开于导管。本发明提供的一种高效的生物工程尾气处理设备及其处理方法，其能使尾气与微生物处理试剂接触时间更长，从而使处理更充分彻底，大大提高了对尾气的处理效率。

技术领域

本发明属于生物工程技术尾气处理设备技术领域，尤其涉及一种高效的生物工程尾气处理设备及其处理方法、发酵罐。

背景技术

目前，随着以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术迅猛发展，生物发酵制品已成为21世纪投资最为活跃的产业之一。生物发酵生产过程中，生物菌在发酵罐内进行生产代谢时，会产生大量尾气，并伴有特殊难闻气体，同时尾气在排出过程中会带出活菌和水分，若直接排放至大气中会对环境造成严重的污染，因此必须对生物菌产生的尾气进行处理后排放。目前，对发酵尾气的处理方式一般是将发酵尾气直接通过喷淋吸收塔进行喷淋吸收处理后直接排入大气中，而采用这种处理方式十分粗放，尾气处理效果十分不理想，处理后的尾气仍有较大异味，且其中的有害成分未被完全杀灭，对环境造成较大的污染。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)处理后的尾气异味较大，会对环境造成较大污染，其次，尾气中的氧氮化合物处理不干净，容易造成光化学烟雾污染，无法满足消费者的需要。

(2)现有的尾气的气体过滤器的过滤误差较大，造成尾气处理效果较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高效的生物工程尾气处理设备及其处理方法、发酵罐。

本发明是这样实现的，一种高效的生物工程尾气处理方法，所述高效的生物工程尾气处理方法包括：

(1)尾气通过进气管中的气体过滤器初步过滤，气体过滤器通过数学模型计算压力损失；进入到一级生物反应器内，尾气与内部的硝化细菌微生物培养菌处理液充分混合反应，通过导管进入到二级生物反应器中再次进行反应，通过液面监视窗进行监视液面情况；

所述数学模型为：

式中，p为管道入口的总压力，Pa；A为管道内流体的流动面积，m²；ρ为管内流体密度，kg/m³；u为管道来流速度，m/s；dz为沿管道轴向方向上的微分；C_f为导致压力下降的管道内摩擦因数；D为管道直径，mm；C_p为由于管道锥度、弯曲度等几何原因所导致压降的几何系数；β为面体比的传热系数，m^-1；

(2)经过硝化作用的尾气中的氮氧化物转化成硝酸盐溶解到培养菌处理液内，从二级生物反应器处理后的尾气通过出气管过程中经过菌体过滤网将其中的菌体过滤掉，冷凝回流管有效收集冷凝液体，收集到二级生物反应器中，通过生物降解动力学模型得到二级生物反应器的降解参数；

所述生物降解动力学模型基于Monod方程为代表的微生物X生长动力学方程，对应的底物S降解方程及产率系数Y，分别为：

其中μ_max为微生物最大比生长速率；K_s为底物亲和系数；X₀和S₀分别为微生物和底物的初始值，求解微分方程得到：