[实用新型]一种基于放电等离子体与生物技术协同降解VOCs的系统

说明书

本实用新型公开了一种基于放电等离子体与生物技术协同降解VOCs的系统，涉及废气处理系统技术领域，依次包括等离子体反应单元、缓冲单元和生物反应单元。本实用新型的系统能够依据VOCs浓度自动调节放电单元，充分利用活性粒子，避免电能浪费，降低等离子体反应器能耗；充分发挥部分载气与VOCs气体分子间的彭宁效应，提高降解效果；充分利用臭氧，解决生物处理技术的瓶颈问题。

技术领域

本实用新型涉及废气处理系统技术领域，具体涉及一种基于放电等离子体与生物技术协同降解VOCs的系统。

背景技术

工业排放的VOCs不仅是形成PM2.5和光化学烟雾的重要前体物，还是气溶胶和二次气溶胶的重要组成部分，对人体健康和环境带来巨大危害。等离子体技术作为新兴发展的高新技术，在环境治理方面受到广泛关注，该技术以VOCs为工作载体，具有装置简单、处理速度快、降解效率高的优点。通过放电产生低温等离子体，利用其中的高能电子、高活性自由基、激发态O原子等活性粒子与VOCs分子发生非弹性碰撞，使其激发、电离，VOCs内部化学键断裂，形成VOC分子碎片，在活性粒子的作用下进一步降解为水和二氧化碳等无害小分子。生物处理技术中，微生物以生物膜形式固定或附着在填料上，以VOCs作为其生命活动的能量源和碳源，将其转化为二氧化碳和水等物质，具有运行成本低、降解效率高、无二次污染的特点。

现有的等离子体反应器，大多采用介质阻挡放电(DBD)的形式产生等离子体。与其他放电形式相比，DBD中覆盖的阻挡介质既能起到限流的作用又能阻止放电向电弧放电转化，能够避免出现电极被腐蚀的情况，提高装置的使用寿命。此外，介质阻挡放电能够在较低温度下、较宽气压范围内产生等离子体，具有广阔的应用前景。目前所使用的生物反应器以生物滴滤塔为主，滴滤塔设有喷淋装置，为微生物提供其余生长所需的营养物质，生物滴滤塔喷洒的营养液是循环流动的，存在液体流动相，能够控制pH值和营养物质浓度，利于微生物生长。此外，生物滴滤法具有操作成本低、长期运行压降低、对VOCs酸性降解产物去除能力强等优点。

目前市面上的等离子体反应器，多数不能改变放电气体氛围，无法充分发挥载气与VOCs气体分子间的彭宁效应，且无法针对实际VOCs浓度灵活调节活性粒子浓度，造成电能浪费，能耗较大。此外，放电产生的臭氧没有得到及时有效地解决，同时会产生小分子VOCs副产物。对于目前的生物反应器，当处理水溶性差或多组分VOCs时效果不好，且大通量VOCs易引起生物过量生长，导致填料层的堵塞问题。而目前现有的等离子体与生物处理技术协同降解系统并未有效解决两者各自的瓶颈问题，且无法实现完美的匹配，致使两者协同效果不明显。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于放电等离子体与生物技术协同降解VOCs的系统，使得充分发挥载气与VOCs气体分子间的彭宁效应，且针对实际VOCs浓度灵活调节活性粒子浓度，减少能耗。此外，放电产生的臭氧可以得到及时有效地解决，同时不会产生小分子VOCs副产物，实现现有的等离子体与生物处理技术协调降解系统的完美结合。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于放电等离子体与生物技术协同降解VOCs的系统，使得充分发挥载气与VOCs气体分子间的彭宁效应，且针对实际VOCs浓度灵活调节活性粒子浓度，减少能耗。此外，放电产生的臭氧可以得到及时有效地解决，同时不会产生小分子VOCs副产物，实现现有的等离子体与生物处理技术协调降解系统的完美结合。

为实现上述目的，

本实用新型提供了一种基于放电等离子体与生物技术协同降解VOCs的系统，所述系统依次包括：等离子体反应单元，缓冲单元和生物反应单元，

所述等离子体反应单元，其包括气体进口、压缩气瓶、流量控制器、高压电源、开关、等离子体反应器、VOCs浓度检测仪、继电器常开触点和高电平触发继电器，其中，等离子体反应器包括放电单元，所述放电单元根据VOCs浓度自动调节工作放电单元的列数，所述放电单元外接所述VOCs浓度检测仪和所述高电平触发继电器；