[发明专利]一种挥发性有机废气净化系统及其方法

说明书

本发明公开了一种挥发性有机废气净化系统及其方法，包括过滤模块、臭氧催化氧化模块、纳米光触媒催化模块、臭氧催化分解模块、BAF模块；臭氧催化氧化模块对难降解VOCs废气进行高效氧化，纳米光触媒催化氧化模块进一步强化氧化，前端两步高级氧化处理主要断链或开环VOCs废气中芳香族化合物和杂环化合物等难降解污染物，将其分解为易生物降解的小分子有机物；臭氧催化分解模块通过臭氧分解催化剂将前端反应后残余臭氧分解为氧气，消除对末端BAF模块中微生物的抑制作用，同时为BAF模块中的好氧微生物提供氧气；BAF模块降解废气中剩余小分子有机污染物。该系统具有连续进样，性能优异等特点。

技术领域

本发明属于有机废气净化技术领域，涉及一种挥发性有机废气净化系统及其方法。

背景技术

目前，大气污染是全球主要的的环境问题之一，其中最主要的污染物是有机挥发性废气。VOCs废气主要来源于工业固定源、机动车尾气排放源和日常生活源等三个方面。我国是名副其实的制造业大国，根据环保部统计，2020年VOCs废气排放量超过2000万吨，居世界首位。此类物质具有高度挥发性、持久性和致癌性等特点，其不仅能够引发诸多的环境问题，还严重威胁着人类的健康和可持续发展。因此，VOCs废气的高效治理势在必行。

目前，处理VOCs废气的主要方法有：热力燃烧法、催化燃烧法、吸收法、吸附法、高级氧化法、生物法等。其中燃烧法处理成本高，同时，热力燃烧法易形成二次污染；吸收法和吸附法只是污染物的富集及不同形式的转移，没有从根本上降解污染物；生物法因其成本低而被广泛应用，但高浓度VOCs废气的毒性会严重限制微生物活性，甚至导致微生物死亡，因此，通过生化处理前的预处理提高VOCs废气的易生物降解性至关重要。臭氧及光催化氧化技术以其强氧化性、安全等优点成为最重要的预处理方法，但是，低浓度的臭氧对有机废气的去除效果有限，高浓度的臭氧会显著抑制生化系统中微生物的活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速、高效净化VOCs废气的装备及方法。本发明通过臭氧催化氧化、光催化强化氧化系统后增加臭氧催化分解模块，继而联合BAF处理VOCs废气，不仅实现了芳香族化合物和杂环化合物等典型VOCs废气的断链或开环分解为易生物降解的小分子有机物，同时保证了后续BAF模块的高效氧化的性能。实现快速、低成本的降解VOCs废气的目的。

具体的技术方案为：

一种挥发性有机废气净化系统，在进气口后，依次包括进风机及过滤层、臭氧催化氧化模块、纳米光触媒催化模块、臭氧催化分解模块、BAF(曝气生物滤池)模块，BAF模块的出气口设有引风机。

所述的过滤层为粗滤滤网、HEPA滤网或者活性炭滤网中的一种，分离过滤VOCs废气中的颗粒物直径≥0.3μm；净化过程中控制所述进风机的转速，VOCs废气流经速度为0.1～50m/s。

所述的臭氧催化氧化模块包括内置臭氧发生器模块和外接臭氧气源模块；所述的内置臭氧发生器模块，内部安装1～10组发生器。

所述臭氧催化氧化模块采用的臭氧催化剂为微生物炭载多金属纳米颗粒状催化剂，载体为微生物菌体或者菌渣，金属为过渡金属及稀土金属。

所述的纳米光触媒催化模块为，内部安装有1～6根紫外灯管和纳米光触媒催化网，触媒为二氧化钛掺杂铁、钴、锰、铈中的一种或多种金属。

所述紫外灯管的紫外线波长范围为10nm-400nm。