專利名稱：一種增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，具體涉及一種增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置。
背景技術：
由于現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)過程中排放的含各種污染物的廢氣對大氣環(huán)境造成嚴重污染。為保護環(huán)境，對排氣污染物的凈化已越來越受到重視。目前對于排氣污染物的治理方法基本上是采用物理、化學和生物手段，或者是這幾種方法的組合。一般認為物化方法具有能耗高，投資大，易產(chǎn)生二次污染等缺點，因此近年來生物法控制廢氣技術的發(fā)展和應用越來越多。
生物技術利用微生物的降解作用，把廢氣中的污染物分解轉(zhuǎn)化成CO2、H2O、N2、硫酸鹽等無害物質(zhì)。常用的生物凈化廢氣裝置有生物過濾器、生物洗滌塔、生物滴濾塔和曝氣式生物處理裝置。生物過濾器運行費用低，處理效率高，但占地面積大，操作條件不易控制，參數(shù)不當會導致系統(tǒng)壓降迅速增加，導致系統(tǒng)能耗過大，性能下降。噴淋式生物洗滌塔占地面積雖小，但空塔形式氣液接觸面積小，傳質(zhì)效果不好；填料塔形式的傳質(zhì)效果有較大提升，但裝置總體投資上升，循環(huán)液提升動力費用較高，且在高負荷條件下易出現(xiàn)堵塞、液泛等情況。生物滴濾塔系統(tǒng)與洗滌式裝置相比，其空塔氣速不宜太高，導致占地面積較大，同樣也存在營養(yǎng)過剩時隨著微生物的過量增長會造成系統(tǒng)堵塞短路的問題，最終造成設施性能下降。而對于曝氣式生物處理裝置，盡管其系統(tǒng)設計簡單，甚至可借用污水處理廠設施，但由于受到曝氣強度的限制，處理能力有限，不適合于大風量的處理場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構簡單、性能可靠，可經(jīng)濟有效地對排氣中污染物質(zhì)進行凈化的增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置。
本發(fā)明提出的一種增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，由霧化冷卻器1、噴射鼓泡洗滌裝置、脫水裝置7、溢流槽8、攪拌風機10、再生池11、再生池曝氣風機17、主風機15等組成(其結(jié)構如圖1所示)。其中，噴射鼓泡洗滌裝置由上箱體2、連接花板14、鼓泡管3、下箱體4、液體生物介質(zhì)層5和液體生物介質(zhì)攪拌管線12組成，上箱體2與下箱體4通過連接花板14及法蘭相連，液體生物介質(zhì)層5位于下箱體4內(nèi)，下箱體4底部設有攪拌管線12，鼓泡管3一端固定于連接花板14下部，另一端插入液體生物介質(zhì)層5內(nèi)；下箱體4一側(cè)上部設有脫水裝置7，脫水裝置7位置高于液體生物介質(zhì)層5的液面高度，下箱體4一側(cè)設有溢流槽8，可調(diào)溢流板9位于溢流槽8的插槽內(nèi)，霧化冷卻器1通過管道連接上箱體2，脫水裝置7通過管道連接主風機15，再生池11位于溢流槽8出液口18的下部，再生池11底部設有曝氣管道16，曝氣管道16通過管道連接曝氣風機17，再生池11通過水泵6連接輸送液體生物介質(zhì)的管道13的一端，輸送液體生物介質(zhì)的管道13的另一端連接下箱體的進液口19，攪拌風機10與攪拌管線12相連。
本發(fā)明中，所述鼓泡管3為15-50根。每根鼓泡管3為中部空心的管狀結(jié)構，其底部管壁上分布有小孔。
本發(fā)明中，所述鼓泡管3埋入液體生物介質(zhì)層5的深度為0-20cm。
本發(fā)明中，所述脫水裝置7采用1～5層人字型慣性分離擋板。
本發(fā)明中，所述攪拌管線12為3-15組。
本發(fā)明中，所述曝氣管道16為1-10根。
本發(fā)明中，所述液體生物介質(zhì)層采用的液體生物介質(zhì)可以采用馴化后的活性污泥，污泥懸浮物濃度(SS)范圍為2000-12000mg/L，pH值范圍為6-10。
本發(fā)明中，首先在排氣中導入霧化液滴，即在生物吸收塔進行處理之前，利用霧化、冷卻器將排氣中的部分待凈化組分傳遞到液滴中，以增大氣液接觸面積；接著將含霧滴的氣體以噴射鼓泡的方式與液體生物介質(zhì)吸收液進行接觸，即氣體通過若干埋入生物吸收介質(zhì)的氣管后，噴射形成微小氣泡層并充分與液體進行接觸達到氣體吸收和捕集微小液滴的作用，通過除霧及污染組分氣相向液相的傳質(zhì)實現(xiàn)對氣體的洗滌凈化，同時通過液體生物介質(zhì)在吸收裝置和生物再生裝置間的循環(huán)流動，不斷地更新吸收介質(zhì)的吸收能力。其具體工作過程如下(1)霧化、冷卻過程排氣進入該系統(tǒng)后，首先通過霧化冷卻器1，此步驟稱為霧化預吸收。霧化預吸收可從以下兩個方面強化吸收過程①霧化的液體與氣體接觸時，接觸面積會增大很多，有利于增加傳質(zhì)效果；②霧滴表面的吸附和微小顆粒的內(nèi)壓可提高吸收容量。
(2)生物洗滌過程預吸收后的排氣進入噴射鼓泡洗滌裝置的上箱體2中，之后通過若干鼓泡管3噴射進入到下箱體4中的液體生物介質(zhì)層5中，在巨大的沖力作用下，氣體分散為大量的微細泡沫并形成一定厚度的泡沫層。已經(jīng)預吸收的霧滴易于從氣相轉(zhuǎn)移至液相，殘留在氣體中的污染組分也通過與液體生物介質(zhì)形成的泡沫層接觸，完成生物洗滌的過程。
(3)液體生物介質(zhì)的循環(huán)過程在下箱體4一側(cè)設計了溢流槽8，通過調(diào)節(jié)槽內(nèi)溢流板9的高度可調(diào)節(jié)噴射管液下埋深，具有良好的操作彈性。超過溢流板9高度的液體生物介質(zhì)在重力作用下流入再生池11，即該系統(tǒng)中的生物降解單元。吸收了污染物質(zhì)的吸收液在再生池11內(nèi)通過微生物作用得到降解凈化，恢復吸收能力后循環(huán)回噴射鼓泡洗滌裝置，進行新一輪的吸收。
本發(fā)明中，冷卻、霧化過程是通過超聲霧化或兩相流加壓霧化方式實現(xiàn)的。系統(tǒng)所適宜的霧化液氣比范圍為0.01-0.1L/m3。
本發(fā)明中，噴射鼓泡洗滌裝置中的排氣通過噴射鼓泡的方式與液體生物介質(zhì)進行接觸。鼓泡管3埋入深度從0-20cm不等。排氣以8m-18m/s的噴氣速度進入液體中，形成若干細小泡沫，增大了與液體的接觸面積。裝置結(jié)構簡單，制造方便，易于操作調(diào)節(jié)，且不容易堵塞短路，因此性能穩(wěn)定、維護方便。
本發(fā)明中，再生池采用可調(diào)負荷的再生池。該再生裝置增加了噴射鼓泡洗滌裝置對排氣中污染物的消除能力。液體生物介質(zhì)依靠重力流入再生池。再生后的液體生物介質(zhì)依靠低壓頭循環(huán)水泵循環(huán)回噴射鼓泡洗滌裝置，所需壓頭在4m以下，系統(tǒng)能耗低。設置的再生后吸收液回水口位置可最大程度地減少吸收過程中返混情況的發(fā)生。可通過液體生物介質(zhì)循環(huán)量的變化來調(diào)節(jié)吸收液氣比。由于采用低壓循環(huán)水泵，因此系統(tǒng)可以最少的動力費用，得到非常大的液氣比，有利于氣相向液相的傳質(zhì)。
本發(fā)明中，脫水裝置通過慣性分離的原理最大程度地減少霧沫的帶出量。
本發(fā)明中，可調(diào)溢流板、可調(diào)節(jié)鼓泡管埋入液體生物介質(zhì)的深度。適應不同場合吸收效率的需要。
本發(fā)明結(jié)構簡單、無可能堵塞的管路，裝置的管路設計合理、簡易，易于清理、維護。


圖1為本發(fā)明結(jié)構示意圖。
圖中標號1為霧化冷卻器，2為上箱體，3為鼓泡管，4為下箱體，5為液體生物介質(zhì)層，6為水泵，7為脫水裝置，8為溢流槽，9為可調(diào)溢流板，10為液體生物介質(zhì)攪拌風機，11為再生池，12為液體生物介質(zhì)氣力攪拌管線，13為輸送液體生物介質(zhì)的管道，14為上下箱體連接花板，15為主風機，16為再生池曝氣管道，17為再生池曝氣風機，18為溢流槽出液口，19為下箱體進液口。
具體實施例方式
下面通過實施實例進一步說明本發(fā)明。
實施例1，將下列各部件按圖1所示方式連接，該領域的技術人員均能順利實施。噴射鼓泡洗滌裝置由上箱體2、鼓泡管3、下箱體4、液體生物介質(zhì)層5和液體生物介質(zhì)攪拌管線12組成，其中，上箱體2與下箱體4通過連接花板14相連，并由法蘭固定。液體生物介質(zhì)層5位于下箱體4內(nèi)，下箱體4底部設有一組活性污泥攪拌管線12，鼓泡管3為25根，其一端固定于連接花板14下部，另一端插入液體生物介質(zhì)層5內(nèi)，插入深度為15cm；下箱體4一側(cè)上部設有脫水裝置7，脫水裝置7由5層人字型擋板組成，脫水裝置7位置高于液體生物介質(zhì)層5的液面高度，下箱體4一側(cè)設有溢流槽8，可調(diào)溢流板9位于溢流槽8的插槽內(nèi)，霧化冷卻器1的型號為WL10，霧化冷卻器1通過管道連接上箱體2的一側(cè)，脫水裝置7通過管道連接主風機15，再生池11位于溢流槽8出液口18的下部，再生池11底部設有一組微孔曝氣管道16，曝氣管道16通過管道連接曝氣風機17，活性污泥曝氣風機17采用HC-60S回轉(zhuǎn)式鼓風機，再生池11通過低壓頭循環(huán)水泵6連接輸送液體生物介質(zhì)的管道13的一端，低壓頭循環(huán)水泵采用50-WQ-20-7-0.75潛污泵，輸送液體生物介質(zhì)的管道13的另一端連接下箱體的進液口19，攪拌風機10與攪拌管線12相連，活性污泥攪拌風機采用HG750渦旋式氣泵，攪拌管線12為6組。
將本發(fā)明用以凈化含有機酸及少量有機胺的10000m3/h排氣，其工作過程如下排氣進入系統(tǒng)后，首先在霧化冷卻器的作用下實現(xiàn)了預吸收的過程，接著進入噴射鼓泡洗滌裝置的上箱體中，在此氣體通過25根鼓泡管以15m/s的氣速噴射進入活性污泥中，形成20-30cm厚的細微泡沫層，排氣與活性污泥在此泡沫層接觸，有機酸與有機胺等物質(zhì)完成了由氣體到液體，再由液體到生物體的傳質(zhì)過程。被洗滌吸收后的排氣經(jīng)脫水裝置后便可排入環(huán)境中。
在噴射鼓泡洗滌裝置內(nèi)吸收了污染物的活性污泥經(jīng)溢流擋板流入溢流槽中，并在重力作用下，流入位于洗滌裝置下方的再生池中，通過微生物作用得到降解凈化，恢復吸收能力后循環(huán)回噴射鼓泡洗滌裝置，進行新一輪的吸收。循環(huán)量約為10-15m3/h。
通過本發(fā)明的洗滌凈化，有機物(有機酸與少量有機胺)的去除效率在90％以上。
權利要求
1.一種增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，由霧化冷卻器(1)、噴射鼓泡洗滌裝置、脫水裝置(7)、溢流槽(8)、攪拌風機(10)、再生池(11)、再生池曝氣風機(17)、主風機(15)組成，其特征在于噴射鼓泡洗滌裝置由上箱體(2)、鼓泡管(3)、下箱體(4)、液體生物介質(zhì)層(5)和液體生物介質(zhì)攪拌管線(12)組成，上箱體(2)與下箱體(4)通過連接花板(14)及法蘭相連，液體生物介質(zhì)層(5)位于下箱體(4)內(nèi)，下箱體(4)底部設有攪拌管線(12)，鼓泡管(3)一端固定于連接花板(14)下部，另一端插入液體生物介質(zhì)層(5)內(nèi)；下箱體(4)一側(cè)上部設有脫水裝置(7)，脫水裝置(7)位置高于液體生物介質(zhì)層(5)的液面高度，下箱體(4)一側(cè)設有溢流槽(8)，可調(diào)溢流板(9)位于溢流槽(8)的插槽內(nèi)，霧化冷卻器(1)通過管道連接上箱體(2)，脫水裝置(7)通過管道連接主風機(15)；再生池(11)位于溢流槽(8)出液口(18)的下部，再生池(11)底部設有曝氣管道(16)，曝氣管道(16)通過管道連接曝氣風機(17)，再生池(11)通過水泵(6)連接輸送液體生物介質(zhì)的管道(13)的一端，輸送液體生物介質(zhì)的管道(13)的另一端連接下箱體的進液口(19)，攪拌風機(10)與攪拌管線(12)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，其特征在于所述鼓泡管(3)為15-50根，每根鼓泡管(3)為中部空心的管狀結(jié)構，其底部管壁上分布有小孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，其特征在于所述鼓泡管(3)埋入液體生物介質(zhì)層(5)的深度為0-20cm。
4.根據(jù)權利要求1所述的增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，其特征在于所述脫水裝置(7)采用1～5層人字型慣性分離擋板。
5.根據(jù)權利要求1所述的增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，其特征在于所述攪拌管線(12)為3-15組。
6.根據(jù)權利要求1所述的增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，其特征在于所述曝氣管道(16)為1-10根。
7.根據(jù)權利要求1所述的增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，其特征在于所述液體生物介質(zhì)層(5)采用的液體生物介質(zhì)采用馴化后的活性污泥，其中，污泥懸浮物固形濃度為2000-12000mg/L，pH值為6-10。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，具體涉及一種增強型噴射鼓泡氣體生物吸收凈化裝置，由霧化冷卻器、噴射鼓泡洗滌裝置、脫水裝置、溢流槽、再生池等組成，噴射鼓泡洗滌裝置由上箱體、鼓泡管、下箱體、液體生物介質(zhì)層組成，下箱體內(nèi)設有液體生物介質(zhì)層，底部設攪拌管線，鼓泡管插入液體生物介質(zhì)層內(nèi)；下箱體一側(cè)設脫水裝置和溢流槽，脫水裝置位置高于液體生物介質(zhì)層液面高度，霧化冷卻器連接上箱體，脫水裝置連接主風機，再生池位于溢流槽出液口下部，再生池底部設有曝氣管道，曝氣管道連接曝氣風機，再生池通過水泵連接輸送液體生物介質(zhì)的管道一端，輸送液體生物介質(zhì)的管道的另一端連接下箱體進液口。本發(fā)明結(jié)構簡單、管路設計合理、簡易，易于清理、維護。
文檔編號B01D53/84GK1986034SQ200610119289
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權日2006年12月7日
發(fā)明者羌寧, 郭小品, 吳志超, 裴冰 申請人:同濟大學