一種揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置制造方法
【專利摘要】一種揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置，用以處理去除廢氣中的揮發(fā)有機質(VOC)和PM2.5顆粒。本實用新型包括滴濾塔1、進氣系統(tǒng)、進水系統(tǒng)、營養(yǎng)液投加系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)4部分組成。本實用新型將HEPA先進過濾材料應用于生物滴濾裝置中，去除VOC的同時去除PM2.5污染顆粒；除濕網、HEPA網可拆卸，方便維修；設置了氣洗、水洗結合的在線清洗系統(tǒng)，有效解決填料堵塞問題；滴濾池底部空間作儲水池，節(jié)省了儲水槽，構造簡單；設置了熱水保溫設施，為寒冷氣候和地區(qū)提供生化所需溫度；根據(jù)不同性質的VOC匹配選擇不同濾料，濾料可更換，因此可以將塔體標準化制作，降低成本，提高質量。
【專利說明】一種揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置
一、【技術領域】
[0001]本實用新型是一種生物滴濾裝置，用以處理廢氣中的揮發(fā)有機質(以下簡稱VOC)和PM2.5顆粒。
[0002]應用行業(yè)有垃圾填埋場和垃圾轉運站、畜牧業(yè)、食品廠、釀酒廠、煙草行業(yè)、噴涂行業(yè)、制革廠、半導體行業(yè)、部分電鍍行業(yè)、部分化工行業(yè)、部分制藥等。

二、【背景技術】
[0003]目前，國內對VOC廢氣處理所采用的技術基本是化學洗滌、活性炭吸附、電離法、焚燒4種技術，生物法尚處在研宄階段。
[0004]化學洗滌一般是通過強酸、強堿、強氧化劑等藥劑與污染物反應，使得污染物轉移至洗滌水中，從而達到去除污染物的目的，由于涉及到危險化學藥劑，該方法管理控制難。另外，化學藥劑反應比較單一，不能適應復雜的有機質，往往造成運行效果不穩(wěn)定。且不停的消耗藥劑，增加企業(yè)的運行費用。
[0005]活性炭吸附是利用活性炭的多孔性吸附污染物，活性炭吸附有容量限制，在吸附20%左右即飽和，需要更換活性炭?；钚蕴繉儆谖ｋU廢物，造成二次污染，處置難度大。并且活性炭價格很高，污染物處理成本高。
[0006]電離處理效率低、可靠性差；焚燒則投資高、運行成本高且產生二次污染。
[0007]生物法處理VOC是目前比較先進的技術，構造簡單、性能穩(wěn)定可靠，運行成本低。生物滴濾技術在國內處于研宄試驗階段，存在占地大、布水、布氣不均勻、填料老化不穩(wěn)定、生物膜生長速度慢、與填料結合不牢固、填料堵塞、不能除塵除濕等問題，不能適應我國對于PM2.5空氣污染的控制趨勢等問題。
三、實用新型內容
[0008]本實用新型將HEPA(Highefficiency particulate air Filter，中文意思為高效空氣過濾器)先進過濾材料應用于生物滴濾裝置中，去除VOC的同時去除PM2.5污染顆粒；在線清洗系統(tǒng)解決了填料堵塞問題；滴濾池底部設有儲水池，比常規(guī)滴濾塔節(jié)省了儲水槽，使得生物滴濾裝置的構造更加簡單，節(jié)約占地；除濕網、HEPA網可拆卸，方便維修；根據(jù)不同性質的VOC匹配選擇不同濾料，濾料可更換，因此可以模具化制作塔體，比起訂制大大降低了生產成本；本實用新型還考慮了熱水保溫功能，為寒冷氣候或地區(qū)提供生化所需溫度。以上這些擬補了其他生物法的缺陷或不足。
[0009]本實用新型的具體技術方案如下:
[0010]本實用新型為“一種揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置”，揮發(fā)性有機廢氣由加壓風機15送入進氣管16，從塔底流向塔頂，經過長有微生物的填料層5、除濕網3、HEPA濾網2凈化后流出塔體，循環(huán)泵25循環(huán)向填料噴水，其特征是:該實用新型一體化設計，在填料層5上方增加了除濕網3和HEPA濾網2，儲水池30布置在滴濾塔I底部，與滴濾塔I一體，增加了在線清洗系統(tǒng)，應用壓縮空氣和水清洗填料。如圖1所示。
[0011]在滴濾塔底部設置一段高度的儲水池，補充水進水管2-13設置在液位上方，循環(huán)泵吸水管2-17插入液位下，另設置了溢流管2-16和溢流管排氣管2-15在液位上方，放空管2-18在儲水池底部，分析廢液回流管2-12在液位上方，在塔體外側裝有可視液位計2-14與儲水池30聯(lián)通。如圖2、圖3所示。
[0012]除濕網3和HEPA濾網2都是片狀設計，片片間凹凸槽互嵌，片寬不超過600mm，除濕網3所有濾片連接成圓形架在滴濾塔內的支架2-5上，HEPA濾網2所有濾片連接成圓形，自然放置在除濕網3之上，HEPA濾網2上面有防飄卡2-4，防飄卡2_4固定焊接/粘接在滴濾塔體上，位置在每個濾片連接處，緊靠HEPA濾網2上方。如圖5、圖6、圖7、圖8所示。
[0013]本實用新型設置了“氣洗-氣水洗-水洗”的在線清洗流程和相應配備，設置壓縮空氣供給管9、清洗水供給管路29、穿孔管6，在壓縮空氣供給管路上設有泄壓閥7、電磁閥8和排水管11和排水閥10，清洗水供給管路29上設有單向閥19、電磁閥8，壓縮空氣加入穿孔管，先進行氣洗2?3分鐘，然后打開清洗水管29的電磁閥加入清洗水，此時壓縮空氣不停，進行氣水洗I?2分鐘，然后停壓縮空氣，僅清洗水繼續(xù)洗約3?5分鐘，清洗完畢后，排空電動閥18打開，將廢液排出，至最低液位停止，打開清水閥，補充清水，打開營業(yè)液補充營養(yǎng)液。如圖1所不。
[0014]氣洗所用的壓縮空氣穿孔管6設置成雙環(huán)結構，兩個與塔體同心水平的同樣大小的圓管在填料5內縱向上下放置，兩側由豎向總管連接分別連接壓縮空氣供給管9和清洗水供給管29，雙環(huán)圓管斜下方45度有若干小孔在軸向兩側均勻交錯分布。如圖9、圖10、圖11所示。
[0015]本實用新型設計了保溫加熱裝置，其特征是:將熱水供應管22接到清水補水管23上，熱水供水管22上有單向閥19、流量計21、手動球閥20。如圖1、圖2所示。
[0016]每個環(huán)節(jié)的詳細闡述如下:
[0017]該滴濾裝置主要由4部分組成，主體結構是a)滴濾塔I及其內部結構支撐、填料5、HEPA濾網2、除濕網3、放空管18、溢流管2_16及監(jiān)測儀表，滴濾塔I為圓柱型，上部錐形縮小連接排氣筒，HEPA濾網2和除濕網3由寬度不超過600mm的長條拼成圓形，長條間凹凸槽相嵌，方便從人孔取出更換，如附圖5?8所示；滴濾裝置配套有b)噴淋系統(tǒng)，由循環(huán)泵25、循環(huán)管路26、新水補給管23、營養(yǎng)液補給管路24、噴淋管及噴頭4、熱水供給管22，及其附屬閥門、儀表等組成；c)進氣系統(tǒng)由加壓風機15、風管16及相應儀表；d)清洗系統(tǒng)由壓縮空氣管9、穿孔管6及相應閥門組成，壓縮空氣管9上設有排水管10，用以排除積水，壓縮空氣管9和穿孔管6的一端相連，從循環(huán)水上引出一根清洗水管29和穿孔管6的另一端相連。穿孔管6為雙環(huán)結構，兩個與塔體同心水平的同樣大小的圓管在填料內縱向上下放置，雙環(huán)圓管斜下方45度有若干小孔在軸向兩側均勻分布，兩側由豎向總管連接分別入壓縮空氣管9和清洗水管29，如附圖9?11所不。
[0018]運行時的流程:VOC廢氣由加壓風機15送入進氣管16，從塔底流向塔頂，先后經過填料層5、除濕網3、HEPA濾網2凈化后流出塔體。進氣管上裝有VOC/H2S監(jiān)測儀可以測量進氣污染物濃度，通過PLC自動計算噴淋水量和營養(yǎng)液投加量(自控系統(tǒng)不在本實用新型申請范圍)，進氣管16上裝有壓力計可以觀測壓力，裝有壓差計用以換算成氣體流量。滴濾塔下部為儲水池30，進氣管16位于液位上填料5下，填料層位于塔體中部區(qū)域，占據(jù)塔體主要高度。填料5根據(jù)VOC性質不同可以選擇輕質火山巖、聚氨酯泡沫、PP鮑爾環(huán)等。填料顆粒上長有微生物，VOC通過水溶解、填料吸附、微生物降解作用被去除，滴濾塔初始運行時，接種細菌在適當?shù)臈l件下大量繁殖生長，達到一定量后形成緊密的微生物膜附著在填料上，正常運行時微生物的新陳代謝處于動態(tài)平衡，死去的細菌殘骸脫落被噴淋水洗入塔下部的儲水池30中，新生的細菌補充微生物膜。填料層上方布置有噴淋管4，中部鋪設穿孔管6。儲水池30區(qū)域在塔體外部裝有可視液位計27保護循環(huán)泵、控制液位高度，可視液位計27可以肉眼直觀看出液位，方便巡視，還裝有pH/溫度計監(jiān)測液體的pH和溫度，測量PH的變化可以自動控制排水閥和供水系統(tǒng)，當pH達到低值時，需要排放廢液，并補充新鮮自來水。當溫度過低時，向自控系統(tǒng)報警，根據(jù)情況，打開熱水管線22上的閥門補充適量熱水，從而保證微生物在適宜溫度下生長，提高微生物活性。循環(huán)管路上的循環(huán)泵25從塔體底部儲液池30抽取液體，加壓至塔體上部的噴淋管4，從均勻布置的噴頭向下噴出至填料，給填料加濕，為填料上附著的生物膜提供水份。除濕網3裝在塔內噴淋管上方，經過微生物填料處理過的氣體含有大量濕氣，攜帶部分水溶性污染物，經過除濕網3時，氣體中的水份及攜帶的污染物被去除。緊接著除濕網上裝有HEPA除塵網，用以清理氣體中殘留的PM2.5級的微小顆粒，為氣體凈化做最后一道屏障。
[0019]滴濾塔在運行一段時間后，大量未脫落的微生物殘骸、廢氣和循環(huán)水中的灰塵堆積到調料上堵塞填料，造成氣體分布不均，局部短流、溝流等現(xiàn)象，處理效果下降，需要清洗填料。本實用新型設計了在線的壓縮空氣清洗(簡稱“氣洗”)和壓力水清洗(簡稱“水洗”)過程，壓縮空氣和水同時加入的清洗為“氣水洗”。
[0020]清洗流程為壓縮空氣加入穿孔管，先進行氣洗2分鐘左右，在壓縮空氣的吹刷作用下堵塞處被疏通，然后打開清洗水管29的電磁閥加入清洗水，此時壓縮空氣不停，進行氣水洗約I分鐘；然后停壓縮空氣，清洗水繼續(xù)洗約3?5分鐘。清洗完畢后，排空電動閥打開，將廢液排出，至最低液位停止，打開清水閥，補充清水。打開營業(yè)液補充營養(yǎng)液。整個清洗流程可以在線進行，即VOC氣體正常進入，滴濾塔繼續(xù)運行。本清洗程序簡單可行，不影響滴濾塔的正常運行，為解決生物滴濾法堵塞問題提供了可行、可靠方案。
[0021]本實用新型具有以下有益效果:
[0022]I)本實用新型將HEPA先進過濾材料應用于生物滴濾裝置中，去除VOC的同時去除PM2.5污染顆粒。大部分工業(yè)氣體污染都伴隨著粉塵的污染，而目前國內外關于生物滴濾池的設計都沒有考慮PM2.5顆粒的去除，因為PM2.5顆粒極小，水洗和普通過濾去除率低，本方案采取HEPA濾網設置在滴濾塔最上方，作為最后一道屏障，保證氣體處理徹底。
[0023]2)除濕網3、HEPA網2可拆卸，方便維修。除濕網3、HEPA網2獨特的片狀設計，片片之間凹凸槽互嵌，密封嚴實，手工拆裝，方便更換維修。如附圖5?8所示。
[0024]3)本實用新型配備了壓縮空氣清洗系統(tǒng)，通過氣洗-氣水洗-水洗作用，能較好的防止滴濾池堵塞，促進微生物膜的新陳代謝，在線清洗系統(tǒng)不影響滴濾池的正常運行，可實現(xiàn)自動運行，易于操作。
[0025]4)滴濾池底部設有儲水池30，儲水池30除了為塔體提供循環(huán)液，還容納生物膜脫落下來的雜質，有效的排除塔內廢物，對儲水池內水質的取樣監(jiān)測更直接的反應滴濾塔的運行狀況，比起其他專利設計的獨立的儲水槽，減少占地，減少管路，簡化生物滴濾裝置構造;
[0026]5)因生物反應需要有實意的溫度，該實用新型還考慮了保溫作用，向循環(huán)水中加入熱水，提高循環(huán)水溫，循環(huán)噴淋至濾料，可以很快提升塔內溫度。
[0027]6)根據(jù)不同性質的VOC匹配選擇不同濾料，濾料可更換，因此可以模具化制作塔體，比起訂制大大降低了生產成本，并易于實現(xiàn)產業(yè)化生產，控制產品質量。

四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置示意圖，表示本實用新型的整體工藝流程，圖中所示為各部件的圖例標，非實際樣式，相同圖例表示相同部件，各部件名稱如下:
[0029]I)塔體、2)HEPA濾網、3)除濕網、4)噴淋管、5)填料、6)壓縮空氣布氣管、7)壓縮空氣泄壓閥、8)電磁閥(多個)、9)壓縮空氣供氣管、10)閘閥、11)排水管、12) VOC或H2S在線檢測儀、13)壓力表(多個)、14)壓差計(兩個)、15)加壓風機、16)進氣管、17)放空管、18)電動排水閥、19)單向閥(多個)、20)球閥(多個)、21)流量計(多個)、22)熱水管、23)清水補水管、24)營養(yǎng)液供給管、25)循環(huán)水泵、26)循環(huán)水管、27)可視液位計、28)pH溫度變送器、29)清洗水管、30)儲水池。
[0030]圖2是生物滴濾凈化一體化裝置的正立面裝配圖。該圖表示的是本實用新型中滴濾塔的內外結構情況，該圖中的部件編號加一前綴“2_”，以區(qū)別于圖1中的部件編號，部件如下:
[0031]2-1)塔體、2-2)吊裝短管、2-3)人孔、2-4)防飄卡、2-5)除濕網和HEPA網支撐、2-6)循環(huán)水管、2-7)填料上擋板、2-8)清洗水進水管、2-9)填料下?lián)醢濉?_10)壓縮空氣進氣管、2-11)進氣管、2-12)分析/取樣液回流管、2-13)清水補充水管、2_14)可視液位計、2-15)溢流管排氣管、2-16)溢流管、2-17)循環(huán)泵吸水管、2_18)放空管
[0032]圖3是生物滴濾凈化一體化裝置的左側立面裝配圖。該圖與圖2 —起表示滴濾塔的內外結構情況，沿用圖2中的編號，比圖2多顯示的部件有2-19)儀表座。
[0033]圖4是生物滴濾凈化一體化裝置的A-A剖面裝配圖，該圖是圖2所示A-A剖面的結構情況，主要指出各管路的水平方向相對位置和噴淋管4的詳細結構，沿用圖2、圖3編號，多顯示的部件有2-20)噴淋管支管及噴頭。
[0034]圖5是HEPA濾網/除濕網的平面圖，該圖說明了 HEPA濾網和除濕網的結構布置情況。
[0035]圖6是HEPA濾網/除濕網的剖面圖，該圖說明了 HEPA濾網和除濕網縱向結構情況。
[0036]圖7是HEPA濾網/除濕網與塔體連接處詳圖，該圖說明了 HEPA濾網和除濕網在塔體的固定方法。
[0037]圖8是HEPA濾網/除濕網凹槽連接局部詳圖，該圖展示了 HEPA濾網和除濕網片狀設計，片片間凹凸槽互嵌的連接方式。
[0038]圖9是穿孔管示意圖。
[0039]圖10是穿孔管局部剖面圖，該圖展示了小孔的縱向位置。
[0040]圖11是穿孔管局部外側面視圖，該圖展示了小孔在水平方向的分布情況。

五、【具體實施方式】
[0041]在預制的設計尺寸的塔體(材料為PP或PE)內部焊接支架2-5、2-7、2-9，防飄卡2-4，中上部和中下部各4個吊裝短管2-2，開挖設計管道的預留孔如2-17、2-14、2-12、2-13、2-16、2-18、2-3、2-11、2-6、2-8、2-10，焊接管道 2-17、2-14、2-12、2-13、2-16、2_18、2-11、2-6、2-8、2-10，焊接人孔2_3，人孔蓋板采用透明的有機玻璃，從外面可以清楚看到塔內情況。各個管口和人孔的相對位置參見圖2、圖3、圖4。焊接及固定穿孔管6，穿孔管兩主管分別對應2-10 (細的接壓縮空氣)和2-18 (較粗的接清洗水)。
[0042]預制除濕網片3、HEPA濾片2、穿孔管及連接主管6。
[0043]從中間的人孔裝入填料5至需要高度(1.5?2米)，從最上面的人孔裝入除濕網片3，然后再裝入HEPA濾網片2，注意凹凸槽卡扣完全，相互銜接緊密，以免出現(xiàn)漏氣。
[0044]如圖1，連接風機15、風管16至塔體進風口 2-11 ;循環(huán)泵25和循環(huán)水管26及閥門與塔體上吸水管2-17、出水管2-6相連，形成完整的循環(huán)管路；連接清洗水管路及電磁閥、單向閥至穿孔管預留2-8和循環(huán)管2-6 ;接入壓縮空氣管路及電磁閥、泄壓閥至2-10 ;接進水管線23及其閥門配件至2-13，在進水管線上連接一個三通，接熱水管線，熱水為滴濾塔保溫之用，冬季溫度偏低時，適當沖入熱水以維持塔內溫度不低于15°C，保證微生物的生長。營養(yǎng)液管線24接到循環(huán)管路2-6，因為循環(huán)水在管道里急速湍流，營養(yǎng)液易于混合均勻。在循環(huán)水管2-16上接一路取樣管，和一路監(jiān)測水管，取樣管用球閥隔離，監(jiān)測水管接入儀表，廢液接入回流管2-12。
[0045]最后，連接在線儀表、接電，至控制柜(控制柜不在本實用新型范圍內)。
[0046]設備啟動初期，打開閥門先加入清水至正常水位，啟動循環(huán)泵25，打開營養(yǎng)液投加系統(tǒng)，接種菌種可以通過營業(yè)液管路加入，持續(xù)通入VOC氣體，恒溫、恒濕培養(yǎng)細菌，使其快速繁殖，通過滴濾塔上的壓差計可以判斷微生物生長情況，更精確的判斷需要取出水樣到實驗室做生活實驗。隨著微生物的生長繁殖，逐漸加大進氣量，加大營養(yǎng)液的投加量，從人孔可以看到填料掛膜情況。持續(xù)運行一段時間后，填料壓差超過600?SOOkPa時，說明填料有堵塞，啟動清洗流程如下:
[0047]壓縮空氣加入穿孔管，先進行氣洗2分鐘左右，在壓縮空氣的吹刷作用下堵塞處被疏通，然后打開清洗水管29的電磁閥加入清洗水，此時壓縮空氣不停，進行氣水洗約I分鐘；然后停壓縮空氣，清洗水繼續(xù)洗約3?5分鐘。清洗完畢后，排空電動閥打開，將廢液排出，至最低液位停止，打開清水閥，補充清水。打開營業(yè)液補充營養(yǎng)液。整個清洗流程可以在線進行，即VOC氣體正常進入，滴濾塔繼續(xù)運行。
【權利要求】
1.一種揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置，揮發(fā)性有機廢氣由加壓風機(15)送入進氣管(16)，從塔底流向塔頂，經過長有微生物的填料層(5)、除濕網(3)、HEPA濾網(2)凈化后流出塔體，循環(huán)泵(25)循環(huán)向填料噴水，其特征是:該實用新型一體化設計，在填料層(5)上方增加了除濕網(3)和HEPA濾網(2)，儲水池(30)布置在滴濾塔⑴底部，與滴濾塔(I) 一體，增加了在線清洗系統(tǒng)，應用壓縮空氣和水清洗填料。
2.根據(jù)權利要求1所述的揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置，其特征是:除濕網(3)和HEPA濾網(2)都是片狀設計，片片間凹凸槽互嵌，片寬不超過600mm，除濕網(3)所有濾片連接成圓形架在滴濾塔內的支架(2-5)上，HEPA濾網(2)所有濾片連接成圓形，自然放置在除濕網⑶之上，HEPA濾網⑵上面有防飄卡(2-4)，防飄卡(2-4)固定焊接/粘接在滴濾塔體上，位置在每個濾片連接處，緊靠HEPA濾網(2)上方。
3.根據(jù)權利要求1所述的揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置，其特征是:在滴濾塔底部設置一段高度的儲水池，補充水進水管(2-13)設置在液位上方，循環(huán)泵吸水管(2-17)插入液位下，另設置了溢流管(2-16)和溢流管排氣管(2-15)在液位上方，放空管(2-18)在儲水池底部，分析廢液回流管(2-12)在液位上方，在塔體外側裝有可視液位計(2-14)與儲水池(30)聯(lián)通。
4.根據(jù)權利要求1所述的揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置，其特征是:壓縮空氣穿孔管(6)設置成雙環(huán)結構，兩個與塔體同心水平的同樣大小的圓管在填料(5)內縱向上下放置，兩側由豎向總管連接分別連接壓縮空氣供給管(9)和清洗水供給管(29)，雙環(huán)圓管斜下方(45)度有若干小孔在軸向兩側均勻交錯分布。
5.根據(jù)權利要求1所述的揮發(fā)性有機廢氣生物滴濾凈化一體化裝置，其特征是:將熱水供應管(22)接到清水補水管(23)上，熱水供水管(22)上有單向閥(19)、流量計(21)、手動球閥(20)。
【文檔編號】B01D46/12GK204193785SQ201420145114
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】楊廣平 申請人:楊廣平