CN117065518A - 一种有机废气浓缩矿化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机废气浓缩矿化系统，包括依次设置的废气矿化塔、超滤装置、芬顿氧化池、沉淀池、厌氧发酵池、好氧池，所述废气矿化塔从下到上依次设置锥形排放池、吸收池、铁碳填料层、多孔负极板、锥形阳极、生物填料层、排气端，所述锥形排放池锥底设置出水管，所述出水管连接所述超滤装置，所述吸收池设置进水管和进气管，所述吸收池与所述铁碳填料层之间设置缓冲区，所述多孔负极板与所述锥形阳极电连接；所述锥形电极锥底设置排泥管，所述锥形电极设置滴水孔；经过铁碳填料层处理后的废气在负极板的作用下，氯代有机物进一步还原脱氯，可以很大程度的还原氯代有机物，降低有机废气的毒性。
Description
技术领域
本发明是关于废气处理系统，特别是关于一种有机废气浓缩矿化系统。
背景技术
含氯有机废气是一种难处理废气，其具有较强的毒性，目前常用的处理方法包括直接燃烧、光催化、生物降解等方法，焚烧法多用于处理高浓度的废气，但在燃烧过程中会产生腐蚀性气体，在燃烧不完全的情况下会产生浓度更大的有机废气，冷凝法可以处理高浓度含氯有机废气，并且能够有效回收原料，但是该方法对低沸点含氯有机废气处理不够彻底，不能达到排放标准的要求。生物过滤技术是将废气送入含有多种微生物的过滤设施后，废气中包含的有机和无机部分被降解转化成无毒无污染的气体。该技术主要依靠不同种类的微生物对于废气中不同成分的净化作用，具有良好的清洁效果，但是前期投入较高。
CN112933865A公开了一种氯丙烯生产过程中含氯有机废气的处理方法，废气经去水干燥，然后将干燥后的含氯有机废气进行深冷处理，冷凝下来的冷凝液经冷凝液输送泵回收，尾气经活性炭吸附后达标排放，然而，尽管该方法将含氯有机废气进行了回收利用，但是其在回收过程中，并没有对废气的污染成分进行降解处理；CN108339388A公开了一种高浓度含氯有机废气净化处理技术，其对废气进行过滤、高温氧化、碱液吸收等，然而其在高温处理过程中，难免会形成二噁英类物质，此类物质难以处理，毒性更大；CN113266837A公开了一种含氯有机废气的处理方法，其利用催化燃烧、热力燃烧，净化燃烧后的废气，此方法仍然存在产生毒性更大的二噁英的问题。
因此，如何针对有机废气中含氯有机物进行处理，将其浓缩矿化处理后排放成了目前急需解决的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机废气浓缩矿化系统，其利用铁碳微电解、电催化及生物滴滤对含氯有机废气进行高效处理。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种有机废气浓缩矿化系统，包括：依次设置的废气矿化塔1、超滤装置2、芬顿氧化池3、沉淀池4、厌氧发酵池5、好氧池6，所述废气矿化塔1从下到上依次设置锥形排放池14、吸收池13、铁碳填料层15、多孔负极板17、锥形阳极18、生物填料层110、排气端113，所述锥形排放池14锥底设置出水管，所述出水管连接所述超滤装置2，所述吸收池13设置进水管11和进气管12，所述吸收池13与所述铁碳填料层15之间设置缓冲区，所述多孔负极板17与所述锥形阳极18电连接；所述锥形电极18锥底设置排泥管19，所述锥形电极18设置滴水孔；
所述铁碳填料层15中设置铁合金与活性炭，所述铁合金与活性炭质量比为55:45；所述铁合金中设置铅和银，所述铅和银的质量百分比分别为1.2%和0.5%；
所述锥形阳极18为铁电极，所述多孔负极板17以多孔碳为基底，泡沫金属为活性成分，所述泡沫金属为铜、镍、银合金泡沫金属，所述铜、镍、银的质量比为25:10:1；
在本发明的一个或多个实施方式中，所述排气端113与所述生物填料层110之间设置剩余污泥管112；
在本发明的一个或多个实施方式中，所述超滤装置2的淡水出口连接超滤回流管111，所述超滤回流管111连接所述剩余污泥管112；
在本发明的一个或多个实施方式中，多孔负极板17与所述锥形阳极18之间设置直流电源，调节电流密度为10-20mA/cm2；
在本发明的一个或多个实施方式中，所述超滤装置2浓水出口连接所述芬顿氧化池；
在本发明的一个或多个实施方式中，所述有机废气为含氯有机废气；
在本发明的一个或多个实施方式中，所述多孔负极板17上侧和下侧均设置活性炭层；
在本发明的一个或多个实施方式中，所述活性炭层厚度设置为10-20cm；
在本发明的一个或多个实施方式中，所述进气管12连接设置在吸收池13中的曝气装置，所述曝气装置位于所述吸收池中液相的液面以下；
与现有技术相比，根据本发明实施方式具有以下优点：
（1）将含有污泥的废水输送至吸收池，废气经进气管进入时，废水会与废气接触，从而吸附部分污染物，并将部分水汽带至铁碳填料层进行处理；
（2）铁碳填料层设置铁合金与活性炭，所述铁合金与活性炭质量比为:40-70:30-50；所述铁合金中设置铅和银，所述铅和银的质量百分比分别为1-2%和0.3-0.5，该填料会对含氯有机物进行还原脱氯反应，将有机物中的全部或部分氯还原为氢官能团；
（3）经过铁碳填料层处理后的废气进一步上升至多孔负极板，在负极板的作用下，氯代有机物进一步还原脱氯，所述锥形阳极18为铁电极，所述多孔负极板17以多孔碳为基底，泡沫金属为活性成分，所述泡沫金属为铜、镍、银合金泡沫金属，所述铜、镍、银的质量比为25:10:1，该负极可以很大程度的还原氯代有机物；
（4）经多孔负极板处理后的废气进一步上升至锥形阳极，锥形阳极为多孔板，生物填料层中的污泥和水滴落在锥形阳极中并在锥形阳极中发生氧化反应，将有机物进一步矿化为易降解的有机物；
（5）锥形阳极上方设置生物填料层，填料层中设置生物膜，废气经生物膜处理后经排气端排出，生物膜也会对废气进行进一步吸附，总而降解矿化有机废气；
（6）未采用焚烧工艺进行废气处理，而是利用废气矿化塔将废气中难降解的含氯有机物还原后使污染物进入水相中进行处理，有效方式了二噁英等有毒物质的产生，也可以在原有水处理设备的基础上进行设备改进，大大降低了工程造价。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的一种有机废气浓缩矿化系统示意图；
图2是根据本发明一实施方式的各有机氯成分去除效果图；
图3是根据本发明一实施方式的各有机氯成分去除效果图；
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
如图1所示，根据本发明优选实施方式的一种有机废气浓缩矿化系统，包括：
一种有机废气浓缩矿化系统，包括：依次设置的废气矿化塔1、超滤装置2、芬顿氧化池3、沉淀池4、厌氧发酵池5、好氧池6，所述废气矿化塔1从下到上依次设置锥形排放池14、吸收池13、铁碳填料层15、多孔负极板17、锥形阳极18、生物填料层110、排气端113，所述锥形排放池14锥底设置出水管，所述出水管连接所述超滤装置2，所述吸收池13设置进水管11和进气管12，所述吸收池13与所述铁碳填料层15之间设置缓冲区，所述多孔负极板17与所述锥形阳极18电连接；所述锥形电极18锥底设置排泥管19，所述锥形电极18设置滴水孔；所述铁碳填料层15中设置铁合金与活性炭，所述铁合金与活性炭质量比为55:45；所述铁合金中设置铅和银，所述铅和银的质量百分比分别为1.2%和0.5%；所述锥形阳极18为铁电极，所述多孔负极板17以多孔碳为基底，泡沫金属为活性成分，所述泡沫金属为铜、镍、银合金泡沫金属，所述铜、镍、银的质量比为25:10:1，所述排气端113与所述生物填料层110之间设置剩余污泥管112，所述超滤装置2的淡水出口连接超滤回流管111，所述超滤回流管111连接所述剩余污泥管112，多孔负极板17与所述锥形阳极18之间设置直流电源，调节电流密度为10-15mA/cm2，所述超滤装置2浓水出口连接所述芬顿氧化池，所述有机废气为含氯有机废气；其中，所述超滤回流管111和剩余污泥管112的输送量以保证所述锥形阳极18与多孔负极板17之间充满水且所述空腔中形成气腔即可；所述进气管12连接设置在吸收池13中的曝气装置，所述曝气装置位于所述吸收池中液相的液面以下；
某化工厂排放的含氯有机废气：氯甲烷245ppm、二氯甲烷890ppm、氯苯1900ppm；将有机废气流量Q=4000m3/h的速度输送至废气矿化塔中，调整调节电流密度为5、10、15、20、25mA/cm2，检测排气端中废气氯甲烷、二氯甲烷及氯苯去除率，参见图2。
实施例2
在实施例1的基础上，在所述多孔负极板17上侧和下侧均设置活性炭层，所述活性炭层厚度设置为20cm。并检测排气端中废气氯甲烷、二氯甲烷及氯苯去除率，参见图3。
对比例1
将铁碳填料层置换为活性炭吸附层，各个氯化有机物的去除率降低20%以上；而将铁碳填料层置换为普通微电解层，氯化有机物的去除率降低15%以上。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，包括依次设置的废气矿化塔（1）、超滤装置（2）、芬顿氧化池（3）、沉淀池（4）、厌氧发酵池（5）、好氧池（6），所述废气矿化塔（1）从下到上依次设置锥形排放池（14）、吸收池（13）、铁碳填料层（15）、多孔负极板（17）、锥形阳极（18）、生物填料层（110）、排气端（113），所述锥形排放池（14）锥底设置出水管，所述出水管连接所述超滤装置（2），所述吸收池（13）设置进水管（11）和进气管（12），所述吸收池（13）与所述铁碳填料层（15）之间设置缓冲区，所述多孔负极板（17）与所述锥形阳极（18）电连接；所述锥形电极（18）锥底设置排泥管（19），所述锥形电极（18）设置滴水孔；
所述铁碳填料层（15）中设置铁合金与活性炭，所述铁合金与活性炭质量比为55:45；所述铁合金中设置铅和银，所述铅和银的质量百分比分别为1.2%和0.5%；
所述锥形阳极（18）为铁电极，所述多孔负极板（17）以多孔碳为基底，泡沫金属为活性成分，所述泡沫金属为铜、镍、银合金泡沫金属，所述铜、镍、银的质量比为25:10:1。
2.如权利要求1所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，所述排气端（113）与所述生物填料层（110）之间设置剩余污泥管（112）。
3.如权利要求2所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，所述超滤装置（2）的淡水出口连接超滤回流管（111），所述超滤回流管（111）连接所述剩余污泥管（112）。
4.如权利要求1所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，多孔负极板（17）与所述锥形阳极（18）之间设置直流电源，调节电流密度为10-20mA/cm2。
5.如权利要求1所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，所述超滤装置（2）浓水出口连接所述芬顿氧化池（3）。
6.如权利要求1所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，所述有机废气为含氯有机废气。
7.如权利要求1所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，所述多孔负极板（17）上侧和下侧均设置活性炭层。
8.如权利要求7所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，所述活性炭层厚度设置为10-20cm。
9.如权利要求1所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，所述进气管（12）连接设置在吸收池（13）中的曝气装置，所述曝气装置位于所述吸收池中液相的液面以下。
10.如权利要求3所述的一种有机废气浓缩矿化系统，其特征在于，所述超滤回流管（111）和剩余污泥管（112）的输送量以保证所述锥形阳极（18）与多孔负极板（17）之间充满水且所述空腔中形成气腔即可。
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