本發(fā)明屬于有機(jī)廢氣處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種VOCs生物降解方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，廢氣排放日益增多，大氣污染逐年嚴(yán)重，給人們的生活和健康帶來較大影響。近年來，我國人為源VOCs污染排放呈逐年增加的趨勢(shì)，對(duì)人和環(huán)境的危害也在加劇。目前，工業(yè)VOCs治理的方法主要有：催化燃燒法、吸附法、吸收法、低溫等離子法、生物法等，但是上述廢氣處理工藝存在處理效果不佳或者投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用過高的缺點(diǎn)，隨著國家對(duì)廢氣監(jiān)管力度的進(jìn)一步加大，排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高，現(xiàn)有的廢氣治理工藝越來越難以滿足需求，因此急切需要開發(fā)出一種處理效果好，適應(yīng)范圍廣，投資和運(yùn)行費(fèi)用低的VOCs廢氣處理方法，以推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種VOCs生物降解方法，解決了現(xiàn)有的廢氣處理方法存在處理效果不佳或者投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用過高的問題。本發(fā)明提供的VOCs生物降解方法，包括廢氣預(yù)處理工段、活性炭吸附工段、活性炭再生工段，其特征在于，所述活性炭再生工段采用再生液對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行噴淋，且噴淋時(shí)間為40-48h；其中，所述再生液中含有多種降解VOCs的微生物，所述微生物包括紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌和克雷白桿菌，且所述紅球菌、所述芽孢桿菌、所述諾卡氏菌、所述棒狀桿菌、所述假單胞桿菌、所述克雷白桿菌的有效活菌數(shù)均為104個(gè)/mL以上。優(yōu)選的，采用VOCs生物降解裝置對(duì)VOCs進(jìn)行生物降解，所述VOCs生物降解裝置包括預(yù)處理裝置、第一活性炭吸附塔、第二活性炭吸附塔、第一離心風(fēng)機(jī)、再生液儲(chǔ)槽、噴淋泵、第二離心風(fēng)機(jī)以及加熱裝置，所述預(yù)處理裝置的一端設(shè)有預(yù)處理進(jìn)氣口，另一端通過管道分別與所述第一活性炭吸附塔廢氣進(jìn)氣口和所述第二活性炭吸附塔廢氣進(jìn)氣口連接，所述第一活性炭吸附塔和所述第二活性炭吸附塔內(nèi)均設(shè)置有活性炭填料層，所述活性炭填料層上方均設(shè)有噴淋管，所述噴淋管上設(shè)有多個(gè)噴頭，所述第一活性炭吸附塔出氣口與所述第二活性炭吸附塔出氣口均通過管道與所述第一離心風(fēng)機(jī)連接，所述第一活性炭吸附塔上端和所述第二活性炭吸附塔上端還通過管道連接；所述再生液儲(chǔ)槽位于所述第一活性炭吸附塔的下方，并且下端設(shè)有再生液出液口，所述再生液出液口通過管道與所述噴淋泵進(jìn)液口連接，所述噴淋泵出液口通過管道與所述噴淋管連接，所述第一活性炭吸附塔和所述第二活性炭吸附塔底端均設(shè)置有處理液出液口，所述處理液出液口均連接有管道通入所述再生液儲(chǔ)槽內(nèi)；所述第二離心風(fēng)機(jī)的一端設(shè)有空氣進(jìn)氣口，另一端通過管道與所述加熱裝置進(jìn)氣口連接，所述加熱裝置出氣口通過管道分別與所述第一活性炭吸附塔的烘干氣進(jìn)氣口和所述第二活性炭吸附塔的烘干氣進(jìn)氣口連接；所述管道上均設(shè)置有閥門；所述VOCs生物降解方法包括以下步驟：步驟1，廢氣預(yù)處理：對(duì)廢氣進(jìn)行除濕和除塵預(yù)處理，得到預(yù)處理廢氣；步驟2，活性炭吸附工段：步驟1預(yù)處理廢氣從第一活性炭吸附塔廢氣進(jìn)氣口進(jìn)入塔內(nèi)活性炭填料層，待活性炭填料層吸附飽后將預(yù)處理廢氣切換閥門至由第二活性炭吸附塔廢氣進(jìn)氣口進(jìn)入塔內(nèi)活性炭填料層；步驟3，活性炭再生工段：啟動(dòng)噴淋泵，使再生液儲(chǔ)槽中的再生液經(jīng)噴淋泵進(jìn)入第一活性炭塔內(nèi)噴淋管對(duì)活性炭填料層進(jìn)行噴淋，噴淋后的再生液經(jīng)過第一活性炭吸附塔底端設(shè)置的處理液出液口進(jìn)入再生液儲(chǔ)槽中，經(jīng)曝氣后循環(huán)使用；步驟4，烘干工段：步驟3結(jié)束后關(guān)閉噴淋泵，將第二活性炭吸附塔內(nèi)凈化尾氣通過第二開口通入步驟3的第一活性炭吸附塔中，對(duì)再生后的活性炭填料層吹掃8-12h，然后再利用第二離心風(fēng)機(jī)將環(huán)境空氣通入加熱裝置中加熱至50-60℃后再通過第一活性炭吸附塔的烘干氣進(jìn)氣口進(jìn)入活性炭填料層進(jìn)行烘干，4-6h后停止通入加熱環(huán)境空氣，待活性炭填料層自然冷卻后繼續(xù)使用；步驟5，第二活性炭吸附塔中活性炭填料層吸附飽和后將預(yù)處理廢氣切換閥門至由第一活性炭吸附塔進(jìn)氣口處進(jìn)入塔內(nèi)，由再生后的活性炭填料層吸附，同時(shí)第二活性炭吸附塔內(nèi)重復(fù)步驟3～步驟4的操作。優(yōu)選的，所述活性炭吸附工段中，第一活性炭吸附塔和第二活性炭吸附塔的切換由自動(dòng)切換系統(tǒng)完成，所述自動(dòng)切換系統(tǒng)由在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和分析執(zhí)行系統(tǒng)兩部分組成，所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第一活性炭吸附塔和第二活性炭吸附塔出氣口處VOCs濃度，所述分析執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)到的VOCs濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)到第一活性炭吸附塔出氣口處VOCs濃度超出設(shè)定值，則判斷活性炭填料層吸附飽和，所述分析執(zhí)行系統(tǒng)將預(yù)處理廢氣從第一活性炭吸附塔自動(dòng)切換至第二活性炭吸附塔。優(yōu)選的，所述再生液的pH值為7.3-7.8，溫度為20-30℃。優(yōu)選的，所述烘干工段中，凈化尾氣吹掃結(jié)束后，所述自動(dòng)切換系統(tǒng)切換閥門，凈化尾氣通過第一離心風(fēng)機(jī)直接排放到大氣中，同時(shí)引入經(jīng)加熱后的環(huán)境空氣對(duì)活性炭填料層進(jìn)行烘干，加熱烘干4-6h后自動(dòng)切換開關(guān)，停止通入加熱后環(huán)境空氣，活性炭填料層自然冷卻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的VOCs生物降解方法，將物理吸附法與生物降解工藝進(jìn)行組合，首先采用顆粒活性炭對(duì)VOCs進(jìn)行吸附，高效去除廢氣中的VOCs，然后針對(duì)吸附飽和后的活性炭，選用能高效降解有機(jī)物的微生物對(duì)其進(jìn)行再生，保證活性炭能夠循環(huán)使用，本發(fā)明所采用的方法操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行和投資費(fèi)用低，沒有二次污染。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的VOCs生物降解裝置的示意圖。具體實(shí)施方式為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案能予以實(shí)施，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明中所用菌株均購買于中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心，下述各實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種VOCs生物降解方法，包括廢氣預(yù)處理工段、活性炭吸附工段、活性炭再生工段，活性炭再生工段采用再生液對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行噴淋，且噴淋時(shí)間為40h；其中，再生液中含有多種降解VOCs的微生物，包括紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌和克雷白桿菌，且紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌以及克雷白桿菌的有效活菌數(shù)均為104個(gè)/mL以上；采用VOCs生物降解裝置對(duì)VOCs進(jìn)行生物降解，具體實(shí)施步驟如下：步驟1，廢氣預(yù)處理：對(duì)廢氣進(jìn)行除濕和除塵預(yù)處理，得到預(yù)處理廢氣；步驟2，活性炭吸附工段：步驟1預(yù)處理廢氣從第一活性炭吸附塔廢氣進(jìn)氣口進(jìn)入塔內(nèi)活性炭填料層，自動(dòng)切換系統(tǒng)中的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第一活性炭吸附塔出氣口處VOCs濃度，自動(dòng)切換系統(tǒng)中的分析執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)到的VOCs濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)到第一活性炭吸附塔出氣口處VOCs濃度超出設(shè)定值，則判斷活性炭填料層吸附飽和，分析執(zhí)行系統(tǒng)將預(yù)處理廢氣從第一活性炭吸附塔自動(dòng)切換至第二活性炭吸附塔；步驟3，活性炭再生工段：啟動(dòng)噴淋泵，使再生液儲(chǔ)槽中的再生液經(jīng)噴淋泵進(jìn)入第一活性炭塔內(nèi)噴淋管對(duì)活性炭填料層進(jìn)行噴淋，噴淋后的再生液經(jīng)過第一活性炭吸附塔底端設(shè)置的處理液出液口進(jìn)入再生液儲(chǔ)槽中，經(jīng)曝氣后循環(huán)使用；所用再生液的pH值為7.3-7.8，溫度為20-30℃；其中，所述再生液中含有多種降解VOCs的微生物，所述微生物包括紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌和克雷白桿菌，且所述紅球菌、所述芽孢桿菌、所述諾卡氏菌、所述棒狀桿菌、所述假單胞桿菌、所述克雷白桿菌的有效活菌數(shù)均為104個(gè)/mL以上；步驟4，烘干工段：步驟3結(jié)束后關(guān)閉噴淋泵，將第二活性炭吸附塔內(nèi)凈化尾氣通過第二開口通入步驟3的第一活性炭吸附塔中，對(duì)再生后的活性炭填料層吹掃8h，凈化尾氣吹掃結(jié)束后，自動(dòng)切換系統(tǒng)切換閥門，凈化尾氣通過第一離心風(fēng)機(jī)直接排放到大氣中，然后再利用第二離心風(fēng)機(jī)將環(huán)境空氣通入加熱裝置中加熱至50-60℃后再通入活性炭填料層進(jìn)行烘干，加熱烘干4h后自動(dòng)切換開關(guān)，停止通入加熱后環(huán)境氣體，自然冷卻后待用；步驟5，第二活性炭吸附塔中活性炭填料層吸附飽和后將預(yù)處理廢氣切換閥門至由第一活性炭吸附塔進(jìn)氣口處進(jìn)入塔內(nèi)，由再生后的活性炭填料層吸附，同時(shí)第二活性炭吸附塔內(nèi)重復(fù)步驟3～步驟4的操作。實(shí)施例2如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種VOCs生物降解方法，包括廢氣預(yù)處理工段、活性炭吸附工段、活性炭再生工段，活性炭再生工段采用再生液對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行噴淋，且噴淋時(shí)間為44h；其中，再生液中含有多種降解VOCs的微生物，包括紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌和克雷白桿菌，且紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌以及克雷白桿菌的有效活菌數(shù)均為104個(gè)/mL以上；采用VOCs生物降解裝置對(duì)VOCs進(jìn)行生物降解，具體實(shí)施步驟如下：步驟1，廢氣預(yù)處理：對(duì)廢氣進(jìn)行除濕和除塵預(yù)處理，得到預(yù)處理廢氣；步驟2，活性炭吸附工段：步驟1預(yù)處理廢氣從第一活性炭吸附塔廢氣進(jìn)氣口進(jìn)入塔內(nèi)活性炭填料層，自動(dòng)切換系統(tǒng)中的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第一活性炭吸附塔出氣口處VOCs濃度，自動(dòng)切換系統(tǒng)中的分析執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)到的VOCs濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)到第一活性炭吸附塔出氣口處VOCs濃度超出設(shè)定值，則判斷活性炭填料層吸附飽和，分析執(zhí)行系統(tǒng)將預(yù)處理廢氣從第一活性炭吸附塔自動(dòng)切換至第二活性炭吸附塔；步驟3，活性炭再生工段：啟動(dòng)噴淋泵，使再生液儲(chǔ)槽中的再生液經(jīng)噴淋泵進(jìn)入第一活性炭塔內(nèi)噴淋管對(duì)活性炭填料層進(jìn)行噴淋，噴淋后的再生液經(jīng)過第一活性炭吸附塔底端設(shè)置的處理液出液口進(jìn)入再生液儲(chǔ)槽中，經(jīng)曝氣后循環(huán)使用；所用再生液的pH值為7.3-7.8，溫度為20-30℃；其中，所述再生液中含有多種降解VOCs的微生物，所述微生物包括紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌和克雷白桿菌，且所述紅球菌、所述芽孢桿菌、所述諾卡氏菌、所述棒狀桿菌、所述假單胞桿菌、所述克雷白桿菌的有效活菌數(shù)均為104個(gè)/mL以上；步驟4，烘干工段：步驟3結(jié)束后關(guān)閉噴淋泵，將第二活性炭吸附塔內(nèi)凈化尾氣通過第二開口通入步驟3的第一活性炭吸附塔中，對(duì)再生后的填料層吹掃10h，凈化尾氣吹掃結(jié)束后，自動(dòng)切換系統(tǒng)切換閥門，凈化尾氣通過第一離心風(fēng)機(jī)直接排放到大氣中，然后再利用第二離心風(fēng)機(jī)將環(huán)境空氣通入加熱裝置中加熱至50-60℃后再通入活性炭填料層進(jìn)行烘干，加熱烘干5h后自動(dòng)切換開關(guān)，停止通入加熱后環(huán)境氣體，自然冷卻后待用；步驟5，第二活性炭吸附塔中活性炭填料層吸附飽和后將預(yù)處理廢氣切換閥門至由第一活性炭吸附塔進(jìn)氣口處進(jìn)入塔內(nèi)，由再生后的活性炭填料層吸附，同時(shí)第二活性炭吸附塔內(nèi)重復(fù)步驟3～步驟4的操作。實(shí)施例3如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種VOCs生物降解方法，包括廢氣預(yù)處理工段、活性炭吸附工段、活性炭再生工段，活性炭再生工段采用再生液對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行噴淋，且噴淋時(shí)間為48h；其中，再生液中含有多種降解VOCs的微生物，包括紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌和克雷白桿菌，且紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌以及克雷白桿菌的有效活菌數(shù)均為104個(gè)/mL以上；采用VOCs生物降解裝置對(duì)VOCs進(jìn)行生物降解，具體實(shí)施步驟如下：步驟1，廢氣預(yù)處理：對(duì)廢氣進(jìn)行除濕和除塵預(yù)處理，得到預(yù)處理廢氣；步驟2，吸附工段：步驟1預(yù)處理廢氣從第一活性炭吸附塔廢氣進(jìn)氣口進(jìn)入塔內(nèi)活性炭填料層，自動(dòng)切換系統(tǒng)中的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第一活性炭吸附塔出氣口處VOCs濃度，自動(dòng)切換系統(tǒng)中的分析執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)到的VOCs濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)到第一活性炭吸附塔出氣口處VOCs濃度超出設(shè)定值，則判斷活性炭填料層吸附飽和，分析執(zhí)行系統(tǒng)將預(yù)處理廢氣從第一活性炭吸附塔自動(dòng)切換至第二活性炭吸附塔；步驟3，再生工段：啟動(dòng)噴淋泵，使再生液儲(chǔ)槽中的再生液經(jīng)噴淋泵進(jìn)入第一活性炭塔內(nèi)噴淋管對(duì)活性炭填料層進(jìn)行噴淋，噴淋后的再生液經(jīng)過第一活性炭吸附塔底端設(shè)置的處理液出液口進(jìn)入再生液儲(chǔ)槽中，經(jīng)曝氣后循環(huán)使用；所用再生液的pH值為7.3-7.8，溫度為20-30℃；其中，所述再生液中含有多種降解VOCs的微生物，所述微生物包括紅球菌、芽孢桿菌、諾卡氏菌、棒狀桿菌、假單胞桿菌和克雷白桿菌，且所述紅球菌、所述芽孢桿菌、所述諾卡氏菌、所述棒狀桿菌、所述假單胞桿菌、所述克雷白桿菌的有效活菌數(shù)均為104個(gè)/mL以上；步驟4，烘干工段：步驟3結(jié)束后關(guān)閉噴淋泵，將第二活性炭吸附塔內(nèi)凈化尾氣通過第二開口通入步驟3的第一活性炭吸附塔中，對(duì)再生后的填料層吹掃12h，凈化尾氣吹掃結(jié)束后，自動(dòng)切換系統(tǒng)切換閥門，凈化尾氣通過第一離心風(fēng)機(jī)直接排放到大氣中，然后再利用第二離心風(fēng)機(jī)將環(huán)境空氣通入加熱裝置中加熱至50-60℃后再通入活性炭填料層進(jìn)行烘干，加熱烘干6h后自動(dòng)切換開關(guān)，停止通入加熱后環(huán)境氣體，自然冷卻后待用；步驟5，第二活性炭吸附塔中活性炭填料層吸附飽和后將預(yù)處理廢氣切換閥門至由第一活性炭吸附塔進(jìn)氣口處進(jìn)入塔內(nèi)，由再生后的活性炭填料層吸附，同時(shí)第二活性炭吸附塔內(nèi)重復(fù)步驟3～步驟4的操作。測(cè)定實(shí)施例1-3的VOCs生物降解方法再生后的活性炭性能參數(shù)，其中實(shí)施例1-3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均以再生5次后的再生活性炭的各項(xiàng)性能參數(shù)表示，具體結(jié)果如表1所示。表1再生后活性炭性能參數(shù)實(shí)施例新活性炭碘值再生后活性炭碘值活性炭再生效率吸附效率185282296.48％95.3％285281695.89％94.8％385281296.24％94.6％由表1可知，實(shí)施例1-3中再生5次后的活性炭碘值和吸附實(shí)驗(yàn)前的新活性炭的碘值相差均很小，因此經(jīng)過生物降解再生后的活性炭依然有很高的活化度以及較好的質(zhì)量，采用再生后的活性炭進(jìn)行后續(xù)吸附實(shí)驗(yàn)，再生后的活性炭吸附效率依然能夠達(dá)到94％以上，完全能夠滿足再生后的吸附需求。同時(shí)，由于本發(fā)明采用的工藝是直接在活性炭吸附塔中使用再生液對(duì)吸附飽和的活性炭層進(jìn)行噴淋，不用將活性炭填料取出進(jìn)行再生處理，所以再生過程中，填料質(zhì)量損失很小，再者，再生液中含有大量能高效降解有機(jī)物的微生物，所以在噴淋時(shí)間大于40h后，吸附飽和的活性炭層中有機(jī)物大部分被降解完全，還有一部分隨著再生液一起進(jìn)入再生液儲(chǔ)槽中進(jìn)一步的降解，因此，再生后的活性炭再生效率高，能達(dá)到95％以上。分析上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，活性炭的再生可以理解為是由下兩種機(jī)制共同作用完成的：一種是濃度梯度機(jī)制，由于活性炭表面和液相主體中吸附的有機(jī)物存在濃度梯度，這使得吸附的有機(jī)物可以從活性炭上脫附下來并向液相主體擴(kuò)散,擴(kuò)散到液相主體中的有機(jī)物又被微生物的代謝所消耗，從而維持活性炭和液相主體之間有機(jī)物的濃度梯度，有機(jī)物不斷地解吸進(jìn)入液相主體，生物再生的過程得以持續(xù)進(jìn)行。另一種是胞外酶機(jī)制：生物再生的過程是微生物細(xì)胞分泌的外酶進(jìn)入活性炭的孔道中，與所吸附的有機(jī)物發(fā)生代謝反應(yīng)，代謝之后的物質(zhì)與活性炭的吸附力較小，因而容易與活性炭發(fā)生解吸。由于胞外酶是生物大分子，分子尺寸較大，所以此類反應(yīng)在活性炭的大孔或中孔內(nèi)比較容易發(fā)生。盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3