本發(fā)明屬于大氣環(huán)保治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模塊化全自動控制的生物降解VOCs反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的大氣中的揮發(fā)性有機污染物(以下簡稱為VOCs)治理領(lǐng)域中，生物降解法是已經(jīng)普遍使用的一種處理方法，與等離子法、催化燃燒法、吸附法等并列，對VOCs治理各自具有優(yōu)缺點。其原理是利用微生物的代謝作用，將VOCs或惡臭物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為CO₂，H₂O，SO₄^2-，NO₃^-等無機物，同時產(chǎn)生菌體，從而達到持續(xù)分解VOCs的效果。

首先，現(xiàn)有的生物降解法反應(yīng)器是采用現(xiàn)場施工、搭建殼體及濾床，采用每個工程均進行非標(biāo)設(shè)計的工程化執(zhí)行模式。由于整個反應(yīng)器整體均在現(xiàn)場施工安裝，可以根據(jù)工況的具體尺寸現(xiàn)場制作非規(guī)整行空間的反應(yīng)器，因此靈活性較大。但在工程執(zhí)行過程中，因施工參數(shù)的控制沒有先期的詳細設(shè)計，很多問題是在工程實施過程中發(fā)現(xiàn)或發(fā)生的，具有很大的不確定性和不一致性，從而造成工程質(zhì)量不穩(wěn)定、不可控的情況。因此反應(yīng)器的最終處理效果和VOCs的降解效率不能完全保證設(shè)計目標(biāo)，并且不能形成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，成本高，效率差。

其次，目前VOCs治理領(lǐng)域的反應(yīng)器為一體化結(jié)構(gòu)，整個反應(yīng)器僅設(shè)有一個進風(fēng)口，且所采用的控制單元為單向指令的控制器，廢氣進入反應(yīng)器后，串聯(lián)結(jié)構(gòu)依次通過多層濾床，噴淋系統(tǒng)按照程序設(shè)定進行固定模式的噴淋，對于濾床實際溫度、實際濕度沒有檢測和反饋，對最終的效果無法修正。因此，濾床風(fēng)阻大，反應(yīng)器的狀態(tài)(如濾床濕度、溫度等)不能自動調(diào)整，導(dǎo)致整個反應(yīng)器的運行重量重。

另外，目前的一體化結(jié)構(gòu)布氣不均勻，噴淋不均勻，填料短期內(nèi)就會出現(xiàn)結(jié)塊、腐爛、氣路短路等問題，從而大大降低了反應(yīng)器對VOCs的去除效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了有效提高生物法降解VOCs的效率，延長反應(yīng)器的使用壽命，提供一種模塊化全自動控制的生物降解VOCs的反應(yīng)器，可實現(xiàn)反應(yīng)器的模塊化設(shè)計、生產(chǎn)，合理布氣、降低濾床風(fēng)阻、減少濾床短路，并有效延長反應(yīng)器使用壽命。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種模塊化全自動控制的生物降解VOCs反應(yīng)器，包括進氣布氣管路、控制單元、出氣布氣管路、n個進氣管路、n個出氣管路以及并聯(lián)布設(shè)的n個過濾模塊，所述進氣布氣管路、出氣布氣管路上分別設(shè)有n個進氣口、出氣口；所述各個過濾模塊均包括設(shè)置在具有剛性并保溫效果殼體內(nèi)的濾床、溫度傳感器、濕度傳感器、重量傳感器以及噴淋單元，該噴淋單元位于濾床上方或內(nèi)部，所述各殼體頂部、底部均分別設(shè)置輸入口、輸出口；其中，所述進氣布氣管路的各個進氣口分別通過進氣管路與對應(yīng)過濾模塊的輸入口連接，各個過濾模塊的輸出口通過出氣管路分別與出氣布氣單元對應(yīng)的出氣口連接；所述進氣管路上均設(shè)置帶有風(fēng)速傳感器的電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥，該風(fēng)速傳感器、電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥和各個過濾模塊內(nèi)的溫度、濕度、重量傳感器均與控制單元相連進行數(shù)據(jù)傳輸；所述控制單元還與噴淋單元的水泵相連。

所述各個進氣管路的直徑與相應(yīng)過濾模塊距進氣布氣管路進氣口的距離成反比。

所述控制單元包括采用工控機的上位機和采用16位單片機的下位機，上位機與下位機之間采用串口連接。

本實用新型的特點及有益效果：

本實用新型以產(chǎn)品化的形式提升生物降解法反應(yīng)器對VOCs的去除率，在反應(yīng)器的使用過程中有效消除現(xiàn)有反應(yīng)器存在的布氣不均、風(fēng)阻大、濾床部分失效等問題，延長反應(yīng)器的使用壽命，減少不必要的浪費。

本實用新型通過模塊化結(jié)構(gòu)、對反應(yīng)器進、出氣的合理布置，并采用新型輕質(zhì)高分子聚合填料作為濾床，同時對控制單元進行帶有數(shù)據(jù)反饋的組化全自動控制，從而達到提高反應(yīng)器去除效率，延長反應(yīng)器使用壽命的效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的控制單元的控制原理流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型提出的一種模塊化全自動控制的生物降解VOCs反應(yīng)器進一步詳細說明如下：

本實用新型提出的一種模塊化全自動控制的生物降解VOCs反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)圖1所示，包括進氣布氣管路1、控制單元8、出氣布氣管路9、n個進氣管路、n個出氣管路以及并聯(lián)布設(shè)的n(根據(jù)工程處理氣量的大小和廢氣的VOCs成分不同，n在1到20之間取值為最佳)個過濾模塊，進氣布氣管路1、出氣布氣管路9上分別設(shè)有n個進氣口5、n個出氣口12；各個過濾模塊均包括設(shè)置在具有剛性并保溫效果殼體內(nèi)的濾床10、溫度傳感器、濕度傳感器、重量傳感器以及噴淋單元11，該噴淋單元位于濾床上方或內(nèi)部，所述各殼體頂部、底部均分別設(shè)置輸入口4、輸出口6；其中，進氣布氣管路1的各個進氣口5分別通過進氣管路3與對應(yīng)過濾模塊的輸入口4連接，廢氣在各過濾模塊內(nèi)從上向下通過濾床，各個過濾模塊的輸出口6通過出氣管路7分別與出氣布氣管路9對應(yīng)的出氣口12連接；所述進氣管路3上均設(shè)置帶有風(fēng)速傳感器的電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥2，該風(fēng)速傳感器、電動調(diào)節(jié)閥和各個過濾模塊內(nèi)的溫度、濕度、重量傳感器均與控制單元8相連進行數(shù)據(jù)傳輸；所述控制單元8還與噴淋單元11的水泵相連。

本實用新型各個部件的具體實現(xiàn)方式及其功能分別說明如下：

在廢氣進入本反應(yīng)器后，首先進入進氣布氣管路1，實現(xiàn)并聯(lián)式布氣：利用連通器原理，根據(jù)各過濾模塊距進氣口距離的不同，分別采用不同直徑的進氣管路3，其直徑與距進氣口的距離成反比，以達到各過濾模塊的進氣量相等的效果，并且每個進氣管路3均設(shè)有電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥2，根據(jù)過濾模塊內(nèi)部的風(fēng)速傳感器數(shù)據(jù)反饋給控制單元，對各管路風(fēng)量進行自動化控制和調(diào)節(jié)，使得各過濾模塊的進氣風(fēng)量均等，提高整個反應(yīng)器的處理效率，沒有短路和死角，廢氣經(jīng)過各個過濾模塊的降解處理后滿足達標(biāo)要求，最終從出氣布氣單元9排出。

所述各個過濾模塊內(nèi)的濾床10采用塊狀密度小于0.1g/cm³、比表面積大于20m²/g、親水性輕質(zhì)高分子有機聚合物，可有效減輕反應(yīng)器的運行重量，有效避免結(jié)塊、短路等現(xiàn)象，延長反應(yīng)器使用壽命；所述噴淋單元11采用噴淋和滴灌兩種方式，噴淋可采用農(nóng)業(yè)噴灌用的螺旋形噴頭或可調(diào)式防堵塞塑料噴頭，也可以按照具體工況選取其他形式的噴頭；滴灌采用在濾床內(nèi)部鋪設(shè)農(nóng)業(yè)滴灌管路，實現(xiàn)濾床內(nèi)部的均勻加濕，在濾床表面和濾床內(nèi)部實現(xiàn)濕度一致；同時在過濾模塊中含有溫度、濕度、重量傳感器，根據(jù)各傳感器與控制單元8間的數(shù)據(jù)反饋，調(diào)整噴淋參數(shù)，以保證反應(yīng)器內(nèi)的濕度滿足菌群生長的濕度要求以及設(shè)備承重安全要求。

所述風(fēng)速、重量、濕度、溫度傳感器均采用常規(guī)產(chǎn)品，電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥采用常規(guī)的電磁閥。

所述反應(yīng)器的控制單元8由上位機和下位機通過串口連接構(gòu)成，采用以工控機做為硬件的組態(tài)化控制，對反應(yīng)器的運行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)反饋進行全自動控制，不僅傳輸正向指令，同時讀取各個傳感器的反饋數(shù)據(jù)，修正參數(shù)后發(fā)送指令，使反應(yīng)器的狀態(tài)達到預(yù)期的效果。該控制單元可配備與工控機的應(yīng)用系統(tǒng)相兼容的其他輸入輸出設(shè)備，如鍵盤、多屏顯示器等。本實施例的下位機為工控機的下層執(zhí)行單元，接收工控機的指令后，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的子程序，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行元件的開關(guān)指令；該下位機采用常規(guī)的16位單片機，且所述單片機采用RS485或RS232串口通訊，進行數(shù)據(jù)交換。工控下位機的I/O端口分別實現(xiàn)執(zhí)行控制和數(shù)據(jù)采集：執(zhí)行控制部分，控制水泵、電磁閥的開關(guān)狀態(tài)；數(shù)據(jù)采集部分采集各個第一管路中的風(fēng)速、模塊內(nèi)的溫度、濕度、重量等傳感器的數(shù)據(jù)。

本實用新型控制單元的控制流程如圖2所示：

廢氣在完成收集后進入本反應(yīng)器，手動啟動控制單元8，反應(yīng)器開始工作；控制單元8完成初始化；調(diào)入設(shè)定好的運行程序，水泵按照程序設(shè)定的參數(shù)運行；各個過濾模塊內(nèi)的溫度、濕度、重量傳感器均進行數(shù)據(jù)采集，控制單元8對采集數(shù)據(jù)進行分析，判斷與程序設(shè)定參數(shù)的一致性：當(dāng)不一致時，不斷調(diào)整相關(guān)參數(shù)，直至與程序設(shè)定參數(shù)一致，刷新顯示、存儲數(shù)據(jù)；系統(tǒng)進入下一輪數(shù)據(jù)采樣。