专属菌剂在去除有机废气中苯和苯系物的方法和应用
阅读说明：本技术 专属菌剂在去除有机废气中苯和苯系物的方法和应用 (Method and application of special microbial inoculum in removing benzene and benzene series in organic waste gas ) 是由 汪旭弘 曾展灵 汪尽卿 苗柯 陈德再 于 2021-10-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及有机废气处理技术领域,目的是提供一种专属菌剂及应用此菌剂去除有机废气中苯和苯系物的方法；本发明对比现有技术不仅能高效去除污染物,而且更稳定、更安全、更低成本。(The invention relates to the technical field of organic waste gas treatment, and aims to provide a special microbial inoculum and a method for removing benzene and benzene series in organic waste gas by using the microbial inoculum; compared with the prior art, the invention not only can remove pollutants efficiently, but also is more stable, safer and lower in cost.)
技术领域
本发明涉及有机废气处理技术领域，更具体地说，它涉及一种专属菌剂及处理有机废气的技术应用。
背景技术
有机废气来源于人们生活、工业过程中的废气排放。生活源主要有粪便处理、生活垃圾处置等，表现特征为恶臭、硫化氢、氨、甲烷等物质对环境空气的污染；工业源是指企业厂区内燃料燃烧、生产工艺过程中和生产车间产生的各种产品废气排入空气,包含无机、有机污染物气体的总称。表现特征为苯、醇、烃、醛、酮类等挥发性物质(VOCs),对环境空气的污染。
生态环境部(环大气〔2019〕53号)在“推进建设适宜高效的治污设施”章节中明确：生物法主要适用于低浓度VOCs废气治理和恶臭异味治理。推进生物法投资省、运行费用低、效果好、安全性高、无二次污染且易于管理等优点实施。
目前市场上号称生物处理VOCs的方法繁多,鱼目混珠，没有专效的菌剂及规范的设备,处理效率低,对生物处理VOCs技术的应用起到负面作用。
因此，研发一种应用到工业废气处理技术中的专属菌剂十分有必要。
发明内容
本发明的目的是将有机废气中苯和苯系物(如苯、甲苯、二甲苯)除去，将其分解成C02和H20，同时获取能量，生物化学反应通式为：
CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2---xCO2+(y/2)H20+△H。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明的一种有机废气专属菌剂是由由诺卡式菌属、假单胞菌属及放线菌属组成的复合菌剂。
本发明的一种专属菌剂在去除有机废气中苯和苯系物的方法，其特征包括以下步骤：
步骤一：将专属菌剂与营养液混合，将混合液喷淋在生物箱内的填料表面，控制混合液温度25-35℃，pH值7.0-8.0；
步骤二：将有机废气通入喷淋塔内进行除尘、降温预处理；
步骤三：待专属菌剂与营养液混合液渗透到下层填料，经接种、培养、富集挂膜后，通入经预处理的有机废气，使有机废气从生物箱的顶部经填料流到生物箱的底部；
步骤四：调整有机废气流量、生物箱体内压力、温度、湿度、pH、溶解氧浓度等参数，使专属菌剂充分吸附、降解苯和苯系物；
步骤五：检测苯和苯系物去除率，合格后排放到环境中。
可选的，步骤一中所述的营养液的配方组份和含量如下：
可选的，步骤一中所述的填料为环保陶瓷填料。
可选的，步骤三中所述的有机废气从生物箱的顶部经填料流到生物箱的底部所需的最佳时间是7-10秒。
可选的，步骤四中所述的湿度是60％-80％。
本发明中所述的有机废气专属菌剂是由诺卡式菌属、假单胞菌属及放线菌属组成的复合菌剂。
本发明的操作方法所用的装置，喷淋塔1下端侧壁设置有有机废气进气管道、底部设置有喷淋机构、上端与输送管道连通；在风机的作用下，有机废气被输送到生物箱2内；生物箱2的内部放置有填料3，生物箱2的下方安装有营养液槽体4，营养液由离心泵输送到生物箱2顶部喷淋；有机废气中的苯和苯系物在填料内的孔隙中被专属菌剂降解，降解后的产物通过与生物箱2底部连通的排气管道输送到环境中。
本发明相对于现有技术具有如下的优势：
(1)处理效果稳定:专属菌剂经在常温下经21天的接种、培养、驯化、富集挂膜后，即可稳定地进行有机废气的处理,处理系统可按时间段间歇性运行或全天候运行,当企业生产检修或放假10天后,系统重新启动其效率不受影响；
(2)运行安全:微生物分解的最终产物是CO2和水及部分无机盐,不存在任何安全隐患；
(3)运行费用低:在生化系统中,除风机和离心泵耗电外,没有其它耗能,是其它非生物法处理工艺运行费用的1/100-1/10；
(4)设备维护运行简便,有过程参数显示，实为首创,实现全自动运行,今后完善远程控制；
(5)处理时间短、效率高，对含苯和苯系物的有机废气去除率可达85％以上,处理后的有机废气达到国家和地方颁发的环保排放标准。
附图说明
图1是去除有机废气的装置图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
本发明采用的有机废气专属菌除能高效降解有机废气中的苯和苯系物外，还能高效降解烃类小分子化合物。
本发明生物箱内采用的是环保陶瓷填料；理想的填料应是良好的传质及发生生物化学转化的场所,填料的选择技术路线必须遵守以下要求：填料组份不溶蚀，提供最佳的微生物生长场所；较大的比表面积，接触面积、吸附容量、单位体积的反应点更多；具有一定的结构强度，防止填料压实，否则会使压降升髙、气体停留时间缩短；高水分保持能力，水分是维持微生物活性的关键因素；高孔隙率，孔隙率＞50％,使气体有较长的停留时间；较低的体密度，降低填料压实的可能性。
实施例1
步骤一：在营养液槽4中按以下配方配置营养液：
将2倍营养液体积的有机废气专属菌剂加入到营养液槽4中，使两者混合均匀，开启离心泵，把混合液输送到生物箱2顶部喷淋而下，混合液在重力作用下渗透到下层填料，填充填料内的孔隙，并控制混合液温度25-35℃，pH值7.0-8.0；
步骤二：开启喷淋塔1底部的喷淋机构，自来水从喷淋塔1的顶部喷淋而下；将有机废气通入喷淋塔1内，有机废气自下而上；自来水与有机废气相遇时，有机废气中的可溶性气体和尘埃溶解在自来水中，并且自来水可以降低有机废气的温度；
步骤三：有机废气专属菌剂与营养液混合液喷淋在填料3表面上，会通过孔隙逐渐渗透到下层的填料，经过调试期的接种、培养，富集挂膜后，填料3表面已经布满了一层可以高效降解苯和苯系物的生物膜；通入经预处理的有机废气，有机废气与混合液形成气液膜，气液膜附在生物膜表面；气液膜中的有机废气在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被生物膜的微生物捕获并吸附吸收；微生物将有机废气中的苯和苯系物转化为生物量,同时合成新的生命物质，新陈代谢副产品主要为C02、H20等；生化反应产物C02从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体，而H20则被保留在生物膜内；进入气相本体的C02随着其它气体经填料3的孔隙流到生物箱2的底部；
步骤四：调整有机废气流量，使机废气从生物箱2的顶部经填料流到生物箱2的底部所需的时间是7-10秒；控制生物箱2内的温度为25-35℃、湿度为60％-80％、pH值为7.0-8.0；控制营养液槽体4内的混合液ORP+100mv；按实际需要调整生物箱2内的压力，使有机废气专属菌剂充分吸附、降解苯和苯系物；
步骤五：检测苯和苯系物去除率，合格后排放到环境中。
实施例2
步骤一：在营养液槽4中按以下配方配置营养液：
将2倍营养液体积的有机废气专属菌剂加入到营养液槽4中，使两者混合均匀，开启离心泵，把混合液输送到生物箱2顶部喷淋而下，混合液在重力作用下渗透到下层填料，填充填料内的孔隙，并控制混合液温度25-35℃，pH值7.0-8.0；
步骤二：开启喷淋塔1底部的喷淋机构，自来水从喷淋塔1的顶部喷淋而下；将有机废气通入喷淋塔1内，有机废气自下而上；自来水与有机废气相遇时，有机废气中的可溶性气体和尘埃溶解在自来水中，并且自来水可以降低有机废气的温度；
步骤三：有机废气专属菌剂与营养液混合液喷淋在填料3表面上，会通过孔隙逐渐渗透到下层的填料，经过调试期的接种、培养，富集挂膜后，填料3表面已经布满了一层可以高效降解苯和苯系物的生物膜；通入经预处理的有机废气，有机废气与混合液形成气液膜，气液膜附在生物膜表面；气液膜中的有机废气在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被生物膜的微生物捕获并吸附吸收；微生物将有机废气中的苯和苯系物转化为生物量,同时合成新的生命物质，新陈代谢副产品主要为C02、H20等；生化反应产物C02从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体，而H20则被保留在生物膜内；进入气相本体的C02随着其它气体经填料3的孔隙流到生物箱2的底部；
步骤四：调整有机废气流量，使机废气从生物箱2的顶部经填料流到生物箱2的底部所需的时间是7-10秒；控制生物箱2内的温度为25-35℃、湿度为60％-80％、pH值为7.0-8.0；控制营养液槽体4内的混合液ORP+100mv；按实际需要调整生物箱2内的压力，使有机废气专属菌剂充分吸附、降解苯和苯系物；
步骤五：检测苯和苯系物去除率，合格后排放到环境中。
实施例3
步骤一：在营养液槽4中按以下配方配置营养液：
将2倍营养液体积的有机废气专属菌剂加入到营养液槽4中，使两者混合均匀，开启离心泵，把混合液输送到生物箱2顶部喷淋而下，混合液在重力作用下渗透到下层填料，填充填料内的孔隙，并控制混合液温度25-35℃，pH值7.0-8.0；
步骤二：开启喷淋塔1底部的喷淋机构，自来水从喷淋塔1的顶部喷淋而下；将有机废气通入喷淋塔1内，有机废气自下而上；自来水与有机废气相遇时，有机废气中的可溶性气体和尘埃溶解在自来水中，并且自来水可以降低有机废气的温度；
步骤三：有机废气专属菌剂与营养液混合液喷淋在填料3表面上，会通过孔隙逐渐渗透到下层的填料，经过调试期的接种、培养，富集挂膜后，填料3表面已经布满了一层可以高效降解苯和苯系物的生物膜；通入经预处理的有机废气，有机废气与混合液形成气液膜，气液膜附在生物膜表面；气液膜中的有机废气在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被生物膜的微生物捕获并吸附吸收；微生物将有机废气中的苯和苯系物转化为生物量,同时合成新的生命物质，新陈代谢副产品主要为C02、H20等；生化反应产物C02从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体，而H20则被保留在生物膜内；进入气相本体的C02随着其它气体经填料3的孔隙流到生物箱2的底部；
步骤四：调整有机废气流量，使机废气从生物箱2的顶部经填料流到生物箱2的底部所需的时间是7-10秒；控制生物箱2内的温度为25-35℃、湿度为60％-80％、pH值为7.0-8.0；控制营养液槽体4内的混合液ORP+100mv；按实际需要调整生物箱2内的压力，使有机废气专属菌剂充分吸附、降解苯和苯系物；
步骤五：检测苯和苯系物去除率，合格后排放到环境中。
实施例4
步骤一：在营养液槽4中按以下配方配置营养液：
将2倍营养液体积的有机废气专属菌剂加入到营养液槽4中，使两者混合均匀，开启离心泵，把混合液输送到生物箱2顶部喷淋而下，混合液在重力作用下渗透到下层填料，填充填料内的孔隙，并控制混合液温度25-35℃，pH值7.0-8.0；
步骤二：开启喷淋塔1底部的喷淋机构，自来水从喷淋塔1的顶部喷淋而下；将有机废气通入喷淋塔1内，有机废气自下而上；自来水与有机废气相遇时，有机废气中的可溶性气体和尘埃溶解在自来水中，并且自来水可以降低有机废气的温度；
步骤三：有机废气专属菌剂与营养液混合液喷淋在填料3表面上，会通过孔隙逐渐渗透到下层的填料，经过调试期的接种、培养，富集挂膜后，填料3表面已经布满了一层可以高效降解苯和苯系物的生物膜；通入经预处理的有机废气，有机废气与混合液形成气液膜，气液膜附在生物膜表面；气液膜中的有机废气在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被生物膜的微生物捕获并吸附吸收；微生物将有机废气中的苯和苯系物转化为生物量,同时合成新的生命物质，新陈代谢副产品主要为C02、H20等；生化反应产物C02从生物膜表面脱附并反扩散进入气相本体，而H20则被保留在生物膜内；进入气相本体的C02随着其它气体经填料3的孔隙流到生物箱2的底部；
步骤四：调整有机废气流量，使机废气从生物箱2的顶部经填料流到生物箱2的底部所需的时间是7-10秒；控制生物箱2内的温度为25-35℃、湿度为60％-80％、pH值为7.0-8.0；控制营养液槽体4内的混合液ORP+100mv；按实际需要调整生物箱2内的压力，使有机废气专属菌剂充分吸附、降解苯和苯系物；
步骤五：检测苯和苯系物去除率，合格后排放到环境中。
实施例中所提及到的有机废气流量、生物箱体内压力、温度、湿度、pH、溶解氧浓度等参数及营养液的补给均有PLC喷淋系统自动控制，设定后无需人工干预。
实施1中的有机废气来自于广州市龙星行汽车销售服务有限公司的喷烤漆房，特征污染物为苯、甲苯、二甲苯，处理风量为75000m3/h，污染物处理前浓度为156mg/m3，污染物处理后浓度为14.3mg/m3，去除率为90.83％。
实施2中的有机废气来自于佛山市高明稳畅家具有限公司的喷漆房，特征污染物为苯类，处理风量为60000m3/h，污染物处理前浓度为81.8mg/m3，污染物处理后浓度为8.3mg/m3，去除率为89.85％。
实施3中的有机废气来自于广东微容电子科技有限公司的排胶/烧结/切割车间，特征污染物为苯类，处理风量为70000m3/h，污染物处理前浓度为25.45mg/m3，污染物处理后浓度为2.25mg/m3，去除率为91.16％。
实施4中的有机废气来自于广州番禺宝得钟表有限公司的PT车间，特征污染物为苯、甲苯、二甲苯，处理风量为55000m3/h，污染物处理前浓度为77.5mg/m3，污染物处理后浓度为7.29mg/m3，去除率为90.59％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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