[发明专利]处理有机废气的光催化和微生物联用方法及设备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理有机废气的方法，更具体地说，本发明涉及处理有机 废气的光催化和微生物联用方法。同时，本发明还涉及用于上述处理有机废气 的光催化和微生物联用方法的设备与应用。

背景技术

近年来光催化技术治理有机废气中有机物的污染问题目前已成为热点问 题。有机废气包含挥发性有机物，如三苯废气等，和半挥发性有机物，如多 环芳烃、多溴联苯醚等。有机废气中微量毒害有机污染物由于其浓度较低， 难以在后续过程中充分接触和去除，因而使得一些控制技术花费较多且相对 困难。气-固相光催化氧化对去除微量有机污染物存在一定的潜在优势。但是， 由于气-固相光催化氧化的反应速率较慢，且有可能会在反应的过程中生成 比原反应物更加剧毒的中间产物。因此，为了富集低浓度有毒物质于光催化 剂表面以提高光催化剂催化效率以及防止反应中生成的毒性更大的微量中间 副产物扩散到大气环境中，研究人员采取的最主要的措施是使用比表面积较 大的物质，如活性炭作为添加剂添加到纳米二氧化钛催化剂上。这种措施有 效地提高了光催化剂的催化效率和使用寿命。但是，在流量大的工业有机废 气处理过程中，由于有机废气在光催化氧化装置中因为停留时间不够长，导 致光催化反应剂不能有效地、较完全地氧化废气中的有机物。另外，随着光 催化剂处理有机废气的时间延长，光催化剂的催化效率会随着处理负荷的增 加而有所降低。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有的技术的不足，提供一种处理有机废气 的光催化和微生物联用方法。

本发明的另一目的在于提供用于上述处理有机废气的光催化和微生物联 用方法的设备。

本发明还提供了上述用于处理有机废气的光催化和微生物联用方法的设 备的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种处理有机废气的光催化和微 生物联用方法，包括以下步骤：

(1)物理除尘：通过集气罩收集有机废气，再经袋式除尘器将有机废气 中粒径大于2.5μm的颗粒物去除；

(2)光催化剂催化氧化：除尘后的有机废气进入光催化反应器，在负载 在活性炭纤维丝上的光催化剂的作用下，有机废气中的大部分挥发性有机物 分解为小分子有机物或矿化为CO₂和H₂O；

(3)微生物净化：经光催化剂催化氧化的有机废气进入生物滴滤塔中， 废气中残留的有机物在微生物的作用下，进一步被降解。

所述有机废气为各类工业有机废气，特别为苯系物有机废气。

为了更好得到更好的除尘效果，在步骤(1)中，收集后的有机废气在进 入袋式除尘器前，通过冷却装置冷却。

步骤(2)中所述光催化剂为负载在活性炭纤维丝上的纳米TiO₂光催化剂 或者纳米ZnO-SnO₂复合氧化物光催化剂。

步骤(2)中所述光催化剂需被紫外光激发，才能分解有机废气中挥发性 有机物质。

步骤(3)中所述微生物为美国商业化高效优势菌种B350。

用于所述处理有机废气的光催化和微生物联用方法的设备，包括集气罩、 袋式除尘器、光催化反应器和生物滴滤塔；集气罩、袋式除尘器、光催化反 应器和生物滴滤塔通过管道依次相连；其中，袋式除尘器和光催化反应器之 间依次接有风速压力表和风机。

为了更好地实现本发明，在所述集气罩和所述袋式除尘器之间设置冷却 装置。

所述光催化反应器为流过式光催化反应器，详细结构见 ZL200420088717.8，其中的光催化剂为负载在活性炭纤维丝上的纳米TiO₂或 者纳米ZnO-SnO₂复合氧化物光催化剂。

所述生物滴滤塔为普通的生物滴滤塔，内部设置1～6层填料层。

所述填料层由微生物与填料组成，其中的微生物为美国商业化高效优势 菌种B350；其中的填料为能负载微生物的有机多孔填料、无机多孔填料的一 种或者两种混合物。

所述有机多孔填料为聚氨酯泡沫、塑料多孔微球的一种或者两种。

所述无机多孔填料为多孔陶粒、拉西环或活性炭的一种或至少两种混合 物。

所述填料优选为拉西环和多孔陶粒的混合物。

所述拉西环和多孔陶粒混合物按以下质量百分含量组成：