[发明专利]甲苯废气的鼓泡塔三相生物反应器净化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲苯废气的鼓泡塔三相生物反应器净化装置及方法，属于甲苯废气生 物净化技术领域。

背景技术

甲苯是一种重要的化工原料和燃料，被广泛应用于制备油类、树脂、橡胶、煤焦油、 沥青、醋酸纤维素，纤维素油漆，照相墨水、氯化苯酰、三硝基甲苯和许多染料等，在工 业生产中的用量极大。空气中的甲苯主要来自于汽车废气、汽油加工、工业活动所造成的 溶剂损失以及贮运过程中的意外事故。甲苯易挥发，吸入含甲苯超标的空气可出现咽喉刺 痛感、发痒和灼烧感，可引起眼部流泪、发红、充血；甲苯直接溅在皮肤上局部可出现发 红、刺痛及疱疹等。重度甲苯中毒后，或呈兴奋状，躁动不安，哭笑无常，或呈压抑状， 嗜睡等，严重的会出现虚脱、昏迷；甲苯同样可造成鱼类和动物的死亡。甲苯在环境中较 为稳定，可在大气和水体中循环，最终可因生物的和微生物的氧化而被降解。

甲苯废气在我国大气污染控制中已经被列为应重点解决的有害废气之一，其处理技术 包括物理、化学法和生物法，生物法具有处理效率高、应用范围广、极少产生二次污染、 运行与管理操作方便及运行费用较低等优点，尤其适用于有机废气的处理。目前常用的生 物法是生物滴滤法，以生物滴滤器为主体，内部有固定的填料载体附着微生物。废气从底 部进入生物滴滤器经过固定的填料层被菌体吸收，液体无机盐培养基从生物滴滤器顶部喷 洒下来润湿填料并为微生物提供无机盐营养物，生物滴滤器结构和操作均较为复杂，同时 营养物添加过量也会引起菌体大量繁殖，造成床层堵塞和压降升高。

发明内容

本发明目的在于提供一种采用鼓泡塔三相生物反应器固定化菌体净化甲苯废气的装 置及方法，该发明具有操作过程简单，动力消耗低，无二次污染的特点。本发明中以鼓泡 塔三相生物反应器净化甲苯废气，微生物通过包埋法做成固定化菌体，其稳定性、使用周 期和可控性良好，鼓泡塔三相生物反应器中气相为甲苯废气，液相为无机盐培养基，固相 为固定化菌体，鼓泡塔三相生物反应器中无内构件，气体上升阻力小，停留时间短，处理 效果好，因此在鼓泡塔三相生物反应器中利用固定化菌体净化甲苯废气的研究具有重要的 实际应用价值。

本发明是通过下述技术方案加以实现的：

本发明的一种甲苯废气的鼓泡塔三相生物反应器净化装置，包括鼓泡塔三相生物反应 器、缓冲罐、流量计、气泵、无机盐培养基储罐、蠕动泵和恒温电热器；其中鼓泡塔三相 生物反应器为方柱形壳体，壳体横截面正方形边长为0.12～0.2m，壳体的底部中心位置设 置正方形布气板，边长为外壳体横截面边长的1/2，布气板上的通气孔孔径为0.5～4.5mm， 壳体的上部设置可拆卸的四棱锥形封口，壳体下方靠近底面的位置设有出水口，出水口内 径为固定化菌体直径的5倍；其中壳体的高径比为10∶1～12∶1。

本发明的一种甲苯废气的鼓泡塔三相生物反应器净化方法，净化方法步骤如下：

1)将海藻酸钠固定化的恶臭假单胞菌Pseudomonas putida WQ-03和无机盐培养基，由 鼓泡塔三相生物反应器顶部加入鼓泡塔三相生物反应器中，固定化菌体的用量为鼓泡塔三 相生物反应器工作容积的30～40％，无机盐培养基用量为鼓泡塔三相生物反应器工作容积的 60～70％；

2)以甲苯浓度100～400mg/m³，经第一气泵、缓冲罐、流量计以0.52～1.04m³/h的流量 经鼓泡塔三相生物反应器底部布气板进入鼓泡塔三相生物反应器，出口气体流量的20％经 第二气泵回到缓冲罐，循环进入鼓泡塔三相生物反应器，鼓泡塔三相生物反应器内在温度 25～30℃，每24h加入无机盐培养基0.5～0.7L；

3)最终使出口气体中甲苯浓度低于60mg/m³，达到国家规定的甲苯废气二级排放标准， 容积负荷1950～3700mg/m³/h。