本實(shí)用新型屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及廢氣處理技術(shù)，尤其是生物發(fā)酵廢氣處理裝置。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代生物技術(shù)迅猛發(fā)展，生物制劑已被廣泛應(yīng)用于臨床，為人類健康作出了巨大的貢獻(xiàn)。由于生物制藥發(fā)酵工藝空氣用量大，大量未處理尾氣排入大氣，使部分菌類發(fā)酵代謝產(chǎn)物隨尾氣帶出，甚至有特殊難聞氣味產(chǎn)生，這些廢氣對人體及環(huán)境產(chǎn)生危害。因此，必須對其發(fā)酵尾氣進(jìn)行凈化處理。

發(fā)酵廢氣比較復(fù)雜，主要為發(fā)酵罐廢氣、發(fā)酵菌渣干燥廢氣、提取儲罐廢氣、發(fā)酵液預(yù)處理廢氣等。發(fā)酵尾氣中主要含有被利用的空氣、產(chǎn)菌在初級代謝和次級代謝中的各種中間物和產(chǎn)物，以及發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸堿廢氣、營養(yǎng)物質(zhì)的揮發(fā)氣。

發(fā)酵廢氣往往有以下特點(diǎn)：

①酸性或堿性較大、濕度非常大。造成設(shè)備腐蝕或者冬季管道內(nèi)積水。

②會有部分菌類被空壓機(jī)吹出，由于廢氣中含有菌類繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)，極易造成廢氣處理設(shè)備內(nèi)菌群滋生。

③成分復(fù)雜，甚至含有部分不能檢測出具體成分的廢氣。

目前行業(yè)內(nèi)處理菌類發(fā)酵廢氣工藝與vocs廢氣處理工藝類似，主要有：

①吸收法：吸收技術(shù)是使用某種液體作為吸收劑，利用廢氣中不同氣體在吸收劑中的溶解度不同，使有害氣體被吸收，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。

②吸附法：利用吸附劑發(fā)達(dá)的多孔結(jié)構(gòu)對有機(jī)廢氣中vocs的吸附作用來達(dá)到分離有害污染物的一種技術(shù)。在目前應(yīng)用的吸附劑中，活性炭性能較好，應(yīng)用較廣，比其它商業(yè)可用的吸附劑，如：沸石、分子篩、活性氧化鋁、多孔黏土、吸附樹脂、礦石和硅膠等。

③冷凝法：冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質(zhì)，采用降低溫度、提高系統(tǒng)的壓力或者既降低溫度又提高壓力的方法，使處于蒸氣狀態(tài)的vocs冷凝并從廢氣中分離出來的過程。此方法適用于濃度較大的廢氣。

④催化燃燒法：催化燃燒法指借助催化劑將vocs在低點(diǎn)燃溫度下(200－300℃)進(jìn)行無焰燃燒，廢氣被氧化為co2和h2o。

以上廢氣處理方法均有利弊，例如催化燃燒方法，生物發(fā)酵廢氣成分復(fù)雜，有時候含有有機(jī)酸類等不能完全燃燒的物質(zhì)，會造成二次污染，需要再次處理。吸附法中的活性炭在長期吸附后，可能有廢氣中的菌類慢慢滋生，造成吸附效率下降，甚至部分菌類隨煙囪排除，造成周圍生物污染。

目前環(huán)保行業(yè)處理生物發(fā)酵廢氣沒有特別十全十美的工藝。因此需要一種能有效、安全、節(jié)能的工藝綜合處理生物發(fā)酵廢氣，解決以上問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，基于生物廢氣的特點(diǎn)采用綜合工藝的生物發(fā)酵廢氣處理裝置。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：

生物發(fā)酵廢氣處理裝置，包括生物發(fā)酵廢氣發(fā)生端，其出氣側(cè)順次安裝有酸洗塔，堿洗塔和活性炭吸附床，其特征在于：在所述堿洗塔和活性炭吸附床之間順次安裝殺菌設(shè)備和換熱設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述殺菌設(shè)備采用次氯酸鈉塔，塔內(nèi)配置有噴淋設(shè)備用于對廢氣噴淋次氯酸鈉溶液。

進(jìn)一步的，所述換熱設(shè)備采用換熱器，廢氣與換熱器的低熱側(cè)導(dǎo)通，經(jīng)換熱器內(nèi)置的高熱側(cè)進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)輔熱升溫。

進(jìn)一步的，所述活性炭吸附床的出氣側(cè)安裝有風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)將廢氣與煙囪導(dǎo)通外排。

進(jìn)一步的，在所述殺菌設(shè)備和換熱設(shè)備之間安裝有除霧器。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本實(shí)用新型中，基于現(xiàn)有的工業(yè)廢氣流程，在前端對于廢氣進(jìn)行中和，降低對管道和后續(xù)處理設(shè)備的腐蝕性。在后端安裝活性炭吸附設(shè)備對于廢氣中含有少量vocs，惡臭等進(jìn)行吸附。

本實(shí)用新型中，在上述工藝的基礎(chǔ)上，基于生物廢氣的特點(diǎn)逐項進(jìn)行設(shè)計。由于生物廢氣中，如在菌類發(fā)酵工藝過程，廢氣中會有部分菌類被吹出，由于來氣中濕度大、富含菌類繁殖所需的營養(yǎng)成分，因此菌類非常容易滋生，用次氯酸鈉噴淋塔，可有效殺死廢氣中的菌類。

本實(shí)用新型中，生物發(fā)酵廢氣來氣溫度一般在40℃左右，濕度較大，在經(jīng)過噴淋塔之后，濕度基本達(dá)到飽和。過大的濕度、適宜的溫度，會造成前方未被殺死的菌類，慢慢在碳層繁殖，長時間后，菌落附著在碳層上，降低吸附效率，減少活性炭的壽命。由于生物制劑的菌類不耐高溫，用換熱器將廢氣升溫至50℃，即可改變菌類繁殖的有利條件，防止菌類滋生。且升溫后，此溫度下空氣濕度降低，防止了活性炭箱內(nèi)因為飽和廢氣凝結(jié)，造成大量積水。

本實(shí)用新型中，前期工藝包括多道噴淋工藝，雖然噴淋塔一般會自帶除霧設(shè)備。但因為噴淋的道次較多，很難保證水蒸氣的有效去除。因此，單獨(dú)加裝一臺除霧器會增加出水效率，減少后續(xù)管道內(nèi)部積水，防止大量水分進(jìn)入活性炭箱，造成活性炭去除效率降低，內(nèi)部積水嚴(yán)重，炭床坍塌。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型遠(yuǎn)離模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

生物發(fā)酵廢氣處理裝置，其出氣側(cè)順次安裝有酸洗塔，堿洗塔和活性炭吸附床，本實(shí)用新型的創(chuàng)新在于，在所述堿洗塔和活性炭吸附床之間順次安裝殺菌設(shè)備和換熱設(shè)備。

本實(shí)施例中，所述殺菌設(shè)備采用次氯酸鈉塔，塔內(nèi)配置有噴淋設(shè)備用于對廢氣噴淋次氯酸鈉溶液。

本實(shí)施例中，所述換熱設(shè)備采用換熱器，廢氣與換熱器的低熱側(cè)導(dǎo)通，經(jīng)換熱器內(nèi)置的高熱側(cè)進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)輔熱升溫。

本實(shí)施例中，所述活性炭吸附床的出氣側(cè)安裝有風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)將廢氣與煙囪導(dǎo)通外排。

本實(shí)施例中，在所述殺菌設(shè)備和換熱設(shè)備之間安裝有除霧器。

本實(shí)用新型的工作過程是：

應(yīng)用如圖2所示的具體實(shí)施例如下，包括酸洗塔1、堿洗塔2、次氯酸鈉塔3、除霧器4、換熱器5、活性炭箱6、風(fēng)機(jī)7、煙囪8、酸液罐9、堿液罐10、次氯酸鈉罐11等。其中，酸洗塔1、堿洗塔2、次氯酸鈉塔3，分別包含循環(huán)泵、ph計、差壓計、液位變送器、補(bǔ)水管路、排水管路、補(bǔ)藥管路、溢流管路等。塔內(nèi)設(shè)置有填料、絲網(wǎng)等。

其中，液位計控制塔內(nèi)循環(huán)水的液位，由于風(fēng)會慢慢夾帶走一部分水，且塔內(nèi)水分也會慢慢蒸發(fā)，造成塔內(nèi)液位降低，因此設(shè)置液位計，當(dāng)液位較低時，自動向塔內(nèi)補(bǔ)水，防止循環(huán)泵空轉(zhuǎn)。

ph計控制循環(huán)液的酸堿度，如果來氣中堿性物質(zhì)較多，該物質(zhì)慢慢被酸洗塔吸收，造成ph值升高，降低的吸收效率，當(dāng)達(dá)到設(shè)置ph值時，自動向塔內(nèi)補(bǔ)充酸液，以保證較高的去除效率。堿洗塔、次氯酸塔ph計同樣原理。

循環(huán)泵將塔底部液體抽出，送至塔頂部，通過螺旋噴嘴排出，如此往復(fù)循環(huán)。

差壓計用來監(jiān)測塔內(nèi)壓降，當(dāng)壓降過大時，可能是塔內(nèi)部填料堵塞，由于生物發(fā)酵廢氣有可能夾帶一下營養(yǎng)物質(zhì)或者其他帶有粘附性質(zhì)的大分子物質(zhì)，長時間后，可能造成填料堵塞，設(shè)置差壓計可以很好的監(jiān)測壓降，如果壓降變大，可更換填料或者用清水沖洗。

排水管路用來排出塔內(nèi)液體，當(dāng)運(yùn)行一段時間后，塔內(nèi)循環(huán)液吸收大量廢棄成分后，比較污濁，或者黏性較大，為了保證更好的吸收效率，需要定期更換塔內(nèi)循環(huán)液，此時可關(guān)閉循環(huán)泵，開啟排水閥，將污水排至廠內(nèi)污水站，排凈后開啟補(bǔ)水管路和補(bǔ)藥管路，塔內(nèi)液位達(dá)到設(shè)置高度及ph值時，關(guān)閉補(bǔ)水管路及補(bǔ)藥管路，開啟循環(huán)泵進(jìn)行工作。

除霧器4內(nèi)設(shè)置絲網(wǎng)或者折流板。

換熱器5利用熱源將廢氣升溫至指定溫度，一般選用翅片管換熱器，阻力小，適用于氣體加熱。

活性炭箱內(nèi)裝填活性炭，可根據(jù)實(shí)際情況選用顆粒碳或者蜂窩炭等。炭箱設(shè)置有差壓計，監(jiān)測壓差，防止活性炭阻塞。

酸液罐9、堿液罐10、次氯酸鈉罐11包含補(bǔ)藥泵、液位計等。

罐內(nèi)存有藥劑，當(dāng)塔內(nèi)ph值達(dá)到設(shè)定值，需向塔內(nèi)補(bǔ)充藥劑。當(dāng)液位低于設(shè)定值時，向中控室報警，此時向罐內(nèi)補(bǔ)充藥劑。

本實(shí)用新型使用時，車間廢氣進(jìn)入界區(qū)，進(jìn)入酸洗塔，去除堿性成分及易溶于水的物質(zhì)后，進(jìn)入堿洗塔，去除酸性成分及易溶于水的成分。然后進(jìn)入次氯酸鈉塔進(jìn)行滅菌。之后進(jìn)入除霧器，進(jìn)一步去除夾帶的水汽，然后進(jìn)入換熱器進(jìn)行升溫，升溫至一定溫度后進(jìn)入活性炭進(jìn)行吸附。吸附凈化完的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入煙囪達(dá)標(biāo)排放。

各個塔的排水、補(bǔ)水、液位控制、ph值控制如上所述。排水周期可自行設(shè)定。

實(shí)施例1：基于上述生物發(fā)酵廢氣治理工藝，有機(jī)廢氣處理量29000m3/h，濃度2000(臭氣濃度)，濕度較高，溫度35-40℃。

車間發(fā)酵廢氣經(jīng)酸洗、堿洗、次氯酸鈉滅菌后，進(jìn)入除霧器除水，之后進(jìn)入活性炭箱吸附，凈化后達(dá)標(biāo)排放。

該項目來氣經(jīng)多次取樣檢測后，沒有檢測出任何具體成分，臭氣濃度2000(無量綱)，車間為菌類發(fā)酵氣，通過空壓機(jī)吹出。根據(jù)以往經(jīng)驗，該廢氣內(nèi)肯定含有少量菌類，以及菌類所需營養(yǎng)物質(zhì)，所以要做好滅菌工藝。

酸洗階段：酸洗塔ph值設(shè)定為4-6，當(dāng)ph值大于6時，開啟補(bǔ)藥泵，進(jìn)行補(bǔ)酸。ph值達(dá)到4時，關(guān)閉補(bǔ)藥泵，補(bǔ)酸時不需要關(guān)閉循環(huán)泵。

堿洗階段：堿洗塔ph值設(shè)定為9-11，當(dāng)ph值小于9時，開啟補(bǔ)藥泵，進(jìn)行補(bǔ)堿。當(dāng)ph值達(dá)到11時，關(guān)閉補(bǔ)藥泵，補(bǔ)堿時不需要關(guān)閉循環(huán)泵。

滅菌階段：次氯酸鈉塔ph值設(shè)定為7-9，當(dāng)ph值小于7時，開啟補(bǔ)藥泵，進(jìn)行補(bǔ)藥。當(dāng)ph值達(dá)到9時，關(guān)閉補(bǔ)藥泵，補(bǔ)藥時不需要關(guān)閉循環(huán)泵。

除水階段：由于風(fēng)量較大，因此氣體中夾帶過來的水量比較多，單獨(dú)設(shè)置一臺除霧器，去除水分，減少后續(xù)管道及碳層內(nèi)積水。

吸附階段：此項目菌類含量較少，前端已經(jīng)用次氯酸鈉進(jìn)行了滅菌，因此綜合考量后，不再設(shè)置換熱器，廢氣經(jīng)除水后直接進(jìn)入活性炭箱，進(jìn)行吸附，碳層厚度800mm，風(fēng)速1.2m/s。

設(shè)備經(jīng)調(diào)試后，進(jìn)行了驗收。經(jīng)檢測，排氣筒臭氣濃度為230(無量綱)，達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)運(yùn)行一段時間后，碳層內(nèi)無菌類滋生。由于管路內(nèi)設(shè)置了地點(diǎn)排污，排水良好，碳層內(nèi)基本沒有積水情況。

本實(shí)用新型中，基于現(xiàn)有的工業(yè)廢氣流程，在前端對于廢氣進(jìn)行中和，降低對管道和后續(xù)處理設(shè)備的腐蝕性。在后端安裝活性炭吸附設(shè)備對于廢氣中含有少量vocs，惡臭等進(jìn)行吸附。

本實(shí)用新型中，在上述工藝的基礎(chǔ)上，基于生物廢氣的特點(diǎn)逐項進(jìn)行設(shè)計。由于生物廢氣中，如在菌類發(fā)酵工藝過程，廢氣中會有部分菌類被吹出，由于來氣中濕度大、富含菌類繁殖所需的營養(yǎng)成分，因此菌類非常容易滋生，用次氯酸鈉噴淋塔，可有效殺死廢氣中的菌類。

本實(shí)用新型中，生物發(fā)酵廢氣來氣溫度一般在40℃左右，濕度較大，在經(jīng)過噴淋塔之后，濕度基本達(dá)到飽和。過大的濕度、適宜的溫度，會造成前方未被殺死的菌類，慢慢在碳層繁殖，長時間后，菌落附著在碳層上，降低吸附效率，減少活性炭的壽命。由于生物制劑的菌類不耐高溫，用換熱器將廢氣升溫至50℃，即可改變菌類繁殖的有利條件，防止菌類滋生。且升溫后，此溫度下空氣濕度降低，防止了活性炭箱內(nèi)因為飽和廢氣凝結(jié)，造成大量積水。

本實(shí)用新型中，前期工藝包括多道噴淋工藝，雖然噴淋塔一般會自帶除霧設(shè)備。但因為噴淋的道次較多，很難保證水蒸氣的有效去除。因此，單獨(dú)加裝一臺除霧器會增加出水效率，減少后續(xù)管道內(nèi)部積水，防止大量水分進(jìn)入活性炭箱，造成活性炭去除效率降低，內(nèi)部積水嚴(yán)重，炭床坍塌。

技術(shù)特征：

1.生物發(fā)酵廢氣處理裝置，包括生物發(fā)酵廢氣發(fā)生端，其出氣側(cè)順次安裝有酸洗塔，堿洗塔和活性炭吸附床，其特征在于：在所述堿洗塔和活性炭吸附床之間順次安裝殺菌設(shè)備和換熱設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物發(fā)酵廢氣處理裝置，其特征在于：所述殺菌設(shè)備采用次氯酸鈉塔，塔內(nèi)配置有噴淋設(shè)備用于對廢氣噴淋次氯酸鈉溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物發(fā)酵廢氣處理裝置，其特征在于：所述換熱設(shè)備采用換熱器，廢氣與換熱器的低熱側(cè)導(dǎo)通，經(jīng)換熱器內(nèi)置的高熱側(cè)進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)輔熱升溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物發(fā)酵廢氣處理裝置，其特征在于：所述活性炭吸附床的出氣側(cè)安裝有風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)將廢氣與煙囪導(dǎo)通外排。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的生物發(fā)酵廢氣處理裝置，其特征在于：在所述殺菌設(shè)備和換熱設(shè)備之間安裝有除霧器。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及廢氣處理技術(shù)，尤其是生物發(fā)酵廢氣處理裝置。包括生物發(fā)酵廢氣發(fā)生端，其出氣側(cè)順次安裝有酸洗塔，堿洗塔和活性炭吸附床，在所述堿洗塔和活性炭吸附床之間順次安裝殺菌設(shè)備和換熱設(shè)備。所述殺菌設(shè)備采用次氯酸鈉塔，塔內(nèi)配置有噴淋設(shè)備用于對廢氣噴淋次氯酸鈉溶液。所述換熱設(shè)備采用換熱器，廢氣與換熱器的低熱側(cè)導(dǎo)通，經(jīng)換熱器內(nèi)置的高熱側(cè)進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)輔熱升溫。所述活性炭吸附床的出氣側(cè)安裝有風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)將廢氣與煙囪導(dǎo)通外排。在所述殺菌設(shè)備和換熱設(shè)備之間安裝有除霧器。

技術(shù)研發(fā)人員：王凡;張洪翠;郭婕;鄭先強(qiáng);劉沐之;張莉

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西愛科道環(huán)境科技發(fā)展有限公司;江西天一愛拓膜科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.12.09

技術(shù)公布日：2021.08.17