【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污染气体处理，具体涉及一种具有降解vocs功能的微藻耦合生物滴滤器装置及其应用方法。
技术介绍
1、目前由许多工厂企业所排放出的挥发性有机物（vocs）引起的环境污染问题已受到广泛关注。vocs的危害巨大，排放到空气中会造成光化学烟雾、破坏臭氧层、形成酸雨等一系列污染问题，大多数的vocs具有刺鼻的气味，伴有毒性，部分vocs甚至有致畸致癌致突变的危险。如何安全有效且符合经济性和环境可持续性地处理vocs是当前所面临的挑战。
2、现有技术中处理vocs的方法主要有三大类，分别是物理处理法、化学处理法和生物处理法。物理处理法主要以吸附、冷凝为主，vocs没有得到最终处理；化学处理法主要以燃烧、氧化为主，成本较高且使用受限；生物处理法主要利用微生物的生命活动将有机污染物转化为co2、水和其他无害物质，属于环境友好型技术，因此生物处理法常应用于vocs的污染防治处理中。
3、专利申请号为201510029230.5的专利公开了一种提供基于微藻去除pm2.5的空气净化器及其使用方法，包括从下往上依次包括储藻池、微藻处理装置和上端盖；使用方法为开启日光灯、紫外灯和恒温装置给储藻池中微藻提供适宜的生长环境，开启上端盖上的排风扇，排风扇将储藻池进气口中进入的气体往上抽，在净化器内部形成一个真空状态，开启水泵，藻液由水泵经过喷头，把藻液均匀的喷洒在滤芯上，空气中残留的vocs被活性炭层吸收；最后上端盖的紫外灯对空气中的细菌灭活，净化的空气和氧气从排风口逸出。
4、生物净化vocs过程中会产生co
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术利用聚乙烯醇-海藻酸钠复合包埋海洋小球藻与壳聚糖-聚乙烯醇交联海洋小球藻制备固定化菌小球对vocs进行生物降解，并利用藻类呼吸作用及其固碳能力消耗微藻耦合生物滴滤器装置中的co2，同时微藻产生的氧气能促进vocs的生物降解，达到高效降解vocs和碳减排的目的。本专利技术提供了一种微藻耦合生物滴滤器装置及其应用方法，可以实现更好vocs降解功能。具体地，本专利技术的技术方案如下：
2、一种微藻耦合生物滴滤器装置，其由进气系统、监测系统、喷淋系统和处理系统组成；所述进气系统用于控制进气速度，其设有风机10、缓冲罐11和气体流量计12；所述监测系统用于监测营养液的温度、ph值以及处理后的气体中co2含量，监测系统包括温度计6、ph计4和co2在线监测仪9；所述喷淋系统设有营养液槽5、蠕动泵7、液体流量计8和喷淋头1；所述处理系统由上而下依次设有出气口、微藻区2和进气口；co2在线监测仪9与出气口相连接，温度计6和ph计4置于营养液槽5中。
3、所述气体流量计12控制进气速度在5-10 l/min；所述液体流量计8控制营养液喷淋速度在7-12 l/d。
4、所述微藻区2内采用聚乙烯醇-海藻酸钠复合包埋制备的固定化菌小球与壳聚糖-聚乙烯醇交联制备的固定化菌小球进行交替布置。
5、一种前述微藻耦合生物滴滤器装置的应用方法，包括以下步骤：
6、步骤1：在微藻耦合生物滴滤器装置的微藻区2内交替布置由8%聚乙烯醇和15%海藻酸钠复合包埋的固定化菌小球与20 g/l壳聚糖和10%聚乙烯醇交联的固定化菌小球；
7、步骤2：开启进气系统、监测系统、喷淋系统和处理系统，有机废气通过进气系统进入处理系统，利用微藻区2内布置的固定化菌小球对vocs废气进行生物降解，同时包埋的微藻对vocs废气生物降解过程中产生的co2进行去除，处理完的气体经微藻耦合生物滴滤器装置顶部的出气口排出。
8、所述微藻区2中布置的海藻酸钠复合包埋的固定化菌小球内包埋驯化好的藻种，藻种选用海洋小球藻。
9、进一步的，所述8%聚乙烯醇和15%海藻酸钠复合包埋的固定化菌小球的制备方法为：称取8 g聚乙烯醇和15 g海藻酸钠置于100 ml蒸馏水中水浴加热并搅拌至溶解，制备聚乙烯醇-海藻酸钠溶液，随后将驯化好的海洋小球藻与聚乙烯醇-海藻酸钠溶液混合，冷却至40℃，制备固定化菌小球，用生理盐水冲洗三次，存放备用。
10、所述20 g/l壳聚糖和10%聚乙烯醇交联的固定化菌小球的制备方法为：称取10 g聚乙烯醇置于100 ml蒸馏水中水浴加热并搅拌至溶解，制备10%聚乙烯醇溶液；将驯化好的海洋小球藻与聚乙烯醇溶液混合；称取20 mg壳聚糖溶解于100 ml乙酸溶液中制备壳聚糖溶液，随后加入4 g cacl2得到交联溶液，将海洋小球藻-聚乙烯醇溶液通过注射器滴加到交联溶液中，形成固定化菌小球，用生理盐水冲洗三次，存放备用。
11、进一步的，控制营养液温度在25-35 ℃；控制营养液ph在6-8。
12、作为更进一步的优选方案，微藻区2内布置2-4层聚乙烯醇-海藻酸钠-海洋小球藻复合包埋固定化菌小球与3-5层壳聚糖-聚乙烯醇-海洋小球藻交联固定化菌小球。聚乙烯醇-海藻酸钠-海洋小球藻复合包埋固定化菌小球与壳聚糖-聚乙烯醇-海洋小球藻交联固定化菌小球在生物滴滤塔内自上而下交替设置。整个系统的二氧化碳排出量与微藻区的体积和布置的固定化小球数量有关。
13、一种微藻耦合生物滴滤器装置的应用方法，该应用方法包括以下步骤：微藻区内交错布置由8%聚乙烯醇和15%海藻酸钠复合包埋的固定化菌小球与20 g/l壳聚糖和10%聚乙烯醇交联的固定化菌小球；开启进气系统、监测系统、喷淋系统和处理系统，有机废气通过进气系统进入处理系统，利用微藻区内布置的固定化菌小球对vocs废气进行生物降解，同时包埋的微藻对vocs生物降解过程中产生的co2进行去除，处理完的废气经出气口排出。
14、作为更进一步的优选方案，所述微藻区中布置的固定化小球内包埋驯化好的藻种，藻种选用驯化过的海洋小球藻。
15、作为更进一步的优选方案，所述聚乙烯醇-海藻酸钠复合包埋制备固定化菌小球的方法为称取8 g聚乙烯醇和15 g海藻酸钠置于100 ml蒸馏水中水浴加热并搅拌至溶解，制备聚乙烯醇-海藻酸钠溶液，随后将驯化好的海洋小球藻与聚乙烯醇-海藻酸钠溶液混合，冷却至40℃，制备固定化菌小球，用生理盐水冲洗三次，存放备用。
16、作为更进一步的优选方案，所述壳聚糖-聚乙烯醇交联制备固定化菌小球的方法为称取10 g聚乙烯醇置于100 ml蒸馏水中水浴加热并搅拌至溶解，制备10%聚乙烯醇溶液；将驯化好的海洋小球藻与聚乙烯醇溶液混合；称取20 mg壳聚糖溶解于100 ml乙酸溶液中制备壳聚糖溶液，随后加入4 g cacl2得到交联溶液，将海洋小球藻-聚乙烯醇溶液通过注射器滴加到交联溶液中，形成固定化菌小球，用生理盐水冲洗三次，存放备用。
17、作为更进一步的优选方案，所述微藻区的体积占微藻耦合生物滴滤器装置容积的55-70%。
18、与现有技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微藻耦合生物滴滤器装置，其特征在于，所述装置由进气系统、监测系统、喷淋系统和处理系统组成；所述进气系统用于控制进气速度，其设有风机（10）、缓冲罐（11）和气体流量计（12）；所述监测系统用于监测营养液的温度、pH值以及处理后的气体中CO2含量，监测系统包括温度计（6）、pH计（4）和CO2在线监测仪（9）；所述喷淋系统设有营养液槽（5）、蠕动泵（7）、液体流量计（8）和喷淋头（1）；所述处理系统由上而下依次设有出气口、微藻区（2）和进气口；CO2在线监测仪（9）与出气口相连接，温度计（6）和pH计（4）置于营养液槽（5）中。
2.根据权利要求1所述的微藻耦合生物滴滤器装置，其特征在于，所述气体流量计（12）控制进气速度在5-10 L/min；所述液体流量计（8）控制营养液喷淋速度在7-12 L/d。
3.根据权利要求1所述的微藻耦合生物滴滤器装置，其特征在于，所述的微藻区（2）内采用聚乙烯醇-海藻酸钠复合包埋制备的固定化菌小球与壳聚糖-聚乙烯醇交联制备的固定化菌小球进行交替布置。
4.一种如权利要求1-3中任一项权利要求所述的微藻耦合
5.根据权利要求4所述的微藻耦合生物滴滤器装置的应用方法，其特征在于，所述微藻区（2）中布置的海藻酸钠复合包埋的固定化菌小球内包埋驯化好的藻种，藻种选用海洋小球藻。
6.根据权利要求4所述的微藻耦合生物滴滤器装置的应用方法，其特征在于，所述8%聚乙烯醇和15%海藻酸钠复合包埋的固定化菌小球的制备方法为：称取8 g聚乙烯醇和15 g海藻酸钠置于100 mL蒸馏水中水浴加热并搅拌至溶解，制备聚乙烯醇-海藻酸钠溶液，随后将驯化好的海洋小球藻与聚乙烯醇-海藻酸钠溶液混合，冷却至40℃，制备固定化菌小球，用生理盐水冲洗三次，存放备用。
7.根据权利要求4所述的微藻耦合生物滴滤器装置的应用方法，其特征在于，所述20g/L壳聚糖和10%聚乙烯醇交联的固定化菌小球的制备方法为：称取10 g聚乙烯醇置于100mL蒸馏水中水浴加热并搅拌至溶解，制备10%聚乙烯醇溶液；将驯化好的海洋小球藻与聚乙烯醇溶液混合；称取20 mg壳聚糖溶解于100 mL乙酸溶液中制备壳聚糖溶液，随后加入4 gCaCl2得到交联溶液，将海洋小球藻-聚乙烯醇溶液通过注射器滴加到交联溶液中，形成固定化菌小球，用生理盐水冲洗三次，存放备用。
8.根据权利要求4所述的微藻耦合生物滴滤器装置的应用方法，其特征在于：控制营养液温度在25-35℃；控制营养液pH在6-8。
...【技术特征摘要】
1.一种微藻耦合生物滴滤器装置，其特征在于，所述装置由进气系统、监测系统、喷淋系统和处理系统组成；所述进气系统用于控制进气速度，其设有风机（10）、缓冲罐（11）和气体流量计（12）；所述监测系统用于监测营养液的温度、ph值以及处理后的气体中co2含量，监测系统包括温度计（6）、ph计（4）和co2在线监测仪（9）；所述喷淋系统设有营养液槽（5）、蠕动泵（7）、液体流量计（8）和喷淋头（1）；所述处理系统由上而下依次设有出气口、微藻区（2）和进气口；co2在线监测仪（9）与出气口相连接，温度计（6）和ph计（4）置于营养液槽（5）中。
2.根据权利要求1所述的微藻耦合生物滴滤器装置，其特征在于，所述气体流量计（12）控制进气速度在5-10 l/min；所述液体流量计（8）控制营养液喷淋速度在7-12 l/d。
3.根据权利要求1所述的微藻耦合生物滴滤器装置，其特征在于，所述的微藻区（2）内采用聚乙烯醇-海藻酸钠复合包埋制备的固定化菌小球与壳聚糖-聚乙烯醇交联制备的固定化菌小球进行交替布置。
4.一种如权利要求1-3中任一项权利要求所述的微藻耦合生物滴滤器装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的微藻耦合生物滴滤器装置的应用...
【专利技术属性】
技术研发人员：张奇，杨百忍，张彩云，王嘉杰，耿安琪，张心妍，仇伟，张研博，张颖，曹家诚，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：
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