關(guān)于VOCs有機廢氣處理技術(shù)研究進展

黃寬賢

摘 要： VOCs是我國的主要污染物，通過對VOCs有機廢氣排放情況進行研究，本文主要介紹VOCs有機廢氣處理技術(shù)，希望能對相關(guān)企業(yè)起到一定作用。

關(guān)鍵詞： 有機廢氣;處理技術(shù);研究進展

【中圖分類號】X701 【文獻標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.160

引言：揮發(fā)性有機物是生物代謝和人類活動產(chǎn)生的污染物，也是霧的成因之一。不穩(wěn)定有機化合物來源很多，包括家具包裝，油漆等等，其中所含化學(xué)物質(zhì)會對環(huán)境造成一定影響?，F(xiàn)在大多數(shù)國家和地區(qū)都有揮發(fā)性有機化合物治方法，由于污染日益嚴(yán)重，相關(guān)企業(yè)有必要從源頭上控制VOCs的排放。

1 VOCs排放狀況

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明：中國某一地區(qū)工業(yè)源揮發(fā)性有機化合物年排放量約一百多萬噸，超過全國排放總量的一半;這個華南和華東地區(qū)是VOCs排放的集中地區(qū)，而西部地區(qū)由于經(jīng)濟發(fā)展緩慢，排放量相對較低是。目前我國VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)較少，國家有必要建立VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)體系，這樣既能限制有機廢氣的排放，又能滿足經(jīng)濟系統(tǒng)的發(fā)展要求。

2 傳統(tǒng)VOCs處理技術(shù)分析

2.1 冷凝法

根據(jù)有機氣體的化學(xué)性質(zhì)，通過活性炭吸附，降低溫度，保證達到飽和狀態(tài)，凈化回收液，減少氣體排放。冷凝閥主要在低溫和低濃度比中使用。但是，冷凝法不能用于低濃度有機氣體。可作為高濃度廢氣的預(yù)處理，從而降低有機負荷，回收有機物。

2.2 吸收法

該方法主要是根據(jù)不同的物理性質(zhì)對揮發(fā)性有機物進行吸附，一般來說，在高壓和低溫下，吸收發(fā)VOCs處理的效果是顯著的。由于吸收塔的性能特點和特殊性，吸收系統(tǒng)可以顯著提高吸收效果。目前水、煤油和柴油主要用作VOCs處理的吸收劑。

2.3 吸附法

在該方法中，揮發(fā)性有機物與多孔固體接觸后，固體表面的殘余，通過化學(xué)結(jié)合力可將混合氣體中具有揮發(fā)性的有機物吸附到固體表面，以達到吸附高濃度處理廢氣法。吸附法處理效率高，使用成本低，可以徹底處理有機廢氣。但由于處理設(shè)備數(shù)量大，工藝流程相對復(fù)雜，吸附法應(yīng)用不足。在最新的研究結(jié)果中，通過將活性炭分子與極性分子結(jié)合起來，使它們能夠完全吸附揮發(fā)性有機化合物。

2.4 燃燒法

本方法主要用于絕緣材料、涂料、化工生產(chǎn)中廣泛使用的易燃易揮發(fā)有機物。燃燒法作為廢氣處理的基本技術(shù)，在這些方法中，直接燃燒法具有成本低、使用方便等優(yōu)點，適用于低風(fēng)量、高效率的高濃度廢水處理。熱燃燒時廢氣經(jīng)處理后不能直接用作燃料，但可作為提供氧氣燃燒。在特定的燃燒階段，揮發(fā)性有機化合物可以被催化劑氧化和降解。一般來說，當(dāng)VOCs濃度較高、溫度較高時，燃燒過程有不同的應(yīng)用優(yōu)勢，因此，它是有機廢氣處理VOCs的常用應(yīng)用技術(shù)。

3 VOCs處理新技術(shù)

3.1 膜分離器

膜法氣體分離基本原理是，根據(jù)混合氣體中各組分在壓力推動下透過膜的傳質(zhì)速率不同而達到分離的目的。這種分離技術(shù)主要是通過聚合物膜在一定的壓力下，不斷滲透廢氣，保證有機化合物從揮發(fā)性有機化合物中分離出來。在工業(yè)排放的揮發(fā)性有機化合物（VOCs），進入膜分離系統(tǒng)后，根據(jù)膜的選擇性，只有VOCs才能進入裝置，剩余氣體被隔離，對于收集到的揮發(fā)性有機物，有機溶劑可循環(huán)進入冷凝回收系統(tǒng)。膜分離技術(shù)在目前在食品工業(yè)中，制藥工業(yè)和石化工業(yè)被廣泛使用。在現(xiàn)有環(huán)境污染的背景下，膜分離技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。揮發(fā)性有機物經(jīng)過處理后，可直接引入大氣中。目前大多數(shù)公司致力于膜分離技術(shù)的研發(fā)，廣泛在有機化合物中使用。

3.2 低溫等離子體法

該方法根據(jù)體系能量狀態(tài)、溫度和離子密度，等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體。低溫等離子體是物質(zhì)形態(tài)的一部分，它能使中性粒子和帶正電粒子結(jié)合，并進入準(zhǔn)中性氣體，自由基和能量豐富的電子可以在短時間內(nèi)分解成氣態(tài)物質(zhì)。與其他方法相比，低溫等離子體法的優(yōu)點是操作簡單，但是在實際生產(chǎn)中，低溫等離子體法的應(yīng)用會帶來安全隱患，一些科學(xué)家認(rèn)為，這項技術(shù)在未來的發(fā)展中需要標(biāo)準(zhǔn)化和改進。

3.3 生物處理技術(shù)

在揮發(fā)性有機物的處理中，生物處理技術(shù)作為新型廢氣處理技術(shù)，有著廣泛的發(fā)展前提。生物處理的理念是利用微生物的特性在廢氣中產(chǎn)生物質(zhì)。通過利用生物降解有機廢氣，實現(xiàn)有機化學(xué)物質(zhì)的回收。實際應(yīng)用中，相關(guān)企業(yè)必須培養(yǎng)微生物，因此微生物講解只用于處理低濃度廢氣。生物的處理技術(shù)主要包括生物濾池和生物洗滌塔。生物吸收和生物降解階段由有機循環(huán)液逆流，再與塔內(nèi)氣相接觸，使氧和有機物在氣相中轉(zhuǎn)化為液相。在氣流交換完成，再回到到生化池。當(dāng)氣體濃度達到塔底壓力后，生物濾料將與氣體接觸，經(jīng)吸收處理后從頂部排出。但實際上，微生物降解操作的復(fù)雜性相對較高，還會降低揮發(fā)性有機物在不穩(wěn)定氣體和高濃度氣體中的處理效果。

總結(jié)：綜上所述，新生物技術(shù)的應(yīng)用比傳統(tǒng)的氣體處理方法更有意義，在運行成本、投資成本和安全性方面具有優(yōu)勢，并且不會造成二次環(huán)境污染，適合環(huán)境處理和維護。相關(guān)企業(yè)應(yīng)該更好地利用生物技術(shù)進行工業(yè)生產(chǎn)，解決難處理氣體和高濃度廢氣處理等實際問題。由于揮發(fā)性有機物的成分比較復(fù)雜，大部分是混合物，因此降解過程應(yīng)根據(jù)VOCs的實際濃度和性質(zhì)進行改進，提高防治效果。

參考文獻

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