淺析涉揮發(fā)性有機(jī)物廢氣治理

頸復(fù)康藥業(yè)集團(tuán)有限公司 河北 承德 067000

在工業(yè)制造業(yè)各個門類生產(chǎn)過程中,因使用原料、加工過程、產(chǎn)品特性等諸多因素,可能會伴隨著不同成分廢氣的排放。有些組分可能會在特定條件下發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì),影響人員身體健康,所以十分有必要闡述廢氣治理工藝。

一、工業(yè)廢氣的類型

目前工業(yè)制造業(yè)排放廢氣的特征污染物主要有顆粒物、惡臭、揮發(fā)性有機(jī)物等,涉顆粒物廢氣主要產(chǎn)生于粉碎、攪拌、混合、灌裝等工序。涉惡臭廢氣絕大多數(shù)來源于工業(yè)企業(yè)的末端污染防治設(shè)施運(yùn)行過程中。涉揮發(fā)性有機(jī)物廢氣與使用含揮發(fā)性有機(jī)物料行業(yè)關(guān)聯(lián)密切,例如石油化工、醫(yī)藥、食品、建材、餐飲等行業(yè)。

二、含揮發(fā)性有機(jī)物組分工業(yè)廢氣治理的必要性

工業(yè)生產(chǎn)中排放涉揮發(fā)性有機(jī)物成分較為復(fù)雜,其中不乏對人身體健康帶來負(fù)面影響,或?qū)ψ匀画h(huán)境造成危害?？諝馀c水在人類生產(chǎn)生活中同等重要。近年來較為熟知的為室內(nèi)裝修裝飾產(chǎn)生的甲醛可對人造成刺激、過敏,更有甚者影響肝臟、造血系統(tǒng)等,揮發(fā)性有機(jī)物對人造成傷害日趨嚴(yán)重,因此想要確保人類生存環(huán)境空氣質(zhì)量,需要不斷改進(jìn)和創(chuàng)新涉揮發(fā)性有機(jī)物廢氣處理工藝,提升處理效率及效果。

三、含揮發(fā)性有機(jī)物組分廢氣處理技術(shù)的應(yīng)用

國內(nèi)工程案例應(yīng)用較為成熟的有機(jī)廢氣治理技術(shù)目前主要分為:三級逆流噴淋塔洗滌(NAOH堿洗+NACLO洗滌+水洗)、活性炭床吸附、RTO(蓄熱式熱氧化)、RCO(蓄熱式催化燃燒)、TO(直燃)、活性炭/沸石轉(zhuǎn)輪分子篩濃縮之后燃燒、生物濾池等技術(shù)。

1.吸附吸收法。因吸附法與吸收法在工藝原理方面較為相似,本文將吸附法與吸收法作為一個單元合并介紹,吸收法利用配置的特定吸收液與廢氣充分接觸,使廢氣中的有害成分溶入吸收液中或與吸收液進(jìn)行反應(yīng),從而使廢氣得到凈化。常見有三級洗滌(NAOH堿洗+NACLO洗滌+水洗)。利用引風(fēng)機(jī)將廢氣引入洗滌塔,利用酸堿中和原理去除廢氣中的部分酸性氣體,廢氣進(jìn)入NACLO洗滌塔,NACLO為氧化劑可與部分揮發(fā)性有機(jī)物成分進(jìn)行氧化還原反應(yīng),生成CO2和H2O等無害無機(jī)物,最后經(jīng)水洗塔可去除部分易溶于水的氣體。吸附法:利用比表面積較大吸附劑的吸附能力,當(dāng)廢氣通過吸附床時,廢氣中的部分有害物質(zhì)成分被吸附,廢氣得到凈化。工業(yè)廢氣凈化應(yīng)用比較成熟的吸附介質(zhì)有蜂窩活性炭、顆?；钚蕴?交換樹脂、沸石顆粒等。吸附法操作較為簡單,投資相對較低,凈化效率不高,通常用于中低風(fēng)量且濃度較低的廢氣處理或作為多級凈化的末端處理工藝。

2.燃燒法。利用高溫加熱的方法,將廢氣中有毒有害物質(zhì)直接燃燒處理,以期達(dá)到凈化廢氣的目的。燃燒法可分為直接燃燒法和催化燃燒法及蓄熱式燃燒法。直接燃燒法是將含有污染物的廢氣送入燃燒器燒掉,適合可燃成分濃度較高的廢氣,例如石油化工行業(yè)的廢氣可采用TO工藝處理;催化燃燒法是在有催化劑幫助下維持在中低溫燃燒廢氣中的有害物質(zhì),常見處理工藝有RCO及CO;蓄熱式燃燒通常需要助燃劑,在高溫下將廢氣中的有機(jī)物(VOCs)燃燒,氧化成對應(yīng)的二氧化碳和水,從而凈化廢氣,并回收廢氣燃燒時所釋放出來的熱量,此工藝投資大,但可處理大風(fēng)量、揮發(fā)性有機(jī)物低濃度廢氣,具有工業(yè)企業(yè)可回收熱量再次利用輔助其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。

3.生物法。通過接種調(diào)試馴化等一系列環(huán)節(jié),利用篩選出的具有針對性降解相關(guān)行業(yè)有機(jī)廢氣功能的活性微生物,在自身增殖的過程中將廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)污染物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì)。生物凈化廢氣技術(shù)的基本原理是通過培養(yǎng)將微生物附著填料或其他支撐載體上,在溫度、PH等適宜的環(huán)境條件下,微生物通過新陳代謝以廢氣中的有機(jī)物成分作為碳源和能源,同時將有機(jī)物氧化降解為二氧化碳和水的過程,生物法因其工藝特點(diǎn),可操控性較差,對管理操作人員技術(shù)水平要求較高,并因微生物對環(huán)境較為敏感不適用于北方冬季氣溫較低的地區(qū),實際應(yīng)用局限性較強(qiáng)。

4.光催化氧化。涉揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的光催化氧化反應(yīng)機(jī)理涉及兩個過程:一是在產(chǎn)生一定濃度的臭氧(O3),一定數(shù)量的有害氣體分子受臭氧(O3)氧化作用,轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。二是氣體中部分成分及水分子經(jīng)特定波長紫外線作用產(chǎn)生含有大量高能粒子和高活性的自由基的離子群體,與大分子氣體作用,打開了其分子內(nèi)部的化學(xué)鍵,轉(zhuǎn)化為無害的小分子物質(zhì)。新生成的羥基自由基[OH]具有很強(qiáng)的氧化性,它能有效的氧化分解有機(jī)物。有機(jī)廢氣處理采用光催化氧化工藝時通常采用產(chǎn)生特定范圍內(nèi)波長的優(yōu)質(zhì)紫外燈管,利用產(chǎn)生的高強(qiáng)紫外線及O3對有機(jī)物進(jìn)行斷鏈開環(huán)并氧化達(dá)到凈化效果。

5.低溫等離子法。等離子是近現(xiàn)代人類發(fā)現(xiàn)物質(zhì)存在的除固態(tài),液態(tài),氣態(tài)之外的第四種狀態(tài),宏觀的認(rèn)為具有電近似中性與高導(dǎo)電性。等離子體是有大量游離的電子、離子、中性粒子等組成的離子漿,這些活性較高的粒子和氣體有機(jī)物分子相互碰撞的結(jié)果,產(chǎn)生大量具有強(qiáng)氧化性的自由基,有機(jī)物分子被這些強(qiáng)氧化性的自由基所氧化,反應(yīng)生成CO2、H2O及其他無害小分子。近年來實際應(yīng)用中此種工藝出現(xiàn)爆炸事故,涉揮發(fā)性有機(jī)物廢氣成分通常并不單一,尤其化工生產(chǎn)行業(yè)排放廢氣大多有易燃組分,從安全生產(chǎn)角度考慮不建議采用。

結(jié)束語

通過本文對工業(yè)制造業(yè)涉揮發(fā)性有機(jī)物廢氣處理工藝原理的進(jìn)一步分析和闡述,使我們熟知未處理的揮發(fā)性有機(jī)物排放到空氣中在生產(chǎn)生活中對身體健康造成的損害,以及對自然環(huán)境產(chǎn)生的不利影響,各行各業(yè)應(yīng)予以分析并針對性的采取措施予以凈化處理。含揮發(fā)性有機(jī)物成分的廢氣可采取吸收吸附法、燃燒法、生物法、光催化氧化法、低溫等離子法等工藝進(jìn)行有效處理。