揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)探討

馮敏 朱雪梅

（合肥市環(huán)境保護局經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)分局 安徽合肥 230601）

揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)探討

馮敏 朱雪梅

（合肥市環(huán)境保護局經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)分局 安徽合肥 230601）

隨著社會的不斷發(fā)展，在經(jīng)濟發(fā)展速度不斷提高的同時，所面臨的生態(tài)環(huán)境問題也日益嚴重。其中，揮發(fā)性有機廢氣是一種較為嚴重的污染物，其具有危害性大、傳播范圍廣、污染源多等特點。這種污染物對環(huán)境和人體都會造成十分嚴重的危害，因此，在我國的環(huán)境保護工作當中，應當結(jié)合揮發(fā)性有機廢氣的基本概念和危害，采取有效的措施進行治理。對此，本文首先分析了揮發(fā)性有機廢氣的概念及其危害，然后探討了幾種常用的治理技術(shù)。

揮發(fā)性；有機廢氣；治理技術(shù)

前言

在當前的環(huán)境污染物當中，一種最為常見的大氣污染物就是揮發(fā)性有機廢氣。這種污染物主要來源于交通工具、化工行業(yè)、石油行業(yè)等排放出的廢氣，以及造紙、涂料、金屬電鍍、紡織、采礦、油漆等領域所排放的有機溶劑。對于人們的身體健康、動植物的良好生長、生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量等，都會產(chǎn)生極大的危害。因此，在當前的環(huán)保工作當中，應當加強對揮發(fā)性有機廢氣的治理。目前，我國已經(jīng)具備了多種不同的治理技術(shù)。在實際應用當中，也取得了十分良好的效果。

1 揮發(fā)性有機廢氣的概述

1.1 揮發(fā)性有機廢氣的基本概念

揮發(fā)性有機廢氣指的是沸點在50～250℃的化合物，室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物，其英文簡稱為VOC。按其化學結(jié)構(gòu)的不同，可分為烴類、鹵代烴類、氮烴類、含氧烴類、硫烴類、以及芳香烴類等[1]。在工業(yè)排放當中，占最大比例的物質(zhì)為鹵代烴類、二甲苯、甲苯、苯等。其中，鹵代烴、三苯物質(zhì)等，都具有很高的毒性。

1.2 揮發(fā)性有機廢氣的主要危害

揮發(fā)性有機廢氣對生態(tài)環(huán)境能夠產(chǎn)生極大的危害，很多揮發(fā)性有機廢氣都具有較大的毒性，同時伴有惡臭味。還有一些例如甲醛、多環(huán)芳烴、苯、氯乙烯等揮發(fā)性有機廢氣，還具有一定的致癌性。在陽光的照射下，大氣中的碳氫化合物、氮氧化合物會與氧化劑產(chǎn)生反應，從而形成光化學煙霧，對人類造成巨大的二次危害。一些鹵烴類的揮發(fā)性有機廢氣，例如氯氟碳化物等，會對臭氧層造成破壞。此外，甲苯、二甲苯等芳香烴，酯、酮、乙醇等含氧碳氫化合物，由于具有很大的揮發(fā)性，因而會在大氣中擴散，從而對環(huán)境造成極大的破壞。因此，除了粉塵之外，揮發(fā)性有機廢氣已經(jīng)成為了最為主要的污染物之一。

2 揮發(fā)性有機廢氣的治理技術(shù)

揮發(fā)性有機廢氣會對環(huán)境和人類造成極大的不良影響。在大氣污染當中，主要的污染物包括顆粒物、氮氧化物、硫氧化物、以及揮發(fā)性有機廢氣。其中，揮發(fā)性有機廢氣的成分最為復雜，因此，不能采用單一的技術(shù)進行治理，應當根據(jù)具體污染物的性質(zhì)和排放特點，有針對性的進行選擇。主要的揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)如圖1所示，本文結(jié)合實際情況，對其中的幾種重點治理技術(shù)進行了探討。

2.1 吸收吸附法的原理及應用

2.1.1 吸收法的原理及應用

吸收法主要是利用相應的吸收液，與待處理的廢氣進行充分接觸，從而分離揮發(fā)性有機廢氣中的可溶成分。吸收法通常利用一些氣液接觸性能良好的設備作為主體單元，例如填料塔、噴淋塔等。吸收法在實際應用中具有工藝流程短、成本低、容易維護、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，在揮發(fā)性有機廢氣的治理當中，是一種十分常用的技術(shù)。但是，對于吸收劑的回收和選擇，以及后續(xù)進一步的處理，在環(huán)保治理當中，仍然存在著一定的問題。

2.1.2 吸附法的原理及應用

吸附法主要是采用微孔結(jié)構(gòu)的固體介質(zhì)，在其表面吸附目標物質(zhì)，從而進行分離。在治理過程中，揮發(fā)性有機廢氣通過風機進入吸收塔，吸附飽和之后，再進行脫附、再生。通過這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的連續(xù)處理。當前主要的吸附劑包括沸石分子篩、活性炭等。在吸附法的應用當中，主要采用的有活性炭顆粒和活性炭纖維，二者之間的性能差別如表1所示。相比于其它的治理方法，吸附法具有工藝成熟、能耗低、效率高等特點，因而得到了十分廣泛的應用。

圖1 揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)

表1 活性炭顆粒與活性炭纖維的性能差別[4]

2.2 燃燒法的原理及應用

在燃燒法的實際應用中，主要包括兩種方式：①熱力燃燒法；②催化燃燒法。具體的原理及應用為：

2.2.1 熱力燃燒法的原理及應用

在熱力燃燒的過程當中，揮發(fā)性有機廢氣首先在熱交換器當中進行升溫，達到一定溫度要求之后，通入熱力燃燒室進行燃燒。通過這種治理技術(shù)，能夠?qū)?00～2000ppm濃度的揮發(fā)性有機廢氣進行處理，并且能夠達到95～99%的處理效率。相比于直接燃燒法，熱力燃燒法能夠在700～900℃的溫度下就能保持燃燒反應，從而實現(xiàn)和能源消耗的降低。

2.2.2 催化燃燒法的原理及應用

催化燃燒法的燃燒溫度約為200～400℃，能耗很低，同時不會產(chǎn)生氮氧化物的二次污染。在催化燃燒法當中，利用催化劑促使揮發(fā)性有機廢氣發(fā)生反應，生成水和二氧化碳。利用催化劑，能夠?qū)⒂袡C物的起燃溫度降低，同時使反應時間縮短。當前常用的催化劑主要包括非貴金屬催化劑和貴金屬催化劑兩種。不過，該方法中催化劑的費用較高，因而并沒有得到廣泛的應用。

2.3 微波催化法的原理及應用

微波催化法是揮發(fā)性有機廢氣治理中的一種重要技術(shù)，其中融合了過去的吸附-解吸技術(shù)、空氣凈化技術(shù)等技術(shù)當中的各項優(yōu)點，對傳統(tǒng)的吸收方式進行了升級，使之成為了微波解吸。在該技術(shù)的實際應用當中，能夠?qū)Y源的浪費和消耗進行良好的控制，從而降低應用成本。與此同時，應用該技術(shù)還能夠使廢氣吸附和解吸的時間得到控制。此外，該技術(shù)在應用當中具有較為良好的經(jīng)濟性，通常來說，吸附劑能夠連續(xù)使用超過20次，并且長時間保持理想的吸附能力。在治理揮發(fā)性有機廢氣的過程當中，微波催化氧化技術(shù)的應用理論、使用方法等，與其在污水處理中較為相似[2]。

2.4 生物過濾法的原理及應用

生物過濾法是為了對惡臭氣體進行治理，而在揮發(fā)性有機廢氣的處理中，也能夠發(fā)揮出十分良好的效果。在生物過濾法當中，生物濾床是其核心的設備。在濾床當中，填料能夠生成生物膜。揮發(fā)性有機廢氣在經(jīng)過適度控制處理后，進入到生物濾床當中。利用各種微生物，轉(zhuǎn)化有機廢氣中的成分，經(jīng)過代謝、降解等過程，將有機成分轉(zhuǎn)化為H2O、CO2等無機物、細胞組成物等等。例如，在利用生物法去除廢氣濃度較低的有機廢氣時，總有機碳需求在1000m/m3以下，氣體流量需要在5000m/h以上，并且保持氣流的連續(xù)均勻，廢氣溫度要達到40℃以上[3]。通過這種方式，促使廢氣組分更好的溶于水，從而取得了良好的降解效果。在實際應用中，生物過濾法主要用于對低濃度揮發(fā)性有機廢氣進行處理，由操作條件控制決定其處理效率。雖然生物過濾法的運行成本較低，但是其設備十分龐大，具有較高的選擇性，運行條件十分苛刻。

根據(jù)幾種有機廢氣處理工藝特點，幾種揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)對比結(jié)果如表2所示。

表2 揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的對比[5]

3 結(jié)論

在當前的社會發(fā)展中，隨著城市化和工業(yè)化進程的不斷加快，環(huán)境污染和大氣污染問題日益嚴重。在大氣污染當中，揮發(fā)性有機廢氣是一種主要的污染物。因此，為了保護大氣環(huán)境，應當對揮發(fā)性有機廢氣進行有效的處理，通過各種相應的治理技術(shù)，有效的去除其中的有害成分，從而更好的保護生態(tài)環(huán)境。

[1]陳哲銘，夏友超，邵小林.揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)進展分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015，04：112～113.

[2]李 夢，杜剛.揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀與進展[J].北方環(huán)境，2011，09：118.

[3]楊飛，楊衛(wèi)紅.探究揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀與進展[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014，04：99.

[4]汪涵，郭桂悅，周玉瑩，梁忠越.揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀與進展[J].化工進展，2009，10：1833～1841.

[5]黃建洪，寧 平，許振成，周新云，周瑜，彭福全.揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)進展[J].環(huán)境科學導刊，2011，05：70～73.

X701

A

1004-7344（2016）01-0331-02

2015-12-25

馮敏（1986-），女，工程師，本科，主要從事環(huán)境保護工作。