揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀和進(jìn)展

甘雪慧

摘 要：揮發(fā)性有機(jī)廢氣傳播范圍廣，污染來(lái)源多，危害性極大，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)極大的危害，因此，越來(lái)越受到關(guān)注，處理技術(shù)的選擇和應(yīng)用需要重視其時(shí)效性，文章對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行探討，希望給相關(guān)的工作人員提供借鑒。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)廢氣；治理技術(shù)；現(xiàn)狀；進(jìn)展

前言

揮發(fā)性有機(jī)廢氣（簡(jiǎn)稱 VOCs）屬于有害氣體中的一種，它的沸點(diǎn)十分高，已經(jīng)接近水的沸點(diǎn)了，還有的VOCs 沸點(diǎn)在較高的溫度下，這時(shí)有機(jī)廢氣的飽和蒸汽壓高于133.3Pa，達(dá)到這樣的條件就會(huì)可能產(chǎn)生揮發(fā)性的有機(jī)化合物，這種能揮發(fā)的有機(jī)化合物，會(huì)影響空氣質(zhì)量，造成對(duì)人類身體健康的傷害。所以，在科技發(fā)達(dá)的今天，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理刻不容緩，必須嚴(yán)格控制有機(jī)廢氣的濃度。

1、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

在國(guó)內(nèi)工業(yè)中，一些生產(chǎn)制造企業(yè)比如鋼鐵行業(yè)、石油化工等，在生產(chǎn)的過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生一些廢氣，這些廢氣在沒(méi)有經(jīng)過(guò)二次加工就排放在大氣中，不但給環(huán)保工作帶來(lái)諸多不便，同時(shí)還給人們的身體帶來(lái)很多疾病。因?yàn)樗o大氣和人們帶來(lái)的負(fù)面影響太大，所以對(duì)它治理的方法已經(jīng)是當(dāng)前各界討論最深的話題。為了有效治理，世界各國(guó)都出臺(tái)了對(duì)它的限制令，并且把它設(shè)定成重點(diǎn)工程。在當(dāng)前，國(guó)內(nèi)對(duì)它的治理主要采取一些比較老套的處理技術(shù)，對(duì)其創(chuàng)新效果并不是太顯著。這些老套的技術(shù)在實(shí)際中受到了很多方面的制約。對(duì)一些污染比較嚴(yán)重的地域會(huì)起到一定的作用，但是在一些濃度比較低的地域效果并不是十分理想。所以，它不僅是一個(gè)全球話題，也是我國(guó)所面臨的一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。結(jié)合我國(guó)已有的技術(shù)水平和基本國(guó)情要求，加入國(guó)外的先進(jìn)高新技術(shù)，探討出一套具有中國(guó)特色的治理方案，不但能夠使環(huán)保工作更便利、更有效，還可以使人們的身體健康成長(zhǎng)，并且符合走可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境理念。

2、揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的分析

2.1 利用直接燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣

利用直接燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣就是將VOCs直接連接到能焚燒的鍋爐中，當(dāng)我們接入的VOCs的濃度高時(shí)，就能在爐內(nèi)充分的燃燒，通過(guò)燃燒化學(xué)反應(yīng)生成CO2和H2O，如果接入鍋爐中的VOCs濃度較低時(shí)，則不會(huì)充分燃燒，需要我們加入輔助燃料，這樣能夠使VOCs燃燒完全，最終也會(huì)生成CO2和H2O，這樣就能把生產(chǎn)的CO2和H2O直接排入空氣中。這種直接燃燒的方法具有投入費(fèi)用低，需要設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。但是這種直接燃燒的做法需要保持很高的燃燒溫度，并且在這樣持續(xù)的高溫下還會(huì)產(chǎn)生NOx化合物，造成對(duì)空氣的第二次污染。

2.2 利用催化燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣

利用催化燃燒法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣，是在廢氣燃燒的時(shí)候加入某種催化劑，使用催化劑的用意就是降低VOCs的燃點(diǎn)，使 VOCs 能夠得到充分的燃燒，這樣能將 VOCs 燃燒反應(yīng)生成CO2和H2O，可以排入空氣中。目前市場(chǎng)上所使用的催化劑種類很多，主要分為貴金屬（如Pt、Pd）與非貴金屬（如Ti、Fe、Cu等）催化劑兩大類。貴金屬催化劑在與 VOCs 接觸時(shí)反應(yīng)時(shí)，與氯化烴類的有機(jī)物有很強(qiáng)的融合性，這樣能夠使貴金屬催化劑與VOCs容易發(fā)生催化分解作用。如果我們將催化燃燒與直接的熱力燃燒進(jìn)行對(duì)比可以看出，他們各自的優(yōu)勢(shì)不同，催化燃燒方法的燃燒溫度只需要保持在200℃～400℃就可以，并且催化燃燒是在較低溫度下進(jìn)行的燃燒，避免了NOx二次污染物的產(chǎn)生，更加環(huán)保。但是目前我們使用的催化劑自身的穩(wěn)定性不高，容易在一些特定的條件下被含有S、P、As等物質(zhì)破壞。一旦這些催化劑的活性遭到破壞，就會(huì)導(dǎo)致催化性能降低，為了能夠進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)就需要更換新的催化劑，導(dǎo)致了更高的處理費(fèi)用產(chǎn)生。

2.3 利用生物法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣

利用生物法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣，就是通過(guò)生物過(guò)濾法處理VOCs，這種方法處理的有機(jī)廢氣主要是來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)、市政污水、污泥處理等。生物過(guò)濾法能夠處理較低濃度的VOCs，通過(guò)核心生物濾床的處理作用，VOCs通過(guò)生物濾床中的生物膜填料被反應(yīng)，這樣能夠使 VOCs 在濾床里被生物膜上的生物經(jīng)過(guò)吸附作用反應(yīng)生產(chǎn)CO2和H2O，這樣就能夠?qū)a(chǎn)生的CO2和H2O直接排放在空氣中。

2.4 利用吸附法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣

利用吸附法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣，是利用具有微孔結(jié)構(gòu)的吸附劑，將揮發(fā)性有害氣體的有毒物質(zhì)吸附在吸附劑表面上，這樣使有機(jī)物從主體分離。需要指出的是，我國(guó)在治理 VOCs 的處理上與發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大的差距，上述的處理方法，只能適應(yīng)中、高濃度的 VOCs治理中，對(duì)于低濃度的 VOCs 處理效果不明顯。所以對(duì)于我國(guó)VOCs 的治理技術(shù)的創(chuàng)新研究，科技工作者需要積極的開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，這樣才能對(duì)人類的健康帶來(lái)益處，避免VOCs對(duì)人類造成傷害。

3、揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展

3.1 微波催化氧化技術(shù)

微波氧化技術(shù)綜合了填料吸附技術(shù)、空氣凈化技術(shù)及解吸技術(shù)等的有點(diǎn)，成功的將傳統(tǒng)的治理技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代的微波氧化技術(shù)。使用微波氧化技術(shù)治理有機(jī)廢氣的時(shí)候能夠有效降低解吸及吸附所需要的時(shí)間，減少能源成本的消耗，避免造成不必要的浪費(fèi)。此外，微波氧化技術(shù)另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是所用成本較低，也就是經(jīng)濟(jì)性好，及時(shí)在反復(fù)連續(xù)使用 20 多次以后，仍然具有較好的吸附效果。在技術(shù)層面上，類似于對(duì)污水的治理技術(shù)原理，只是稍加修改就能夠提高對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理效果。

3.2 活性炭纖維

不同于常用的碳吸附技術(shù)，活性炭纖維技術(shù)，具有新穎性，并且吸附效果更好。運(yùn)用在活性炭纖維治理技術(shù)上的原理有：活性炭具有吸附性強(qiáng)的特點(diǎn)，并且不對(duì)周圍的環(huán)境造成危害，其內(nèi)外表面都布滿了具有吸附性的碳原子，碳原子又組成吸附性好的表面性結(jié)構(gòu)，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理的各項(xiàng)要求都能滿足。優(yōu)越于傳統(tǒng)的碳吸附材料，活性炭的化學(xué)和物力結(jié)構(gòu)都比較特殊，在吸附速度、吸附容量及含碳量方面都略勝一籌，并且能夠反復(fù)使用，活性炭纖維技術(shù)的優(yōu)勢(shì)使其在治理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣方面取得了很好的效果，值得被大范圍推廣使用。

3.3 生物治理技術(shù)

使用生物治理技術(shù)實(shí)際上就是李永樂(lè)揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的微生物的可降解性，然后將有機(jī)廢氣中微生物以新陳代謝的方式轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物。但是生物治理技術(shù)這種降解方式不可避免可能會(huì)重新產(chǎn)生難以預(yù)料的有害物質(zhì)，這一點(diǎn)，不同于生物處理技術(shù)在廢水中的運(yùn)用，但是可以借助其在廢水中的運(yùn)用特性，將揮發(fā)性的有機(jī)廢氣液態(tài)化，在液態(tài)的情況下對(duì)其中的污染物進(jìn)行吸附，降解，相比于氣相狀態(tài)下，效果更好，能夠盡可能避免有害物質(zhì)的產(chǎn)生，但是生物治理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣的技術(shù)仍然需要深入研究，以形成整體的體系。

3.4 納米材料凈化技術(shù)

納米材料是一種超級(jí)細(xì)的材料，晶粒尺寸通常為納米級(jí)，納米粒子表面積很大，而且活性中心也比一般的材料多，在治理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣的時(shí)候能夠有較高的轉(zhuǎn)化速度，此外，納米催化劑能夠?qū)⒃静痪邆浞磻?yīng)能力的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具有反應(yīng)能力的物質(zhì)。特別是納米 TiO2粒徑很小在 1nm- 100nm 之間，在廢氣治理方面效果顯著。TiO2能夠在光照條件好的情況下將廢氣中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳等無(wú)機(jī)物質(zhì)，在室內(nèi)空寂凈化等方面優(yōu)勢(shì)更加突出，應(yīng)用前景不可限量。

4、結(jié)語(yǔ)

總之，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不能以環(huán)境為代價(jià)，揮發(fā)性有機(jī)廢氣成為環(huán)境污染的一大頑疾，在國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際上都受到重視，也都有相應(yīng)的政策支持，相關(guān)的研究人員也投入了很大的精力，上述介紹的幾種揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)也都取得了很好的運(yùn)用效果。此外，在石油、化工行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中，特別要注意對(duì)揮發(fā)性有機(jī)原材料的使用，適當(dāng)加以限制，盡可能避免后期對(duì)環(huán)境造成的污染，即使排放也要符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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