揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理措施綜述

湯勇

青島華蘊(yùn)智慧環(huán)保管家有限公司，中國(guó)·山東 青島 266035

1 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展背景下，大氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，尤其是工業(yè)生產(chǎn)排放出的大量揮發(fā)性有機(jī)廢氣，不僅可以進(jìn)行快速傳播，還能與其他污染氣體進(jìn)行融合，造成復(fù)合污染治理難度加大，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康也構(gòu)成極大威脅，加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理措施研究十分有必要。然而，要想取得理想治理效果，除了要準(zhǔn)確把握揮發(fā)性有機(jī)廢氣類型、性質(zhì)、濃度等基本情況以外，還要因地制宜地選擇恰當(dāng)治理技術(shù)，才能降低治理成本和提高廢氣治理效果[1]?；诖?，論文對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理措施進(jìn)行了分析和探討。

2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的概述

揮發(fā)性有機(jī)廢氣可以簡(jiǎn)稱VOCs，作為一種以氣態(tài)分子形式存在于大氣中的有機(jī)化合物，包含含氧有機(jī)物（醛、酮、醚）、非甲烷烴類（烷烴、炔烴、芳香烴）、含氮有機(jī)物、含硫有機(jī)物等。由于揮發(fā)性有機(jī)廢氣具有特性各異、種類繁多、危害性較大等特征，會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大影響，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）揮發(fā)性有機(jī)廢氣是臭氧、細(xì)顆粒物形成的前身，更是霧霾、光化學(xué)煙霧等形成的主要污染物。

（2）一部分揮發(fā)性有機(jī)廢氣存在惡臭氣味，當(dāng)人接觸時(shí)會(huì)對(duì)嗅覺(jué)造成極大刺激，一旦長(zhǎng)期接觸這些有毒有害物質(zhì)，會(huì)對(duì)身體健康造成損害，而一些有機(jī)廢氣具有易燃易爆特點(diǎn)，當(dāng)達(dá)到觸發(fā)條件以后將會(huì)引發(fā)巨大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

（3）揮發(fā)性有機(jī)廢氣還具有傳播速度快、容易揮發(fā)等特性，尤其是在大氣流動(dòng)影響下，會(huì)對(duì)其他地區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響[2]。

3 當(dāng)前揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理狀況

面對(duì)日益嚴(yán)峻的大氣污染問(wèn)題，中國(guó)加大了環(huán)境治理和保護(hù)力度，并且對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理引起高度重視。為從根源上解決揮發(fā)性有機(jī)廢氣問(wèn)題，需要在實(shí)際開(kāi)展工作時(shí)對(duì)清潔生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用。然而，受生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)性不足影響，在一定程度上降低了揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理效果，針對(duì)現(xiàn)存的大氣污染問(wèn)題也無(wú)法得到有效解決。與此同時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)廢氣構(gòu)成成分十分復(fù)雜，使用常見(jiàn)的方法進(jìn)行治理雖然可以取得一定降低污染效果，但是不能從根本上解決這項(xiàng)問(wèn)題，還需要對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣展開(kāi)更加深入研究，并研制出更多有效治理方法，助力揮發(fā)性有機(jī)廢氣快速、妥善處理，并達(dá)到環(huán)境有效保護(hù)目的[3]。

4 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理措施

4.1 吸附治理技術(shù)

吸附技術(shù)在治理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣中應(yīng)用較為廣泛，實(shí)際應(yīng)用時(shí)主要是利用多孔固體表面，對(duì)流體中的一些物質(zhì)進(jìn)行有效吸附，以取得較好分離效果。在吸附處理技術(shù)中主要包含直接吸附法、吸附回收法和吸附催化燃燒法三種類型，實(shí)際應(yīng)用凈化率可達(dá)到90%以上。

4.1.1 直接吸附法

直接吸附法運(yùn)用具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資較少優(yōu)勢(shì)，由于使用吸附材料具有不可再生性，要想取得理想治理效果，就需要對(duì)吸附劑進(jìn)行不停更換，為此這種方法更多是用于濃度較低有機(jī)廢氣處理中。

4.1.2 吸附回收法

吸附回收法則是利用活性炭對(duì)廢氣進(jìn)行吸附，在達(dá)到飽和狀態(tài)以后再利用蒸汽對(duì)存在雜質(zhì)進(jìn)行凈化脫除，進(jìn)而取得吸附劑循環(huán)使用效果，針對(duì)經(jīng)過(guò)蒸汽反復(fù)凈化的廢氣，在對(duì)其實(shí)施冷凝、萃取、分離等操作以后，所得到的液體有機(jī)物還能用于工業(yè)化生產(chǎn)，具有成本較低、效率較高應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

4.1.3 吸附催化燃燒法

吸附催化燃燒法的運(yùn)用重點(diǎn)在于利用熱空氣對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行脫附，并通過(guò)將脫附以后的廢氣傳輸至催化燃燒床上進(jìn)行充分燃燒，既能防止二次污染，又能對(duì)釋放熱能進(jìn)行回收利用。

4.2 燃燒處理技術(shù)

采用燃燒處理技術(shù)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行治理，主要包含催化燃燒和蓄熱燃燒兩種形式，其中蓄熱燃燒是通過(guò)對(duì)釋放能量進(jìn)行有效儲(chǔ)存，并利用這些熱量加熱有機(jī)廢氣，當(dāng)加熱溫度達(dá)到700oc 以后，揮發(fā)性有機(jī)廢氣就會(huì)發(fā)生降解，變成小分子氣體形式存在，在對(duì)高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理上具有明顯優(yōu)勢(shì)，整體操作也十分簡(jiǎn)便。然而針對(duì)可燃性相對(duì)較低的有機(jī)廢氣來(lái)說(shuō)，采用該種方法進(jìn)行治理，就需要對(duì)阻燃劑進(jìn)行應(yīng)用，以促進(jìn)廢氣充分燃燒，并取得理想治理效果。而催化燃燒方法運(yùn)用，則是將揮發(fā)性有機(jī)廢氣加熱到240oc以后，借助該種方法將有機(jī)廢氣分解成為水和二氧化碳，并且在治理過(guò)程中由于加入了催化程序，可以節(jié)能更多能源，治理效率也比較高，如圖1所示。另外，使用燃燒處理方法對(duì)風(fēng)量較大和濃度較低廢氣進(jìn)行處理時(shí)，需要投入的成本相對(duì)較高，在應(yīng)用時(shí)需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行充分考慮[4]。

圖1 催化燃燒處理廢氣工藝流程

4.3 溶劑吸收技術(shù)

將溶劑吸收技術(shù)應(yīng)用到揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理當(dāng)中，主要是通過(guò)液體溶劑應(yīng)用，對(duì)廢氣中存在的有害成分進(jìn)行吸收，在整個(gè)吸收過(guò)程中，也會(huì)對(duì)液相和氣象分子和物質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。通常情況下，揮發(fā)性有機(jī)廢氣溶劑吸收處理較常運(yùn)用的吸收劑主要有水、石油等，這類溶劑具有低揮發(fā)和不揮發(fā)特點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)不會(huì)對(duì)處理過(guò)程產(chǎn)生不利影響，并且去除率可達(dá)到95%～98%，可以促進(jìn)有機(jī)廢氣部分物質(zhì)快速回收，并且實(shí)際操作十分簡(jiǎn)便，需要投入的成本也相對(duì)較低。但是，在實(shí)際操作中，對(duì)吸收設(shè)備性能提出較高要求，并且在對(duì)濃度比較好的有機(jī)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，使用該項(xiàng)技術(shù)也存在一定局限，容易遭受腐蝕，還需要采用無(wú)毒無(wú)害和可循環(huán)使用新型材料，以更好地解決這一問(wèn)題。

4.4 生物治理技術(shù)

生物治理技術(shù)是一種新發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，將之應(yīng)用到揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理中，主要是通過(guò)對(duì)微生物的降解作用進(jìn)行充分利用，以取得理想廢氣治理效果，如圖2所示。實(shí)際操作中，通過(guò)微生物發(fā)揮作用，可以將揮發(fā)性有機(jī)廢氣降解成為無(wú)機(jī)物，如水、二氧化碳等，再進(jìn)行治理就變得非常簡(jiǎn)單。但是在對(duì)這項(xiàng)治理技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用時(shí)，整個(gè)處理過(guò)程比較復(fù)雜，很可能會(huì)在氣相中生成其他污染物質(zhì)，并降低了有機(jī)廢氣治理效果。為防止這一情況發(fā)生，就需要在應(yīng)用時(shí)將重點(diǎn)放在液化氣態(tài)污染物治理上面，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)以后，充分利用吸附技術(shù)，對(duì)流體中存在的一些物質(zhì)進(jìn)行有效吸附，相應(yīng)的廢氣治理效果也會(huì)明顯提高[5]。

圖2 生物治理廢氣工藝流程

4.5 微波催化氧化技術(shù)

微波催化氧化技術(shù)與吸附處理技術(shù)相類似，但是在實(shí)踐應(yīng)用中，微波催化氧化技術(shù)適用性和靈活性優(yōu)勢(shì)更加明顯，除了可以單獨(dú)使用以外，還能與其他治理技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)用，揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理效果也會(huì)更加突出。具體實(shí)踐中，可以將填料吸附技術(shù)與微波催化氧化技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)，使揮發(fā)、吸附作用得到充分發(fā)揮，并提高有機(jī)廢氣治理有效性，操作中還可以將傳統(tǒng)解吸轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ń馕?，不僅可以保障處理過(guò)程穩(wěn)定性，還能提高實(shí)際廢氣處理效果，并且所使用的吸附劑可以進(jìn)行連續(xù)應(yīng)用，次數(shù)高達(dá)20 次，無(wú)形中也提高了治理效率和降低治理成本。

5 結(jié)語(yǔ)

論文是基于對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理措施的探討，在工業(yè)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展背景下，隨之而來(lái)的大氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，尤其是針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣，若不對(duì)其進(jìn)行及時(shí)、有效治理，不僅會(huì)加劇環(huán)境問(wèn)題，還會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成極大威脅。在實(shí)踐的過(guò)程中，還需要加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)廢氣研究，在準(zhǔn)確把握其基本特性基礎(chǔ)上，對(duì)治理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣的方法進(jìn)行深入探索，并且為了確保最終廢氣治理效果，在對(duì)吸附、燃燒、溶劑、生物等治理措施應(yīng)用時(shí)，也要根據(jù)揮發(fā)性有機(jī)廢氣實(shí)際情況，進(jìn)行恰當(dāng)選擇和聯(lián)合使用。