分析揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及展望

張培寶

（濟(jì)寧市鄒城生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心 273500）

揮發(fā)性有機(jī)廢氣是大氣污染物中最常見的一種氣體，在日常生活中揮發(fā)性有機(jī)廢氣主要來源于交通工具的尾氣排放，在工業(yè)生產(chǎn)中，揮發(fā)性有機(jī)廢氣主要來源于化工行業(yè)、石油行業(yè)等的廢氣排放。揮發(fā)性有機(jī)廢氣在達(dá)到一定的沸點(diǎn)時，極容易揮發(fā)出硫烴、含氧烴、氮烴、鹵代烴、烴類以及低沸點(diǎn)的多環(huán)芳香烴，這些廢氣一旦被人體、動物或植物吸入體內(nèi)，就很有可能造成一定程度的傷害，因此對于揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理技術(shù)的研究是十分重要的事情。

1 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的危害

揮發(fā)性有機(jī)廢氣多為混合氣體，其主要成分包含烴類、氨、硫化物、醛類等，雖然揮發(fā)性有機(jī)廢氣在空氣當(dāng)中占比不高，但是因?yàn)閾]發(fā)性有機(jī)廢氣的各組分與空氣組分混合共存，因此造成了揮發(fā)性有機(jī)廢氣難以處理的現(xiàn)狀。揮發(fā)性有機(jī)廢氣除了對環(huán)境有污染以外，對人的身體健康也有很大的危害。揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的某些組分可以與空氣中的二氧化氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成臭氧，臭氧會刺激人眼，長時間接觸容易導(dǎo)致視力下降或模糊；刺激和破壞呼吸道黏膜，誘發(fā)咳嗽，喘憋等不適；破壞正常的細(xì)胞代謝，加速衰老，出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)異常；破壞體內(nèi)的維生素E，造成色斑，皮膚打皺等，長此以往人體甚至?xí)霈F(xiàn)器官衰竭、畸形、癌變等情況，揮發(fā)性有機(jī)廢氣不僅對人類存在傷害，對有所的動植物都存在傷害，揮發(fā)性有機(jī)廢氣會在一定程度上阻礙植物的正常生長。

2 分析揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理技術(shù)現(xiàn)狀

揮發(fā)性有機(jī)廢氣相較于其他環(huán)境污染氣體而言，在治理上更加困難，同時也是對大氣污染比較嚴(yán)重的一種廢氣?，F(xiàn)階段每年大約有2500-3000萬噸的揮發(fā)性有機(jī)廢氣被排放到空氣當(dāng)中。對于揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理技術(shù)越來越受到國家的重視，并且國家在揮發(fā)性有機(jī)廢氣的排放上也制定了相關(guān)的法令，限制或禁止工廠對揮發(fā)性有機(jī)廢氣的排放[2]。《加油站油氣排放控制和限值》明確規(guī)定加油站油氣排放處理裝置的油氣排放質(zhì)量濃度應(yīng)小于等于20g/m3,通過三次汽油回收，可以有效減少油氣的排放，從而降低加油站在加油過程中廢氣的排放量。在汽車維修噴漆方面,要求應(yīng)用密閉噴漆房，在油漆烤房內(nèi)安裝了廢氣凈化裝置的，要對廢氣凈化裝置的進(jìn)行全面的檢測，確保廢氣凈化裝置能夠正常工作?！赌举|(zhì)家具制造業(yè)大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定企業(yè)生產(chǎn)使用的處于即用狀態(tài)的涂料揮發(fā)性有機(jī)物含量限值為500g/L，對通過設(shè)備排氣筒排放的各類大氣污染物的最高允許排放濃度限制都進(jìn)行了規(guī)定，其中苯為0.5mg/m3、苯系物為15mg/m3、非甲烷總烴為40mg/m3、顆粒物為10mg/m3。但是在許多的大型的工業(yè)生產(chǎn)過程中，并沒有配備揮發(fā)性有機(jī)廢氣的凈化處理技術(shù)，造成部分揮發(fā)性有機(jī)廢氣無法進(jìn)行清潔處理，造成了揮發(fā)性有機(jī)廢氣的擴(kuò)散。

3 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的來源及治理

相關(guān)部門研究資料表明：從2018年到2020年，國內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理率從53.91%增長到77.82%。對于揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理無疑是從生產(chǎn)的源頭、生產(chǎn)的過程以及廢氣的排放上進(jìn)行治理，而在這三種過程上，從生產(chǎn)的源頭對揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行治理，無疑是最有效的。工廠在生產(chǎn)材料的選擇上，選擇對環(huán)境無污染的材料，就可以從源頭上杜絕揮發(fā)性有機(jī)廢氣的產(chǎn)生，但是源頭治理對于各行業(yè)來說，難度比較大，清潔式能源成本比較高，因此在實(shí)際的使用過程中，只能做部分替代，而無法做到全部更換。過程管控是在生產(chǎn)過程中減少揮發(fā)性有機(jī)廢氣的排放量，目前石化、煉化等化工行業(yè)已經(jīng)開始對生產(chǎn)過程進(jìn)行管控，但是由于過程管控的投資成本相對較大，在一些小型的化工企業(yè)中無法得到應(yīng)用。末端處理是對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行清潔處理的最后一步，因此廢氣的處理一定要到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才能排放，避免對環(huán)境造成污染。

4 對揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)行展望

4.1 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)，是利用微生物對會發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行處理。微生物可以將揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等簡單的細(xì)胞組成物質(zhì)或無機(jī)物。在應(yīng)用生物處理技術(shù)處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣時，各類有害物質(zhì)在氣相中進(jìn)行轉(zhuǎn)化是難以保證其轉(zhuǎn)化率的，在轉(zhuǎn)化過程中要將氣態(tài)的揮發(fā)性有機(jī)廢氣通過物理手段轉(zhuǎn)化為液態(tài)的揮發(fā)性有機(jī)廢氣。微生物在液態(tài)的有機(jī)揮發(fā)性廢氣中才能更好的發(fā)揮作用，更好的對揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行處理。

4.2 微波催化氧化技術(shù)

微波催化氧化技術(shù)，不僅具有空氣凈化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，還具有解析技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，微波催化氧化技術(shù)是在二者的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種更加行之有效的，處理效果更好的揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理技術(shù)，在揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理上，在能源的消耗與浪費(fèi)上明顯減少了，有效的縮短了有機(jī)揮發(fā)性廢氣的處理時間，在該技術(shù)中，常用的催化劑可以連續(xù)應(yīng)用20次以上，所以利用該技術(shù)進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理也更加的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠[4]。微波催化氧化技術(shù)對廢氣的處理與其在污水的處理方法上有異曲同工之妙，只不過是在某些細(xì)節(jié)的處理上存在一定的差異，需要相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行研究，找打更加適合廢氣處理的方法。

4.3 活性炭纖維吸附技術(shù)

在揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)上，活性炭纖維吸附技術(shù)算是近幾年發(fā)展起來的比較有效的揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理技術(shù)，活性炭纖維吸附技術(shù)與活性炭吸附技術(shù)是不同的，其吸附能力更強(qiáng)，對于廢氣的處理效果也更佳，而且活性炭纖維材料也更加的環(huán)保，本身不會對環(huán)境造成任何污染。因此其在揮發(fā)性有機(jī)的廢氣的處理上已經(jīng)大量應(yīng)用活性碳纖維吸附技術(shù)代替活性炭技術(shù)，有數(shù)據(jù)表明活性碳纖維吸附技術(shù)在廢氣濃度高達(dá)1×10ˉ3時，其對廢氣的吸附效率可以高達(dá)95%?；钚蕴坷w維與傳統(tǒng)的炭吸附材料相比物理及化學(xué)結(jié)構(gòu)獨(dú)特，活性炭纖維的含碳量更高，因此對廢棄的吸附作用也更強(qiáng)，而且活性炭纖維的吸附容量與傳統(tǒng)的活性炭相比也更大，對廢棄的吸附速度也更快，對廢氣的處理效果顯著，值得推廣[5]。

4.4 納米材料凈化技術(shù)

納米材料進(jìn)凈化技術(shù)是近年來在揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理上出現(xiàn)的一種比較新的處理技術(shù)。納米材料是一種超級細(xì)的材料，納米材料的表面積很大，活性中心也比一般的材料多，具有非常強(qiáng)的吸附能力和一定的催化作用，在揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理上轉(zhuǎn)化速度快，而且納米催化劑還可以將原本不具備反應(yīng)能力的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具有反應(yīng)能力的物質(zhì)，在光照條件下，可以激活納米材料，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子，因此納米材料凈化技術(shù)在揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理上應(yīng)用前景是十分廣闊的。

4.5 等離子處理技術(shù)

在物質(zhì)第四形態(tài)中，等離子體是其中的組成部分之一，屬于一種分子，由許多帶電粒子對異味氣體反復(fù)攻擊而形成的，其速度為300～3000萬次/秒，將廢氣中的不同成分裂解、電離，從而產(chǎn)生氧化化學(xué)反應(yīng)的一個過程，促使有害物向無害物逐漸轉(zhuǎn)變。在揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理上應(yīng)用等離子處理技術(shù)，可以在一定程度上降解有機(jī)分子，但是等離子處理技術(shù)無法對揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的二氧化碳進(jìn)行處理，因此可能造成二氧化碳對空氣的污染，也就無法保證處理效率[6]。

4.6 燃燒處理技術(shù)

4.6.1 蓄熱燃燒法

蓄熱染發(fā)是利用蓄熱裝置，將物體燃燒時產(chǎn)生的熱量全部儲存起來，直到溫度達(dá)到700至800攝氏度，然后對廢氣與空氣的混合物進(jìn)行加熱，加熱時間大約0.3至0.5秒，使廢氣在高溫下得到充分的分解和轉(zhuǎn)化，變成無害物質(zhì)。利用蓄熱燃燒法處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣方法比較簡單，利用蓄熱燃燒法對高濃度廢氣進(jìn)行處理效果更佳，對于低濃度廢氣處理可以通過添加助燃劑和加熱進(jìn)行處理，不過這樣處理能耗比較大。

4.6.2 催化燃燒法

催化燃燒法是通過把揮發(fā)性有機(jī)廢氣加熱到200～300℃，再催化床催化燃燒的過程中，將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成對環(huán)境無污染的二氧化碳和水，從而達(dá)到凈化空氣的目的。催化燃燒法需要的燃燒溫度比較低，因此在一定程度上節(jié)約了能源，工藝也比較簡單，操作起來比較方便，并且凈化率高，對環(huán)境沒有二次污染，而且裝置體積比較小，不會占用大量的空間，設(shè)備的維修與折舊費(fèi)用也比較低[7]。利用催化燃燒法處理高溫中濃度的揮發(fā)性有機(jī)廢氣效果更佳，能夠小小的去除其中的有害物質(zhì)，降低降低環(huán)境污染，因此在國內(nèi)外的化工企業(yè)廢氣處理中都得到了廣泛的使用，不過催化燃燒法雖然對高溫中濃度的廢氣處理效果很好，但是對于低濃度、大風(fēng)量的揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理效果并不理想。

5 結(jié)束語

在通常情況下，由于揮發(fā)性有機(jī)廢氣是由多種有害物質(zhì)組成的，在其處理的過程中，如果只使用一種處理技術(shù)，是無法將揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)全部處理轉(zhuǎn)化的，因此也就無法達(dá)到尾氣處理排放標(biāo)準(zhǔn)。所以在揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理中，我們可以采用多種處理技術(shù)組合使用的處理方式，使尾氣中的有害物質(zhì)得到有效的處理。常見的工藝組合有：吸附-吸收組合技術(shù)，等離子-吸收處理技術(shù)，吸附-燃燒處理技術(shù)等。