環(huán)境工程中有機廢氣處理技術(shù)研究

仲梅梅

（濰坊優(yōu)特檢測服務(wù)有限公司，山東 濰坊 261032）

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展地持續(xù)加快，有機廢氣的總量越來越高，嚴重污染了大氣環(huán)境，破壞了生態(tài)系統(tǒng)平衡。因此，為實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的目標，有效提升有機廢氣的處理技術(shù)就顯得尤為重要。

1 環(huán)境工程中的傳統(tǒng)有機廢氣處理技術(shù)

1.1 吸收法

吸收法是以特定的吸收劑為核心，將有機廢氣中的污染物予以有效分離，從而達到凈化的目的。通常情況下，其使用的吸收劑以液體為主，是利用液體的自身特性達到預(yù)期目標。物理法與化學(xué)法是常用的兩種方法，二者在具體工藝和效果方面各不相同，在實際使用中應(yīng)根據(jù)具體的情況進行選擇。例如，利用噴淋的方式可將水與有機廢氣進行接觸，利用液體的可溶特性將有機廢氣中的各類污染物予以凈化，從而轉(zhuǎn)化為危害性低或無害的有機氣體。如果有機廢氣中的甲醇、丙酮等成分含量較高，其水溶性會大幅降低，此時可用煤油、丙烯碳酸鹽等作為吸收溶劑予以使用。目前，吸收法已成為我國治理大氣污染的重要手段之一。

1.2 吸附法

吸附法主要是借助特定的吸附介質(zhì)來實現(xiàn)廢氣的凈化目的，其原理是吸附介質(zhì)利用自身特性和分子的重力作用將有機廢氣中的污染物予以有效吸收。吸收法使用的介質(zhì)都具有明顯特性，例如，活性炭作為常用的吸附介質(zhì)，其具有表面積大且孔隙結(jié)構(gòu)豐富等特點。吸附法的主要優(yōu)勢在于吸附介質(zhì)具有與有機廢氣的特點相契合的特性，也就是由于有機廢氣的濃度低，其使用過程中能夠?qū)⒂袡C廢氣中氯乙烯等物質(zhì)的吸收率提升至90%以上，最后達到良好的凈化效果。但是，吸附法擁有較強的可逆性，當活性炭等介質(zhì)表面吸收到一定程度后便會產(chǎn)生解吸的情況，此時便無法予以重復(fù)利用。若該方法能夠予以合理使用，則可以作為治理有機廢氣污染物質(zhì)的合理回收手 段[1]。

1.3 燃燒法

燃燒法是利用高溫改變物質(zhì)特征的原理對有機廢氣進行處理，從而達到凈化廢氣的目的，主要包括直接燃燒與催化燃燒。直接燃燒是利用燃燒產(chǎn)生的高溫促使有機廢氣中的物質(zhì)發(fā)生變化，最終形成H2O、CO2等無害物質(zhì)。為了保證直接燃燒的效果，必須在特定耐高溫的容器內(nèi)進行，其溫度不低于650 ℃，但不能超過850 ℃。而催化燃燒是借助催化劑推動燃燒效果，促使有機廢氣發(fā)生反應(yīng)。其使用的催化劑必須具備較強的穩(wěn)定性和良好的活性特征，這樣才能防止經(jīng)過長時間燃燒后產(chǎn)生的物質(zhì)會附著于表面，影響催化劑性能。催化劑的類型應(yīng)以具體情況來確定，例如，在低溫情況下要確保催化燃燒效果，金屬催化劑是最佳選擇。

1.4 生物法

生物法在處理有機廢氣時，其工作原理是將微生物與有機廢氣進行充分結(jié)合，通過微生物與有機廢氣中的不同物質(zhì)產(chǎn)生物理和化學(xué)反應(yīng)來達到吸收有機物進而凈化的目的。通常是在微生物處于特定的情況下，利用其與有機廢氣在相互作用過程中產(chǎn)生的能量來保證微生物可以長時間的發(fā)揮作用，直至徹底形成H2O、CO2等無污染的物質(zhì)。

生物法對設(shè)備的要求比較高，這樣才能確保該方法能夠充分發(fā)揮作用，其主要設(shè)備包括生物洗滌塔、生物滴濾塔等。在實際工作中，不同設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)與工作原理存在著較大差異，例如，生物洗滌塔的功能主要由吸收、生物降解組成，具體工作原理是微生物與有機廢氣接觸形成的有機物被噴淋后與接觸塔的氣相產(chǎn)生反應(yīng)而形成液相，然后進入再生池，再借助氧化分解進行降解。

生物滴濾塔的工作原理為，當氣體進入塔底后，其包含的雜質(zhì)會在與生物濾料接觸后被吸收，從而產(chǎn)生純凈的無害氣體。生物法的操作難度低，處理效果優(yōu)異，但也有較多的缺點，例如，在常溫環(huán)境下微生物的抗沖擊能力不強，嚴重影響了生物法的應(yīng)用質(zhì)量，而且使用的各類設(shè)備占地規(guī)模較大，制作工藝和精度要求較高。其中，應(yīng)用該方法前需要培養(yǎng)大量的微生物，資源投入量高，而對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，濃度高的有機廢氣，處理效果并不顯著，所以，在微生物的培養(yǎng)和技術(shù)研發(fā)方面有待提升。

2 環(huán)境工程中的新型有機廢氣處理技術(shù)

2.1 低溫等離子分離技術(shù)

該技術(shù)屬于新型有機廢氣處理技術(shù)之一，是將等離子作為第四種物質(zhì)形態(tài)，利用其具有導(dǎo)電性的特點，借助電場創(chuàng)造的條件和作用達到降解有機廢氣的目的。具體工作原理為，有機廢氣中包含的各類有害物質(zhì)在電場中會受到持續(xù)放電的作用以及帶電粒子的沖擊，經(jīng)過特定周期后，有害物質(zhì)能夠從有機廢氣中分離出去，氣體中的毒性因此而降低，從而能夠達到降解有機廢氣的目的[2]。低溫等離子分離技術(shù)作為等離子分離技術(shù)之一，在處理有機廢氣方面的效果要高于高溫等離子分離技術(shù)，因其在溫度方面要求較低，無需設(shè)置專門提升溫度的裝置，即使處于較低的溫度依舊可充分發(fā)揮作用，而且操作方法也比較簡單。作為應(yīng)用時間不長的新型有機廢氣處理技術(shù)，其擁有較好的發(fā)展前景。但是，由于受到技術(shù)水平的影響，低溫等離子分離技術(shù)在運用過程中也存在缺點，比如，有機廢氣的降解效果不明顯，直接影響凈化率，在使用過程中也存在不同程度的安全問題。因此，要充分發(fā)揮低溫等離子分離技術(shù)的作用，需要不斷提升其技術(shù)水平。

2.2 膜分離技術(shù)

該技術(shù)是借助膜分離系統(tǒng)的功能與特性來實現(xiàn)，主要工作原理是有機廢氣中的污染物進入膜分離系統(tǒng)后，在膜的選擇性和指定壓力的作用下被隔離開來，在達到特定的收集量后經(jīng)冷凝回收系統(tǒng)的處理再作為可利用的有機溶劑。而分離后的氣體因毒性含量較低，已達到排放標準，可在與污染物隔離后立即進行排放。

由于該項技術(shù)具備較強的處理能力，期間產(chǎn)生的能耗總量比較少，能避免出現(xiàn)二次污染的問題，所以，備受化工、制藥等行業(yè)的關(guān)注。在實際應(yīng)用中，膜分離技術(shù)對于膜的結(jié)構(gòu)、壓力等方面有相應(yīng)的要求，因此，必須要在使用前做好相應(yīng)的技術(shù)和材料研發(fā)。其中，膜結(jié)構(gòu)的合理性與其污染物的隔離能力緊密相關(guān)，壓力大小會對膜分離系統(tǒng)的滲透率產(chǎn)生影響，因此，應(yīng)當加大膜分離技術(shù)的研發(fā)力度，在保證膜分離技術(shù)質(zhì)量的同時，也能增強對污染物的回收力度，以此提升有機廢氣處理的整體水平。

3 其他處理技術(shù)

3.1 膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器是屬于結(jié)合型的有機廢氣處理技術(shù)，是由膜分離技術(shù)與生物法相結(jié)合形成的新型有機廢氣處理技術(shù)。膜分離技術(shù)在隔離有機廢氣污染物的含量方面有較好的效果，但由于有機廢氣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可溶性也各不相同，導(dǎo)致其無法適用于各種類型的有機廢氣。同時，生物法也因其在設(shè)備裝置、微生物培養(yǎng)等方面投入較高，導(dǎo)致適用性比較有限。但通過將這兩種處理技術(shù)進行有機結(jié)合形成的膜生物反應(yīng)器，可將兩者缺點予以互補，以此提升對有機廢氣的處理能力。

3.2 變壓吸附技術(shù)

變壓吸附技術(shù)是根據(jù)有機廢氣的組分給予相應(yīng)的壓力，從而提升對有機廢氣的凈化和降解能力。由于有機廢氣的組分結(jié)構(gòu)各不相同，所以在吸附能力、吸附數(shù)量方面也存在較大差異。同時，在吸附過程中由于壓力值的變化也會帶來一定的影響。為了進一步提升變壓吸附技術(shù)的實際效果，一般需要與活性炭、硅膠等介質(zhì)相互結(jié)合。這樣既能發(fā)揮出該項技術(shù)的優(yōu)勢，對吸附法等有機廢氣處理技術(shù)的短板予以合理彌補，也能在技術(shù)的能耗、資源投入方面進行合理控制，避免增加不必要的成本。

3.3 微波催化氧化技術(shù)

傳統(tǒng)的催化氧化技術(shù)是通過不斷提升溫度，促使有機廢氣中的污染物、有機物質(zhì)與氧氣接觸以形成氧化反應(yīng)，或者是利用添加催化劑的方式達到氧化的目的。該方法是通過提升熱量來解吸有機廢氣，不僅用時較長而且會產(chǎn)生大量的能源消耗，極易引發(fā)熱污染問題。而微波催化氧化技術(shù)是從熱解吸中不斷發(fā)展而來的，是通過將熱解吸轉(zhuǎn)化為微波解吸，以頻率為300 MHz～3 000 GHz的微波為核心對有機廢氣進行催化氧化處理，因此產(chǎn)生的熱量消耗較少，受環(huán)境溫度的影響也比較小。微波催化氧化技術(shù)的主要原理是載體內(nèi)的催化劑在吸收微波后溫度迅速上升至1 400 ℃以上，而有機廢氣中的污染物、有機物質(zhì)在高溫作用下其反應(yīng)速度也顯著提升。同時，由于微波的熱慣性小，催化加熱會隨著微波的變化而快速改變，所以產(chǎn)生的能耗自然能夠得到有效控制[3]。

4 結(jié)論

綜上所述，如果有機廢氣沒有進行合理的處置，不僅會加劇環(huán)境污染，還會引發(fā)人們的健康問題。因此，在開展環(huán)境工程建設(shè)中，要不斷增強對有機廢氣的處理能力，為實現(xiàn)人與自然和諧共處的目標提供保障，為實現(xiàn)環(huán)境的綠色發(fā)展而努力。