工業(yè)有機廢氣治理技術(shù)研究

張 敬，侯藝文

（1.山東省環(huán)境保護科學研究設(shè)計院有限公司，山東濟南 250000； 2.山東新達環(huán)境保護技術(shù)咨詢有限責任公司，山東濟南 250000）

1 工業(yè)有機廢氣的相關(guān)概述

1.1 工業(yè)有機廢氣污染及來源

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，大氣中比較常見的污染物以二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物等居多，這些污染物的產(chǎn)生途徑大多來自人們的生產(chǎn)生活過程中，比如汽車尾氣、工業(yè)廢氣、生活臭氣等。而大氣中的工業(yè)有機污染物大多與工業(yè)生產(chǎn)過程有關(guān)，比如鋼鐵冶煉、石油加工、化工制品生產(chǎn)、農(nóng)藥制造等，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程和日常生活過程中的秸稈焚燒、垃圾焚燒等。人們平時的生活過程中也會產(chǎn)生有機污染物，如室內(nèi)裝修，餐飲飯店的油煙、燒烤產(chǎn)生的煙等。為實現(xiàn)對有機廢氣的有效治理，不僅要了解廢氣的產(chǎn)生途徑，還需明確不同的廢氣的危害程度。當廢氣排放量超出相應(yīng)的標準，便會影響環(huán)境質(zhì)量。石油化工企業(yè)排放的廢氣中含有大量有毒、污染性較強的有機物，會破壞臭氧層。同時隨著機動車數(shù)量的不斷增多，尾氣排放量也隨之加大，加上北方冬季通常以煤炭取暖，煤炭燃燒時會產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，嚴重污染了大氣環(huán)境。

1.2 工業(yè)有機廢氣污染的類型

1.2.1 含氮有機氣體污染物

含氮污染物可以進一步細分為一氧化氮和二氧化氮兩種類型，該類污染物主要危害大氣環(huán)境中的對流層。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，化石燃料的燃燒是二氧化氮的產(chǎn)生源頭，在汽車、飛機等動力機械運轉(zhuǎn)下進行燃燒；而一氧化氮的產(chǎn)生與自然界中的閃電、森林火災(zāi)等有關(guān)，雖然兩類含氮污染物產(chǎn)生的原因具有顯著差異，但氮類氧化物在光照、雷電等的作用下又會生成含氮的有機污染氣體，這種有機廢氣存在于大氣環(huán)境中，就會導(dǎo)致空氣原有氣體比例的失調(diào)，破壞氣體的構(gòu)成，污染大氣環(huán)境。

1.2.2 含硫氣體污染物

有機廢氣污染物中的含硫化合物的成員主要有硫化氫、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫酸鹽等。這些有機廢氣主要是在金屬冶煉過程中產(chǎn)生的，冶煉時含硫礦物在高溫狀態(tài)下進行分解并燃燒，含硫類無機非金屬氧化物則是在強光和高溫條件下，與空氣中的有機氣體發(fā)生化學反應(yīng)，由此產(chǎn)生污染性更強的烴類硫取代物。

1.2.3 碳氫有機氣體污染物

碳氫有機氣體污染物的構(gòu)成是碳和氫兩種基本原子，它們都屬于烴類范疇，這類污染物不會直接傷害人體健康狀態(tài)，但是如果該物質(zhì)存在于污染的大氣環(huán)境中，會成為構(gòu)成光化學煙霧的主要元素，成為危害大氣環(huán)境質(zhì)量的重要來源。比如汽車尾氣，很多沒有燃燒殆盡的烷烴有機氣體等，如果直接排放到大氣環(huán)境中，就會破壞大氣的臭氧層，進而引發(fā)一系列環(huán)境問題。

1.3 工業(yè)有機廢氣的危害

（1）毒性。工業(yè)生產(chǎn)是一個復(fù)雜的過程，原料經(jīng)過多道工序的加工，在變成產(chǎn)成品的過程中會產(chǎn)生大量的廢棄物，其中產(chǎn)生的各種廢氣中含有大量的有毒有害物質(zhì)，并且有機廢氣的毒性分為急性的和慢性的，甚至有些有機廢氣毒性非常大，如持久性有機物中的二噁英物質(zhì)的毒性非常強，比無機物中的氰化鉀類物質(zhì)的毒性高出1000倍以上。

（2）持久性。工業(yè)有機廢氣若未經(jīng)有效處理，被直接排放到大氣環(huán)境中，能夠在大氣中長時間地停留。這些持久性有機廢氣中的某些物質(zhì)含有抗化學分解特性、抗光解性和抗生物降解性，它們自身的性能不容易發(fā)生變化，能夠保留較長時間。

（3）生物累積性。大氣中的有機廢氣的持久性特征，使其在大氣長時間停留的過程中，會被動植物吸收，這樣就會發(fā)生生物積累。比如具有親脂性的有機物多氯聯(lián)苯，一旦被水鳥吸附進體內(nèi)后，在動物體內(nèi)的濃度是其在水中濃度的50萬～100萬倍。

2 工業(yè)廢氣污染治理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展的意義

在全球經(jīng)濟和市場深度融合的形勢下，我國的工業(yè)獲得了廣闊的發(fā)展空間，近年來發(fā)展速度不斷加快。但同時也要看到，因工業(yè)快速發(fā)展帶給環(huán)境的壓力及破壞。這是因為工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的有機廢氣含有大量有毒、有害物質(zhì)，隨著工業(yè)廢氣排放量的不斷增加，對環(huán)境及人身健康危害程度也逐步增加，所以工業(yè)有機廢氣在排入大氣環(huán)境前，要通過專業(yè)有效地治理技術(shù)降低其各類污染物的含量，使廢氣中的各種成分含量達到相關(guān)行業(yè)排放標準，才準許其排放。而對工業(yè)廢氣進行有效治理，離不開專業(yè)的治理技術(shù)，因此要加大對工業(yè)廢氣污染治理技術(shù)的研究和應(yīng)用，以便為提升廢氣治理質(zhì)量提供支撐，從而為人們創(chuàng)建更加宜居、舒適、健康的居住環(huán)境，促進經(jīng)濟和生態(tài)的和諧發(fā)展。

3 工業(yè)有機廢氣污染治理技術(shù)的應(yīng)用

3.1 催化燃燒法

催化燃燒法在應(yīng)用時主要借助催化劑的幫助，讓工業(yè)廢氣在高溫環(huán)境下進行催化燃燒并分解，經(jīng)過一系列化學反應(yīng)最終生成水和二氧化碳，達到被降解的目的。該過程不會造成對環(huán)境的二次污染，在應(yīng)用時對燃燒的溫度要求不高，通常情況下燃燒的溫度在250～450 ℃時，有機廢氣即能被催化降解，因此整個過程消耗的能源較低，并且催化燃燒法的使用范圍較廣，對大部分烴類廢氣、惡臭氣體的治理都有明顯的治理效果，同時對有機廢氣的濃度高低沒有限制，即使對于成分構(gòu)成較為復(fù)雜的有機廢氣，同樣具有良好的降解效果。工業(yè)有機廢氣中的物質(zhì)在燃燒時與氧氣發(fā)生氧化還原作用，廢氣中的污染物就會被分解成污染程度較小或無污染的物質(zhì)。

3.2 液體吸收技術(shù)

液體吸收治理技術(shù)是利用吸收劑將有機廢氣吸收，根據(jù)使用吸收劑性質(zhì)的不同，可分為物理吸收和化學吸收。物理吸收方法是利用物質(zhì)之間的相似相溶原理，利用相應(yīng)的吸收劑將有機廢氣吸收并溶解，由此達到廢氣治理的目的。常用的物理吸收劑比如液體水，可以吸收含有甲醛類的有機廢氣，有機廢氣中的甲醛溶于水后，能夠轉(zhuǎn)換成另外一種可供工業(yè)生產(chǎn)或生活利用的產(chǎn)品，達到變廢為寶的目的。液體吸收治理技術(shù)的應(yīng)用原理就是利用有機廢氣中的某些物質(zhì)與吸收劑相融、互解的特性，同時吸收劑還應(yīng)具備高沸點、低蒸汽壓的特征，在實際選用時可針對有機廢氣的具體成分進行相應(yīng)的選取，常用的吸收劑主要有泡沫劑、碳酸丙烯酯等液體。該技術(shù)具有操作簡單、成本較低的優(yōu)勢，但對于濃度較低的有機廢氣，治理效果不太明顯，所以要根據(jù)實際情況合理選用。

3.3 微生物降解法

在以往的污水治理過程中，微生物降解法具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，并體現(xiàn)了良好的治理效果，目前微生物降解法逐漸應(yīng)用到對工業(yè)有機廢氣的治理過程中。工業(yè)有機廢氣采用的生物技術(shù)，指的是利用固定載體將工業(yè)有機廢氣集中到一起，然后通過載體中的微生物對有機廢氣進行降解。根據(jù)有機廢氣的實際有機成分構(gòu)成情況，針對性地選取能夠?qū)U氣里的有機成分充分降解的微生物，將其分解生成水和二氧化碳。該技術(shù)在實際應(yīng)用時，為提高微生物的降解效率和質(zhì)量，會根據(jù)微生物分解廢氣的實時情況，向載體內(nèi)適當添加相關(guān)的有機物，為微生物創(chuàng)造健康的生長環(huán)境，從而保障微生物具有較強的降解能力，提升廢氣治理效果。同時要密切關(guān)注微生物活動空間的溫度、濕度、含氧量等環(huán)境條件，保障微生物所處的環(huán)境滿足其高活性的生長條件。與其他治理技術(shù)相比，微生物降解技術(shù)在對工業(yè)有機廢氣的治理過程中，具有無污染、成本低的優(yōu)點，并且操作簡單，治理效果顯著，在工業(yè)有機廢氣治理過程中具有較大的應(yīng)用潛力和發(fā)展空間

3.4 變壓吸附技術(shù)

變壓吸附技術(shù)的應(yīng)用原理是基于氣體在不同吸附劑上吸附特性的不同，當使用不同的吸附劑時，氣體組分在吸附劑上呈現(xiàn)的特性有明顯的差異性，吸附量會隨著壓力的變化而變化，基于這一原理實現(xiàn)對工業(yè)有機廢氣的處理。因此，在對工業(yè)有機廢氣進行治理的過程中，若想將有機廢氣進行有效地分離，就需通過轉(zhuǎn)變壓力的方式讓廢氣中的組分隨壓力的變化而被吸附到相應(yīng)的吸附劑上，進而實現(xiàn)對有機廢氣的分離或提純。該技術(shù)在應(yīng)用時主要采用了壓力漲落循環(huán)的操作方式，讓吸附組分在壓力的變化下進行相應(yīng)的吸附和解析，常用的吸附劑主要有硅膠、活性炭及分子篩等物質(zhì)。如果工業(yè)有機廢氣中的成分較為特殊，則需要選用具有針對某種氣體組分具有選擇性吸附特性的吸附材料。在加壓狀態(tài)下，氣體組分被吸附，減壓狀態(tài)下氣體組分被解析，由此可見，變壓吸附技術(shù)應(yīng)用效果的好壞與吸附劑的性能高低有著直接的關(guān)系。該技術(shù)與其他有機廢氣治理技術(shù)相比，在對廢氣治理過程中消耗的能源較少，整個治理過程投入成本較低且具有較高的自動化程度，并且使用變壓吸附技術(shù)對工業(yè)有機廢氣進行治理時，還能從廢氣中獲得純度相對較高的副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品可以應(yīng)用在其他工作環(huán)節(jié)，為提高企業(yè)經(jīng)濟效益發(fā)揮了積極作用。

4 有機廢氣污染治理技術(shù)應(yīng)用的策略

4.1 強化環(huán)保治理

若想保障工業(yè)有機廢氣的污染治理獲得理想的成效，除做好對治理技術(shù)的深入研究和高效利用外，還必須在全社會營造環(huán)境保護的濃厚氛圍。所以=要加強環(huán)境保護治理工作，加大對工業(yè)廢氣排放的監(jiān)管力度，嚴格要求和控制工業(yè)企業(yè)的有機廢氣排放量。環(huán)保部門要聯(lián)合其他相關(guān)部門對工業(yè)企業(yè)有機廢氣排放情況進行檢查，只有達到相關(guān)行業(yè)排放標準，才能排放。對于廢氣治理不達標或直接排放的單位，應(yīng)采取相應(yīng)的懲罰措施，責令其限期整改，同時相關(guān)部門要對其整改情況進行跟蹤管理，直至其整改合格。

4.2 對現(xiàn)有治理技術(shù)進行創(chuàng)新完善

科學技術(shù)的不斷進步及創(chuàng)新應(yīng)用，為工業(yè)有機廢氣污染治理輸入了新鮮血液，并且在多種先進技術(shù)的支持下，工業(yè)廢氣污染治理效果和水平逐步邁上一個新的臺階。現(xiàn)階段工業(yè)有機廢氣治理技術(shù)種類和數(shù)量非常多，每種技術(shù)在應(yīng)用時都有各自的應(yīng)用條件和局限性。在選擇治理技術(shù)時，要針對有機廢氣的產(chǎn)生途徑進行分析，了解廢氣的成分構(gòu)成，選取針對性的治理技術(shù)來保障治理效果。當前較為常用的有機廢氣污染治理技術(shù)主要有活性炭吸附技術(shù)、催化燃燒技術(shù)、酸堿中和技術(shù)等，這些技術(shù)在有機廢氣污染治理中發(fā)揮著重要作用，但在實際應(yīng)用時仍存在一定的局限性，所以要繼續(xù)加大對新技術(shù)的研究和創(chuàng)新力度，提高有機廢氣治理的針對性和實效性，對有機廢氣成分構(gòu)成進行準確的評價，并設(shè)置一套完整健全的有機廢氣治理技術(shù)體系，以更新技術(shù)和設(shè)備為核心，為工業(yè)有機廢氣的治理提供堅實的基礎(chǔ)，還人們一個健康的生活環(huán)境。

4.3 加大政策的引導(dǎo)和宣傳力度

當前我國的工業(yè)發(fā)展正處在轉(zhuǎn)型升級的時期，因此政府部門要在環(huán)保政策上給予更多關(guān)注，工業(yè)有機廢氣的治理工作還需從廢氣產(chǎn)生源頭入手，實現(xiàn)根本上的預(yù)防和控制，只有這樣才能不斷鞏固和擴大廢氣治理效果。政府相關(guān)部門要出臺相關(guān)政策，并加強政策宣傳，對工業(yè)企業(yè)加強環(huán)保政策方面的鼓勵和支持，鼓勵企業(yè)自身投入更多精力去進行工業(yè)有機廢氣的治理。另外對于傳統(tǒng)工業(yè)制造體系要合理地進行改造升級，從源頭降低有機廢氣的產(chǎn)出量，積極引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式，由粗放型向精細化轉(zhuǎn)變。工業(yè)企業(yè)要在政府的引導(dǎo)下進行生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，結(jié)合自身生產(chǎn)特點優(yōu)化和改進生產(chǎn)方式，注重對清潔能源的利用，在整個生產(chǎn)過程中以節(jié)能環(huán)保理念引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，重視治理設(shè)備的技術(shù)升級，同時政府還要通過多樣化的宣傳方式，在社會及廣大民眾中進一步宣傳環(huán)保法律法規(guī)，讓社會大眾對工業(yè)生產(chǎn)的廢氣排放進行監(jiān)督，在社會上營造全員參與的保護環(huán)境氛圍。

5 結(jié)語

在發(fā)展的過程中，工業(yè)產(chǎn)生的有機廢氣給環(huán)境和人類帶來極大的危害，所以應(yīng)將對工業(yè)有機廢氣的治理作為經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容來抓。在工業(yè)有機廢氣的治理過程中，不管采用傳統(tǒng)治理技術(shù)還是新開發(fā)的治理技術(shù)，都需針對有機廢氣的實際構(gòu)成合理選用，從而不斷提升有機廢氣治理效率和質(zhì)量，同時降低治理成本，減少對環(huán)境的污染。所以要認真總結(jié)工業(yè)有機廢氣治理過程中的問題和經(jīng)驗，加大與現(xiàn)代科學技術(shù)的有機融合，同時相關(guān)部門要加強對工業(yè)有機廢氣的治理整頓，企業(yè)自身應(yīng)健全廢氣治理體系，為了提升廢氣治理效果和強化環(huán)境保護共同發(fā)揮作用。