有机废气的净化治理与回收探究

周春何 彭飞燕

（1丽水市环境监测中心站 浙江丽水 323000 2安徽省化工研究院 安徽合肥 230000）

近年来，随着经济、社会的快速发展，人们生活水平不断提高的同时，对我们生存的环境条件也提出了更高的要求，在保护生态环境方面，也做出了很大的努力。然而，目前国内生态环境形势依然非常的严峻，环境问题非常突出，如果不及时采取有效的措施，则可能会造成更为严重的后果。在此过程中，笔者认为应当加强对有机废气的有效治理与科学回收应用。

1 有机废气治理与回收必要性分析

工业化建设进程的不断加快，使得石油、涂料以及化工等行业产生了大量的有机废气，其中的烃类、醛类以及酮类物质，可能会通过呼吸道或者是皮肤进入到体内，对人体的呼吸系统、血液循环系统以及肝脏器官造严重的侵害，特别是苯并芘类多环芳烃可以对人体直接致癌。从对人体健康造成的影响层面来讲，及时采取有效的措施来治理有机废气、对其进行回收利用，可谓势在必行[1]。

2 加强有机废气治理的有效措施

在对有机废气进行治理过程中，可采用的处理方法主要有两种，即消除法和回收法[2]。其中，回收治理法属于物理方法，利用该种方法对有机废气进行治理，在一定的温度和压力条件下，可采用选择渗透膜对挥发性物质进行处理。在此过程中，主要有冷凝法、活性炭吸附以及生物膜法等。消除法则是利用化学方法或者生物方法分解有机废气。通过光、催化剂、微生物以及一定的热量把有机废气转化成二氧化碳和水，通常包括催化燃烧、热氧化以及生物氧化等方法。

2.1 活性炭吸附法

活性炭通常为颗粒状或者粉末状，有较强的吸附能力。活性炭一般不能直接应用在净化设备中，必须经过特殊的加工才能使用。加工后，活性炭能够生成很多的微孔结构，然后吸附其中的有机分子，从而起到有效的净化环境作用。对于活性炭而言，其吸附过程主要有两个层面，即吸附净化和热脱再生[3]。其中，吸附净化，即利用排气风机把收集到的有机废气送到吸附床，吸附床的吸附剂有净化有机废气的作用，有害气体被吸附后排放出无害的气体，完成有机废气的净化。热脱再生是指当吸附床吸收到一定量的有机废气后就不能再进行吸附工作了，然后把废气转到脱附再生，由热气催化吸附剂。实践中可以看到，活性炭吸附法应用已经比较成熟，吸附效果也比较好，所以目前已被广泛的应用于各个领域，用来治理排放的有机废气。

2.2 燃烧法

燃烧法是将有机废气收集起来，直接通过燃烧装置加强进行然后，然后利用燃烧过程中产生的热量。该方法应用简单，燃烧热可以有效的得以利用。催化燃烧法[4]也是一种有效的处理有机废气的方法，该方法是通过催化燃烧替代了传统的火焰燃烧，所以可以有效降低温度，大大提高热量有效利用率。在此过程中，催化燃烧法比较容易操作，而且节能、净化能力强、占地少。通过使用催化剂，把有害气体分解成无害的气体并且释放出大量的热量，使工厂可以回收热量，节约资源。此外，由于燃点不同，在进行催化燃烧的过程中，不会产生新的有毒气体，只是在一定的温度下转化为二氧化碳和水，排放在大气中。不过，有的气体燃烧要求较高，需要高温、高压，使得投资费用增多。同时，还存在着催化剂中毒现象，即催化剂在活性较为稳定的情况下，会因接触少量杂质而导致其活性显著下降。在中毒因素消除以后，活性仍能恢复，称为是暂时中毒，除此之外即为永久性中毒。对于部分催化剂而言，其在反应过程中被视为“毒物”一般具有暂时性，有些则表现出永久性。比如，合成氨过程中用到的铁系催化剂，其毒物为水和氧；当发生中毒事故后，可以用还原、或者加热法处理，以确保催化剂能够重新活化；硫、磷等化合物也是毒物，当发生中毒时，催化剂难以重新活化。

2.3 冷凝法

不同的物质在不同的温度下的饱和度不同，冷凝法就是根据物质的这一特点通过降低温度的方法，把有害的物质从有机废气中分离出来。冷凝法可以有效地净化有机废气，但是冷凝法不易操作，对温度的要求较高，室温下的冷却水根本无法有效地净化有机废气[5]，无法把有害物质从有机废气中分离出来。所以，工业单位一般会把冷凝法和有机废气的其他净化回收方法结合使用。冷凝法比较适用于净化浓度较高、风量较小、温度较低的有机废气。而且必须附属制冷设备，一般应用于制药行业。

2.4 生物氧化

生物氧化是指通过一系列的酶促反应和氧化生成水并且释放热量的过程，通过微生物将有害物质降解、转化为无害的物质。利用生物技术净化有机废气是最近几年才兴起的。和传统的净化方法相比，生物氧化更加的有效、投资费用较低、安全性强，而且更易于操作，甚至不需要有专门的设备，简化了工艺流程，所以生物氧化得到了快速的发展和广泛的推广。生物技术的应用，主要是基于对有机废气成分的考虑，并且将其作为能源用动力，同时还可以将有机物分解成二氧化碳、水等物质，并且将有机氮转化为氨气、硝酸，然后再将硫化物有效地转变成硫化氢，最终使其转变成硫酸，这样就可以有效减少环境污染，而且还可以有效的应用。

2.5 放电等离子体

在环境中的有机废气治理和二次应用过程中，采用高压放电方式可对其有效的处理，同时这也是一种有效的技术购衣；在实际操作过程中，通常会产生较多的高能电子，比如O、N活性离子等，从而构成等离子体。在该种作用下，C-C、C-H键会发生断裂，此时有机废气体中含有的大量F、H和Cl原子，通过置换反应，得到二氧化碳和水等物质。就等离子体来说，其形成过程中需引入适量的金属氧化物，同时还可将其视为催化体系，从而降低副产物的形成；该种方式和技术手段的应用，对于有效增强去污效率，具有非常有效的作用。较之于其他方法和方式而言，放电等离子体技术的应用，可谓有过之而无不及。

2.6 PSA 技术的应用

有机废气治理和回收过程中的PSA技术手段，实际上是基于吸附技术、净化技术形成的，其应用基本原理是区别有机废气成分、吸附特性，通过不断变化周期压力来实现对废气成分的净化。从该技术的实际应用效果层面来讲，PSA技术手段的应用自动化程度特别高，投资也非常的少，具有能耗低等特点；该种技术手段在有机废气治理以及有效回收利用中应用效果非常显著，较之于其他废气技术而言，该技术工艺的应用前景非常的广阔。

3 有机废气净化治理与回收的前景

近年来，人们已经意识到了环境对人类生存的重要性，因此越来越重视环境保护[6]工作。大气污染是环境保护工作中的重要组成部分，未来，相关部门必将继续加大对大气的治理工作，必将加强对有机废气净化治理与回收的研究。在研究的过程中，工作人员也会适当的加入一些科学的方法和技术，为有机废气的治理提供更加有效的方法。

目前来看，在未来的发展过程中，在光照条件下，部分半导体材料会出现自由基活性的物质，比如氧化锌等物质，由于这些物质的氧化性特别强，因此可以使收集到的有机废气在常压、常温条件下进行无毒反应；对于不受溶剂分子而言，其影响反应速度非常的快，而且应用效率也非常的高，表现出易回收特性，对含氯化合物、苯系物降解，具有非常好的应用效果。实践中可以看到，光催化氧化技术手段是近年来新兴技术工艺，以内存在机械设备应用成本高、应用对象相对单一等特点，目前还在实验室研发阶段。然而，通过不断的努力和技术创新，相信该技术手段一定会成为有机废气治理和回收应用的有效途径行。

目前该技术正以研制新型催化剂，如何防止催化剂因非VOCs物质造成的失活和重金属造成的中毒作为研究方向。生物处理技术因其耗能低、运转费用便宜，较少形成二次污染，适用于不同规模的各类中、低浓度有机废气的处理，目前正受到各国的重视，工业应用实例和应用领域也在不断地扩大，是一种很有应用前景的技术。膜吸收净化技术有它的特点和优势，但在优势膜和吸收液的选择上还要进行潜心研究，而且操作压力的控制也是此技术的关键所在，目前该技术的研究也仅限于实验室阶段。工业废气的成分一般都比较复杂，往往一种方法很难达到处理效果，因此需要加快联合工艺的研究，重点开发不同单元处理工艺的组合技术，以达到提高去除效率，降低投资运行费用，减少二次污染的目的。如吸附一氧化法、生物一吸附法、吸收一吸附一氧化法等。总之，实际中采用何种技术来处理有机废气，主要考虑诸多因素，如VOCs的浓度、气体流量以及排放要求、回收的可能性、各种危险等。

4 结语

综上所述，对有机废气进行净化治理与回收，可以有效地降低我国有机废气的总排量，可以节约我国的资源，保护大气环境不被破坏，从根本上治理环境污染。不过，我国的有机废气净化处理与回收工作目前仍处于发展阶段，各方面还很不成熟，虽然取得了一定的成果但仍需要不断地完善，因此，环境管理部门应该加强研究开发治理有机废气净化处理与回收的力度，研究出更加有效的方法，这样才能提高我国的环境质量。

[1]我国有机废气治理行业2010年发展综述[J].中国环保产业,2011,08:208-215.

[2]张青云.浅谈有机废气的净化治理与回收[J].科技创新导报,2011,31:148-150.

[3]废气处理技术:让地球更洁净[J].中国新技术新产品,2012,06:185-189.

[4]李守信,宋剑飞,李立清,唐琳,朱正双,尤生全.挥发性有机化合物处理技术的研究进展[J].化工环保,2010,01:201-207.

[5]汪涵,郭桂悦,周玉莹,梁忠越.挥发性有机废气治理技术的现状与进展[J].化工进展,2013,10:1833-1841.

[6]唐运雪.有机废气处理技术及前景展望[J].湖南有色金属,2014,05:331-335.