挥发性有机废气治理技术探讨

2016-08-07冯敏朱雪梅

大科技 2016年1期

关键词：过滤法废气挥发性

冯敏朱雪梅

（合肥市环境保护局经济技术开发区分局安徽合肥 230601）

挥发性有机废气治理技术探讨

冯敏朱雪梅

（合肥市环境保护局经济技术开发区分局安徽合肥 230601）

随着社会的不断发展，在经济发展速度不断提高的同时，所面临的生态环境问题也日益严重。其中，挥发性有机废气是一种较为严重的污染物，其具有危害性大、传播范围广、污染源多等特点。这种污染物对环境和人体都会造成十分严重的危害，因此，在我国的环境保护工作当中，应当结合挥发性有机废气的基本概念和危害，采取有效的措施进行治理。对此，本文首先分析了挥发性有机废气的概念及其危害，然后探讨了几种常用的治理技术。

挥发性；有机废气；治理技术

前言

在当前的环境污染物当中，一种最为常见的大气污染物就是挥发性有机废气。这种污染物主要来源于交通工具、化工行业、石油行业等排放出的废气，以及造纸、涂料、金属电镀、纺织、采矿、油漆等领域所排放的有机溶剂。对于人们的身体健康、动植物的良好生长、生态环境的质量等，都会产生极大的危害。因此，在当前的环保工作当中，应当加强对挥发性有机废气的治理。目前，我国已经具备了多种不同的治理技术。在实际应用当中，也取得了十分良好的效果。

1 挥发性有机废气的概述

1.1 挥发性有机废气的基本概念

挥发性有机废气指的是沸点在50～250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物，其英文简称为VOC。按其化学结构的不同，可分为烃类、卤代烃类、氮烃类、含氧烃类、硫烃类、以及芳香烃类等[1]。在工业排放当中，占最大比例的物质为卤代烃类、二甲苯、甲苯、苯等。其中，卤代烃、三苯物质等，都具有很高的毒性。

1.2 挥发性有机废气的主要危害

挥发性有机废气对生态环境能够产生极大的危害，很多挥发性有机废气都具有较大的毒性，同时伴有恶臭味。还有一些例如甲醛、多环芳烃、苯、氯乙烯等挥发性有机废气，还具有一定的致癌性。在阳光的照射下，大气中的碳氢化合物、氮氧化合物会与氧化剂产生反应，从而形成光化学烟雾，对人类造成巨大的二次危害。一些卤烃类的挥发性有机废气，例如氯氟碳化物等，会对臭氧层造成破坏。此外，甲苯、二甲苯等芳香烃，酯、酮、乙醇等含氧碳氢化合物，由于具有很大的挥发性，因而会在大气中扩散，从而对环境造成极大的破坏。因此，除了粉尘之外，挥发性有机废气已经成为了最为主要的污染物之一。

2 挥发性有机废气的治理技术

挥发性有机废气会对环境和人类造成极大的不良影响。在大气污染当中，主要的污染物包括颗粒物、氮氧化物、硫氧化物、以及挥发性有机废气。其中，挥发性有机废气的成分最为复杂，因此，不能采用单一的技术进行治理，应当根据具体污染物的性质和排放特点，有针对性的进行选择。主要的挥发性有机废气治理技术如图1所示，本文结合实际情况，对其中的几种重点治理技术进行了探讨。

2.1 吸收吸附法的原理及应用

2.1.1 吸收法的原理及应用

吸收法主要是利用相应的吸收液，与待处理的废气进行充分接触，从而分离挥发性有机废气中的可溶成分。吸收法通常利用一些气液接触性能良好的设备作为主体单元，例如填料塔、喷淋塔等。吸收法在实际应用中具有工艺流程短、成本低、容易维护、结构简单等优点，在挥发性有机废气的治理当中，是一种十分常用的技术。但是，对于吸收剂的回收和选择，以及后续进一步的处理，在环保治理当中，仍然存在着一定的问题。

2.1.2 吸附法的原理及应用

吸附法主要是采用微孔结构的固体介质，在其表面吸附目标物质，从而进行分离。在治理过程中，挥发性有机废气通过风机进入吸收塔，吸附饱和之后，再进行脱附、再生。通过这种方式，能够实现良好的连续处理。当前主要的吸附剂包括沸石分子筛、活性炭等。在吸附法的应用当中，主要采用的有活性炭颗粒和活性炭纤维，二者之间的性能差别如表1所示。相比于其它的治理方法，吸附法具有工艺成熟、能耗低、效率高等特点，因而得到了十分广泛的应用。

图1 挥发性有机废气治理技术

表1 活性炭颗粒与活性炭纤维的性能差别[4]

2.2 燃烧法的原理及应用

在燃烧法的实际应用中，主要包括两种方式：①热力燃烧法；②催化燃烧法。具体的原理及应用为：

2.2.1 热力燃烧法的原理及应用

在热力燃烧的过程当中，挥发性有机废气首先在热交换器当中进行升温，达到一定温度要求之后，通入热力燃烧室进行燃烧。通过这种治理技术，能够对100～2000ppm浓度的挥发性有机废气进行处理，并且能够达到95～99%的处理效率。相比于直接燃烧法，热力燃烧法能够在700～900℃的温度下就能保持燃烧反应，从而实现和能源消耗的降低。

2.2.2 催化燃烧法的原理及应用

催化燃烧法的燃烧温度约为200～400℃，能耗很低，同时不会产生氮氧化物的二次污染。在催化燃烧法当中，利用催化剂促使挥发性有机废气发生反应，生成水和二氧化碳。利用催化剂，能够将有机物的起燃温度降低，同时使反应时间缩短。当前常用的催化剂主要包括非贵金属催化剂和贵金属催化剂两种。不过，该方法中催化剂的费用较高，因而并没有得到广泛的应用。

2.3 微波催化法的原理及应用

微波催化法是挥发性有机废气治理中的一种重要技术，其中融合了过去的吸附-解吸技术、空气净化技术等技术当中的各项优点，对传统的吸收方式进行了升级，使之成为了微波解吸。在该技术的实际应用当中，能够对资源的浪费和消耗进行良好的控制，从而降低应用成本。与此同时，应用该技术还能够使废气吸附和解吸的时间得到控制。此外，该技术在应用当中具有较为良好的经济性，通常来说，吸附剂能够连续使用超过20次，并且长时间保持理想的吸附能力。在治理挥发性有机废气的过程当中，微波催化氧化技术的应用理论、使用方法等，与其在污水处理中较为相似[2]。

2.4 生物过滤法的原理及应用

生物过滤法是为了对恶臭气体进行治理，而在挥发性有机废气的处理中，也能够发挥出十分良好的效果。在生物过滤法当中，生物滤床是其核心的设备。在滤床当中，填料能够生成生物膜。挥发性有机废气在经过适度控制处理后，进入到生物滤床当中。利用各种微生物，转化有机废气中的成分，经过代谢、降解等过程，将有机成分转化为H2O、CO2等无机物、细胞组成物等等。例如，在利用生物法去除废气浓度较低的有机废气时，总有机碳需求在1000m/m3以下，气体流量需要在5000m/h以上，并且保持气流的连续均匀，废气温度要达到40℃以上[3]。通过这种方式，促使废气组分更好的溶于水，从而取得了良好的降解效果。在实际应用中，生物过滤法主要用于对低浓度挥发性有机废气进行处理，由操作条件控制决定其处理效率。虽然生物过滤法的运行成本较低，但是其设备十分庞大，具有较高的选择性，运行条件十分苛刻。

根据几种有机废气处理工艺特点，几种挥发性有机废气治理技术对比结果如表2所示。