对VOC废气处理技术的相关探究

张明健

摘要：通过积极开展对VOC废气处理技术的相关研究，能够为废气处理工作提供有利依据。基于此，本文阐述了对氧化法、生物处理法、燃烧法、超微细真空气泡法、低温等离子体处理法这几项VOC废气处理技术的相关探究，希望能够为环保领域的建设发展提供助力。

关键词：废气处理;VOC废气;低温处理

引言：VOC，即挥发性有机化合物，此类化合物化学性质不稳定，会参与大气中的光反应，产生其他有害物质，加剧大气污染，因此，为了净化大气环境，需要深入研究VOC废气处理技术，并不断探索科学的废气处理方法，优化技术实施，以降低VOC对大气环境的危害，增强环境保护工作效果。

1氧化法处理技术

氧化法处理技术的作用原理可以被阐释为，基于化学反应方程式： ，通过高温、催化处理，让废气发生上述的氧化反应，然后被转化成为 、 这两种简单、无害的无机物，由此达到VOC无害化处理的效果。现阶段，此项VOC废气处理技术的操作方法有两种，即加热法、催化剂法。其中，在加热法中，常用的加热设施主要包括热力式设施、间壁式设施、RTO设施。其中，热力燃烧式设施的操作比较简单，但成本高。间壁式设施在使用时，能够达到85%的热回收率，但要将氧化温度准确地保持在800℃～1000℃，而且配套设备的材质必须为合金或不锈钢，这使得此技术方法的使用成本居高不下。RTO设施的热回收率则能够达到95%，而且占地面积小，燃料消耗也少，同时，该设施支持陶瓷填料，所以能够处理具有腐蚀性的VOC废气，这让RTO设施成为了当前应用最为广泛的加热氧化法VOC废气处理设施。在催化剂法方面，常用的催化剂包括MnO2等金属氧化物，或金属，如Pd等。但在实际的催化剂法使用中，人们经常会将催化剂法与加热法进行联合应用，以取得更好的氧化法处理技术操作效果，而且上述三种常用的氧化法处理操作所用加热设施，均支持与催化剂的应用，因此，现阶段，氧化法处理VOC废气技术的具体操作以催化加热模式为主[1]。

2生物处理技术

生物处理技术的作用原理可以被阐释为，通过将VOC废气统一输送到生物系统中，来实现利用生物的有机物消解作用，将VOC废气转化为无害的无机物，如氧气和二氧化碳，达到VOC废气处理的效果。一般来说，借助此技术，可以达到95%以上的VOC去除率，而且处理期间也不会产生新的有害物质，环境友好，这使得此项技术成为了现阶段新兴的处理技术。在此项处理技术下，需要运用风机，将废气抽送到生物滤床中，由此借助消化菌等微生物的代谢作用，将VOC转化为简单、无害的无机物，完成生物处理。在该技术的应用中，应当注意，需要尽量选用表面积大、保湿性好、孔隙率高的生物载体，为微生物提供一个良好的附着场所，增强VOC降解效果，同时应积极引入PLC控制技术等自动化技术，让技术工艺流程支持24h的不间断运行，由此提高VOC处理效率，降低人力资源成本。此外，还要注意，在该技术操作中，需要先对VOC废气进行预处理，以过滤其中的灰尘，然后再将其送入到生物滤床中，这样能够提高微生物的降解效果，同时，也要根据实际情况，以及VOC废气的组分，选择合适的微生物类型，如：若VOC中含氮，则需要使用消化菌等能够有效消解含氮污染物的细菌，如果VOC中含硫，就需要使用硫磺氧化菌，以消解含氮污染物，增强此项VOC处理技术的应用效果[2]。

3燃烧法处理技术

燃烧法处理技术，是指一种通过直接燃烧废气来降低VOC浓度，使其不再具备危害性的VOC废气处理技术，此项技术能够达到99%的废气处理效率，尤其是在VOC浓度较低的条件下，具有显著的无害化效果。基于此，从整体上来看，相较于热处理技术，此技术具有更高的处理效率，而且操作也更加简单。现阶段，此技术的操作方法主要有两种，即催化燃烧、火焰燃烧。其中，催化燃烧是一种借助催化剂的辅助作用，利用燃烧进行废气消解处理的处理方法，而火焰燃烧就是直接对VOC废气加以燃烧处理，完成VOC废气无害化。在此过程中，催化燃烧的处理周期更短，但需要金属、金属盐这两种催化剂的辅助。对于催化燃烧法来说，虽然相关的催化技术已经达到了较为成熟的水平，但催化剂本身的价格相对较高，这极大地提升了燃烧法处理技术的应用成本。为此，VOC废气处理领域内的研究者纷纷开始探索非贵金属催化剂的使用，以期能够改善催化燃烧成本过高的问题。此外，在催化燃烧法的应用上，也要注意选择合适的催化剂载体，由此让催化剂呈现出更佳的使用性能。目前，常用的载体以陶瓷为主，而陶瓷材料具有良好的耐腐蚀性，可以支持腐蚀性VCO废气的处理，提高催化燃烧法的应用效果[3]。

4超微细真空气泡处理技术

超微细真空气泡，即直径3～8微米的氣泡，此类气泡属于纳米级别的气泡，能够缩小水分子原子团，并保持水分子团的布朗运动状态。而在布朗运动中，气泡会捕捉到VOC废气，并在与VOC结合时破裂，然后在极短的时间内释放出大量的能量，以及负氧离子，使VOC被瞬间分解为无害物质，由此完成VOC处理。通常来说，运用该技术进行VOC废气处理，能够达到90%以上的净化率，而且在上述的废气处理步骤中，并不会生成新的污染物。在该技术下，制作真空气泡的材料只有水，而且是一般的水，同时也支持水的循环利用，这极大地降低了技术材料获取的难度和成本。而在气泡制作过程中所用的配套设备，主要以排风设施、电机等低功率设施为主，因此，该技术所需的电耗也比较低。此外，上述设施所占空间也比较小，提高了技术使用的灵活性，而且所用大部分设备中的构件均支持灵活拆装，所以，该技术下的配套设施运维成本较低。但在此技术的应用中，所需设备前期装配技术要求高，需要聘请专门的设备商进行操作，而且这些设备的造价也比较高，这使得该技术的前期建设对资金条件存在一定的要求，因此，需要结合当前的经济条件，合理选用此技术。

5低温等离子体处理技术

低温等离子体处理技术是指通过向VOC外加电压，使其达到放电电压后，利用VOC气体的放电作用，将其击穿，使其产生离子、电子、自由基等混合等离子体，再利用等离子体对污染物分子的分解作用，实现无害化的处理技术。在气体放电时，由于VOC重粒子的温度较低，所以此技术下，VOC处于低温等离子状态。在此技术应用中，VOC中的污染物分子会在极短的时间内迅速发生分解，缩短处理周期，因此，适用于工业条件下，高浓度、大规模的VOC废气处理，而且也是目前为止少数能够用于工业化VOC废气处理的技术。就目前来看，该技术的净化率能够达到99%，而且由于配套工艺较为简单，所以在运用了自动化技术后，能够实现无人操作，这有效地规避了人的因素对技术应用效果的影响，深入优化了VOC废气处理效果。此外，该技术支持非机械设备条件下的运行，这使得该技术的电能耗较低，一般为0.003kw/m2，同时，机械设备属于故障高发设备，而此技术无需机械设备，所以技术运行也更加稳定，运维也更加容易。就目前来看，燃烧、催化等方法，很容易受VOC浓度、催化剂性能等因素的影响，导致处理效果难以达到预期，而此技术则不受上述因素的影响，限制条件较少，因此，运用此技术能够更好地达成VOC的预期处理目标，这使得此技术在VOC处理领域具有良好的使用前景。

结论：综上所述，增强各项VOC废气处理技术的落实效果，可以有效缓解大气环境问题。在VOC污染治理中，基于对VOC处理技术的相关研究，制定出科学的废气处理方案，可以有效处理VOC废气、减少VOC的排放量，进而提高VOC污染的治理效果，提升大气环境保护工作水平。

参考文献：

[1]朱大明. 浅谈废气VOCs在线监测系统的应用[J]. 中国设备工程，2021，（22）：174-175.

[2]周珍雄，余姮蓉，王智佳. 低温吸附工艺处理化工生产车间VOCs[J]. 能源环境保护，2021，35（05）：75-80.

[3]阮光栋. 染料化工VOCs废气降解催化剂的应用[J]. 化学工程与装备，2021，（10）：265-266.