大气环境中挥发性有机废气治理技术研究

冯焯锋

（中山市黄圃镇生态环境保护局 广东中山 528429）

引言

根据当前研究显示，大气环境中挥发性有机废气的形成主要与各行各业的生产制造及国民群众日常生活息息相关，例如人们常用的酒精用品、汽车汽油、建筑材料等，其中尤其以工业企业在各项生产活动中所产生的有机废气最具代表性。随着近些年来人们对环保知识的深入了解，已知挥发性有机废气对人体的健康将会产生巨大的威胁，是当前世界各国在环保事业中所重点强调的治理项目之一。而在工业发展过程中，带有挥发性废气的排放量逐年增加。在我国经济发展的初期，由于大部分单位和工作人员缺乏对环境的有效认知，难以全面加强大气环境治理等相关工作，使得大气环境废气排放量超出核定标准，对人们的生活带来了一定影响，同时还出现了大气污染现象。

1 产生大量挥发性有机废气的关键来源概述

（1）企业生产环节的挥发性有机废气来源。在新时期发展背景下，各行各业的发展前景十分可观，但也对大气环境的平衡性带来极大的威胁，尤其是以工业企业各项生产活动中所产生的大量挥发性有机废气最具代表性，包括天然气的开采作业，煤炭加工环节、制药环节、印刷环节等都是制造大量挥发性有机废气的核心部分，主要是因为这些工业作业涉及许多含有大量挥发性有机化合原料的使用，在生产活动中导致这些挥发性有机废气被排放到大气环境中。（2）交通运输环节的挥发性有机废气来源。在目前的经济体制下，我国社会经济的不断增长带动了交通运输行业的高速发展，汽车的年投入使用量不断递增，而汽车以及各种交通运输工具在行驶过程中所排放出来的尾气也是挥发性有机废气的核心来源之一，其在提升大气环境中的挥发性有机废气以及PM2.5 等有害气体的整体含量中扮演着极其重要的角色，并且也造成了不同程度的光化学污染问题。特别是在造成光化学污染的过程中产生大量的光化学烟雾，这种气体毒性相对较高，对各种农作物的正常生长产生极大的威胁。

2 新时期针对挥发性有机废气治理技术的应用

（1）蓄热式热力氧化炉的应用。在目前的发展阶段中，在针对挥发性有机废气的治理过程中，蓄热式热力氧化炉RTO（Regenerative Thermal Oxidizer）得到了广泛的应用，作为新时期发展背景下我国处理有机废气方面的常见手段，该技术原理主要体现在利用高温环境条件来成为基础，在化学反应的条件下，把当中具有可燃性的废气顺利转化成等量的氧化物和水,最终达到净化废气的目标。利用RTO 技术将这些挥发性有机废气进行治理的过程中，所释放出来的热量通过RTO 技术的全面吸收，不仅降低了技术运行资源的损耗，同时也在一定程度上提升了RTO 的有机废气的整体分解效率[1]。在一般条件下，RTO 的整体热量回收率已经能够高达95%，当中有机废气的整体分解效率将直接高达99%以上。在目前我国所使用的蓄热式热力氧化炉的结构一般都有切换阀、燃烧室、陶瓷填料等组成，而以切换阀最具代表性，切换阀的关键功能主要体现在提升了RTO 的整体灵活性，可灵活按照客户的不同需求来选择最适用的热回收方式。

（2）吸附法的应用。将吸附法应用于大气环境中挥发性有机废气的治理，其技术原理主要体现在通过借助吸附剂的微孔结构来将目标吸附在表面上，令主体和目标产生分离的作用，从操作层面上来看，由工作人员利用风机设施将挥发性有机废气流入吸附塔1 中来完成吸附。当吸附塔1 中的吸附饱和度满足技术要求时，气体自动切换至吸附塔2 中开展第二轮吸附，与此同时吸附塔1 将自动进入脱附和再生等流程中。通过不断循环，就能够很好地挥发性有机废气实现连续处理。在进行该项技术工艺的过程中，主要采用的吸附剂为沸石分子筛、活性炭等[2]。将吸附法应用于挥发性有机废气的治理优势主要包括低消耗、技术工艺成熟、有机废气去除效率高、推广难度低等，但这种技术措施也存在设备体积较大、工艺流程极具复杂性等缺陷，而且有机废气中含有胶粒物质就会影响吸附剂的效果，因此需要结合项目的实际情况来优化处理工艺的选择，吸附法应用于挥发性有机废气治理中的工艺流程如图1 所见。

图1 吸附法工艺流程示意图

（3）生物处理技术的应用。在大气环境中挥发性有机废气的治理工作中，生物处理技术得到了广泛的应用，生物处理技术的技术原理主要表现在充分利用微生物的分解和代谢特性来高效处理挥发性有机废气中的有机物质，从而降低挥发性有机废气中有机物质的实际含量。在该技术工艺流程中，微生物获得正常繁殖的营养主要是依靠这些有机物质，在经过分解与转化环节之后，产生水资源与二氧化碳物质，最终在促进转化和二次利用的条件上大幅度减小了这些有机物对大气环境所造成的污染程度[3]。生物处理技术在处理有机废气时，为保障整体的处理质量，令有机废气顺利转化成水资源与二氧化碳，还需要相关工作人员将生物处理系统的各项参数控制在科学合理的范围内，如表1 所见。

表1 生物处理系统参数控制表

（4）燃烧处理技术的应用。在大气环境中挥发性有机废气治理方案中引入催化燃烧处理技术的应用，该技术指征是通过在高温状态下借助催化剂来对这些挥发性有机污染物起到氧化的作用。燃烧处理技术目前已经在喷漆、涂料等制造企业中得到了广泛的应用，该项技术主要涉及催化燃烧、预热、废热回收、电加热等技术设施。另一方面，燃烧处理技术还能够对已经完成吸附处理并满足饱和要求的活性炭实施后续的处理工作。工艺流程包括：当活性炭满足饱和标准的过程中，停止净化装置内的吸附功能，然后充分利用热气流令这些挥发性有机物在活性炭中顺利脱出，再经过后续的脱附流程后，这些挥发性有机物的体积将对大幅度缩小，然后把这些挥发性有机物送至燃烧室中，通过催化处理转化为水资源与二氧化碳物质，在这种工艺流程中，令挥发性有机废气得到了高效处理，并在这种条件下，实现了活性炭的循环利用。在实施燃烧处理技术工艺流程的过程中[4]。需要注意的是，由于整个流程需要把有机废气混合在高温空气中，存在一定的爆炸风险隐患，这就要求工作人员在进行催化燃烧处理流程的过程中，对各项技术参数进行合理控制，如表2 所见。

表2 使用燃烧处理技术的参数控制表

（5）冷凝处理技术的应用。在大气环境中挥发性有机废气的治理过程中使用冷凝处理技术，效果十分理想，该项技术是通过充分利用不同温度条件下各种不同性质挥发性有机废气之间的饱和度区别，采用降温的措施令其中蒸汽形态的挥发性有机废气起到凝结的作用，最后形成液体的形态，令大气环境中挥发性有机废气能够以一种液体的形态被成功分离。而在应用冷凝处理技术工艺流程的过程中，要注意严格根据挥发性有机废气的整体处理需求，并落实好三个部分的工作：①工作人员若发现溶剂实际回收量进一步减少，冷凝效果出现一定程度的影响，此时的回收量变化率波动较大，就代表着处理设施的稳定运行存在风险，在此时就需要合理调整冷凝器、冷却器等参数。②若发现出口的实际温度与冷却介质进口的温度差值进一步减低，代表设备的冷却效果不够理想，要进行适当调整。③若发现冷却介质的流量与压力明显减低，则充分反映了冷却和冷凝效果有所降低，同样要进行适当调整。

3 加强挥发性有机废气污染防治的策略

（1）加强有机废气源头控制。在工业生产活动开展过程中，会产生许多有机废气，从而对大气环境带来严重的污染，同时还会对人们的日常生活带来许多负面的影响。为了给人们构建一个良好的生存环境，要全面加强挥发性有机废气污染防治等相关工作。在现代工业生产活动中，工业生产企业要充分认识到加强生产技术研发的重要作用和现实意义，并且能够综合当前工业生产的实际状况，加强清洁性能源的使用，加强对可能生产挥发性气体企业的定期检查。而在实际生产活动中，则需要加强对设备运行状况的检查和维护，保障设备能够正常运转，有效减少挥发性有机废气的生成。而通过提高原材料的转化率，避免在运输及生产过程中出现废气泄漏的现象，全面加强挥发性有机废气的污染防治工作。（2）加强有机废气监测。在目前的挥发性有机废气污染防治活动开展过程中，还需要相应的工作人员和部门能够充分发挥自身作用，全面加强有机废气监测工作，使得挥发性有机废气的排放量能够在安全标准之内，有效减轻对环境的污染。有关环保部门要充分发挥自身作用，采取积极有效的措施，加大对挥发性有机废气管控力度，加强排放管理，有效提升有机废气排放管控的整体水平。而在实际管控活动开展过程中，还需要加大对工业企业的号召力，使得相应的企业能够充分认识到加强挥发性有机废气科学检测的重要作用和积极影响，并且能够在实际的生产活动中采取积极有效措施，加强对挥发有机废气的净化处理工作。为了提升整体的工作质量和水平，在实际的工作中，还需要相关的部门和人员能够做好日常检查和监督工作，综合实际工作中潜在的不规范行为，要采取积极有效的措施，全面加强挥发性有机废气监测工作，并且能够根据实际的生产情况完善相应的保护制度。（3）优化生产技术。作为工业生产大国，在我国工业生产活动中，会产生许多工业废气，会对大气环境带来严重的影响。而在我国社会经济发展过程中，我国的人口密度逐渐增加，大气污染现象已经严重威胁到人们的身体健康。对于国家来说，要采取积极有效的防控措施，加强对污染企业的管控工作，进一步减少大气污染物的生成，有效保护大气环境的安全稳定。通过对企业提出相应的要求，使得企业在实际生产活动中能够加强清洁生产技术的有效应用，不断优化生产线和生产设备，在提升整体生产效率和质量的同时，全面加强对大气环境的保护工作。而在实际生产活动中，通过使用科学技术手段，加强清洁性原材料及环保设备的研发工作，在加强污染物排放控制的同时，加强空气净化。

4 展望

在新时期发展背景下，大气环境中挥发性有机废气的种类及其性质十分多样化，这种废气对生态环境与人体健康带来极大的威胁，因此，除了要不断在技术工艺流程上作出创新改革之外，也需要根据技术参数和治理需求来落实对应的技术措施。近些年来，我国科学水平的提升有了质一般的飞跃，对提升大气环境中的挥发性有机废气的处理水平起到了重要的现实意义，结合现代化智能互联网技术、大数据技术等，相信在未来的发展阶段中我国在大气环境中的有机废气污染监测和处理等环节都能够取得重大的成就。

结语

总而言之，生态环境的平衡性正面临着各行各业的发展而带来一定的威胁，以大气环境中的有机废气治理作为代表的各项环保事业也被相关部门提上日程，为了从根本上提高我国大气环境中挥发性有机废气的治理成效，还需要从技术领域不断完成升级与改造，积极采用技术措施来降低挥发性有机废气对生态环境与人体健康的影响，令生态环境与社会经济朝着协调的方向发展。