环保视角下VOCs有机废气处理分析

广东熙霖节能环保工程咨询服务有限公司 陈磊

VOCs是指一种挥发性的有机物，它在室内常温下饱和蒸汽压高于70.91帕，正常压力下的沸点低于260℃，主要是在化工、印刷和烤漆以及医药等行业中产生的，有机气体在一定的条件下，由于其自身的易爆易燃特点，会造成较大的危害，还有一些因子对人的身体健康损害大，当这些气体排放到空气中时，会产生化学烟雾，从而影响空气质量，所以针对有机废气，可以结合相关的工艺处理方法，进行气体的分解，将其转变为无害气体，促使人类的可持续发展，实现人与自然的和谐共处。

一、VOCs有机废气危害

（一）爆炸和火灾

主要是这类有机物质中的脂肪烃物质，在高浓度情况下，会有较强的毒性，而且由于其易爆易燃的特性，使得容易产生爆炸和火灾事故，危及人们的人身安全，并带来较大的经济损失。

（二）危害人体健康

VOCs有机废气主要是由于人类的工业化生产活动产生的，它主要包括甲烷、苯、甲醛等，在合适的环境下，就会产生化学反应，造成中毒现象，继而威胁人们的身体健康，严重时会直接导致死亡[1]。

（三）空气污染

在有机废气的排出过程中，还会使得PM2.5和O3浓度升高，造成雾霾和化学烟雾现象，继而造成空气质量的下降。

二、环保视角下VOCs有机废气处理工艺分析

（一）冷凝处理技术

主要是运用有机废气在不同的温度下，饱和蒸汽压不同，结合加压或者是降温的方式，促使形成冷凝状态，并从废气中脱离，从而达到净化的目的。在特定的温度下，气体的初始浓度越高，脱离的可能性越强，主要适用于含水量较多、高沸点、高浓度有机物的处理。技术的特点表现为自动化高，且可回收物质纯度好，但是对于设备的要求较高，因而投入较大，在处理时，对于气体的温度、浓度等较为严格，而且不适合一些低浓度废气的处理。

（二）吸附

主要是运用多孔固体吸附材料进行处理，并造成其中的一些气体附着在材料表面，在达到饱和状态时，通过热源进行气化处理，促使达到分离的目的。现阶段大多使用的是活性炭材料，其操作简单，对于设备的要求不是很高，前期的处理效益好，相关的脱附剂可以重复使用，主要适用于一些低浓度的废气处理，但是对于设备的容量要求较高，吸附容量小，而且在吸附的过程中，会随着温度的上升，使得吸附量变小，继而影响处理效率[2]。

（三）液体吸收

这个方法主要是利用液体的吸收和有机废气的相似相容性原理，进行废气的处理，其中使用的液体是石油类和活性剂、水组成的混合材料，在处理中没有污染和毒气产生，可以进行回收利用和反复使用，因而所需要的成本较少，适用于一些浓度和压力以及流量都较高的废气处理中，但是需要定期地更换吸收剂，而且容易使得设备产生腐蚀问题，如果环保要求高，就难以达到对应的处理标准。具体的运用过程中，是利用引风机促使废气上升到净化装置中，而一级填料层中的喷淋水，就会形成出水膜，当废气穿过时，会被吸收一大部分，而没有被吸收的会进入到下个工序中处理。

（四）膜分离

主要是将相关的有机废气引进压缩机，并在压缩后，放入冷凝设备中进行处理，然后将处理后的有机物回收，其他没有处理的气体，利用膜分离成两个部分，一部分使得回流到压缩机中，另一部分排出，但是为了保证渗透的顺利进行，必须使得膜进料的压力大于渗透后气压。这个方法操作简单，费用低，且分离的效果好，有关膜的使用寿命较短，且国内的膜价格较高[3]。

（五）生物

它主要是仿照生物的生理过程，将有机废气转化为无机物，具体的有生物过滤、洗涤等方法，这个处理方法、效果好、费用低，且不会产生二次污染，但是高浓度和降解难度较大的物质处理效果差。

1.生物过滤床

主要是在装置中添加吸附性材料，比如活性炭、土壤等，在挂生物膜前，先在过滤床中加入一定量的酸碱缓冲剂和营养物质，在废气经过活性填料层时，材料中的微生物会将废气中的有关物质作为其生长的材料，从而使得在生命过程中进行降解，达到净化目的。其中的滤料在使用一年后会呈现酸性，所以为了后期的继续使用，要进行定期维护和保养工作。

2.洗涤床

它主要由洗涤器和生物反应器所构成，其中洗涤器内部的喷淋装置会随着循环液体进行喷洒，将废气吸收后使得进入液相状态，并流到对应的活性污泥中，利用空气的氧化再生，结合生物的作用，将废气除去，在洗涤装置中，有关液体是流动的，可以进行液体的及时添加和更换。

3.滴滤床

它和过滤床的结构相近，主要不同的地方在其顶部装设喷淋设备。在滴滤床中使用的材料有直径较大的碎石、塑料波纹板、陶瓷、树皮以及活性纤维等，在废气经过滤池时，被微生物分解，这个方法的优势在于操作控制简单，可以承受较大的污染负荷，而且能够有效地调节酸碱平衡。

（六）燃烧

1.催化燃烧

在低温下，结合催化剂的使用，使得有机废气中可燃烧部分进行氧化分解，从而达到气体净化目的，主要适用于可以燃烧和高温可分解气体的处理，不需要火焰燃烧，因而安全性较好，对于一些材料需求量少，但是对于具体的工艺要求较高。

2.蓄热式

主要是利用特定材料制造而成的蓄热床，并在高温氧化的作用下去除废气，同时对处理过程中的温度、时间以及氧气含量等进行严格控制，从而将其转化为二氧化碳和水，再结合换热系统处理，来分解其中的热量，继而达到环保的目的。

3.回收式

主要是进行直接加热，在到达一定温度时，使得产生氧化分解，并利用多级换热系统，将产生的高温烟气分解，同时结合热量回收，来减少能源消耗，但是在一些低浓度的废气处理中，需要花费的成本较高，且在处理过程中使用的交换器只有在连续运行下才会保证使用寿命。它有三个部分组成，即预热、燃烧和循环供热以及换热系统，废气在燃烧系统中的停留时间大概是两秒，分解率和回收率都较高。

（七）光催氧化

利用特殊的紫外线波段，结合催化剂的使用，进行氧气的催化，使得形成臭氧和自由基、负氧离子等，然后再进行有机废气的分子氧化处理，这个方法的能源消耗少，且没有其他副产物形成，催化剂可以在物理和化学处理后继续使用，但是对于高浓度的废气处理效果较差。

（八）变压吸附分离和净化处理

主要是利用气体组成部分的可吸附作用，并结合有关分离净化装置的压力变化，来进行气体处理，其中的PSA处理技术是运用沸石分子晒材料，经过温度和压力的作用，进行有机气体的吸附，然后将剩下的气体进行分离和压缩处理，这个方法对环境污染较小，且可以进行自动化操作[4]。

（九）光氧化分解

主要有两种方法：一是利用特殊的紫外线光束进行废气的照射，使其进行分解；另一种是使用光催化剂降解处理，它利用光照作用激活光催化剂，产生自由基，然后进行氧化反应。

（十）低温等离子体分解

主要是通过施加电压的方式，进行预处理，使得电压在到达气体放电电压时，形成自由基和离子组合而成的混合体，然后进行有机废气分解处理。

（十一）微波催化氧化

主要是运用超高频电磁波对有机废气进行辐射处理，使得废气中有关物质活动受到阻碍，产生凝固和失活，然后结合磁共振原理，对有机废气分子进行切割破坏，从而使得其断开，最后利用特定的催化剂进行光合还原反应。

（十二）电化学氧化

主要是利用特殊的专利膜和化学电池，在温度和常压环境下进行氧化反应，在电池的正极进行分解氧化，而在负极使得形成亚硝酸，这个技术对于气味难闻的废气处理效果较好，但是需要的费用较多。

（十三）脉冲电晕

主要是利用高压脉冲进行放电，导致在常温和正常压力下形成活性离子，继而进行废气氧化分解。但是这个方法能耗较大，主要原因在于脉冲形成的回路中，电能消耗较大，而且在电晕作用下，有关高能电子能量分布在对应的范围内，只对含量较高的气体分子起到分解作用，还有在技术运用中，有关装置要进行定期更换。

（十四）介质阻挡放电

主要是将绝缘介质放入相关的放电装置中，当施加合理的交流电压时，就会使得气体分解，而其内部的压强较高。

三、结束语

综上所述，在VOCs有机废气处理中，可以结合具体的气体类型以及技术条件，选用合适的处理方法，由于这些气体具有较强的污染和破坏性，所以要严格规范其处理过程，保证气体分解和氧化的完整，促使进行有机转化，而在环保视角下的废气处理，要根据不同的工艺优势和具体特点以及运用范围，提高废气处理质量和水平，从而促进生态的可持续发展。