工业有机废气治理技术研究

张 敬，侯艺文

（1.山东省环境保护科学研究设计院有限公司，山东济南 250000； 2.山东新达环境保护技术咨询有限责任公司，山东济南 250000）

1 工业有机废气的相关概述

1.1 工业有机废气污染及来源

据有关数据显示，大气中比较常见的污染物以二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物等居多，这些污染物的产生途径大多来自人们的生产生活过程中，比如汽车尾气、工业废气、生活臭气等。而大气中的工业有机污染物大多与工业生产过程有关，比如钢铁冶炼、石油加工、化工制品生产、农药制造等，以及农业生产过程和日常生活过程中的秸秆焚烧、垃圾焚烧等。人们平时的生活过程中也会产生有机污染物，如室内装修，餐饮饭店的油烟、烧烤产生的烟等。为实现对有机废气的有效治理，不仅要了解废气的产生途径，还需明确不同的废气的危害程度。当废气排放量超出相应的标准，便会影响环境质量。石油化工企业排放的废气中含有大量有毒、污染性较强的有机物，会破坏臭氧层。同时随着机动车数量的不断增多，尾气排放量也随之加大，加上北方冬季通常以煤炭取暖，煤炭燃烧时会产生大量有害物质，严重污染了大气环境。

1.2 工业有机废气污染的类型

1.2.1 含氮有机气体污染物

含氮污染物可以进一步细分为一氧化氮和二氧化氮两种类型，该类污染物主要危害大气环境中的对流层。在工业生产过程中，化石燃料的燃烧是二氧化氮的产生源头，在汽车、飞机等动力机械运转下进行燃烧；而一氧化氮的产生与自然界中的闪电、森林火灾等有关，虽然两类含氮污染物产生的原因具有显著差异，但氮类氧化物在光照、雷电等的作用下又会生成含氮的有机污染气体，这种有机废气存在于大气环境中，就会导致空气原有气体比例的失调，破坏气体的构成，污染大气环境。

1.2.2 含硫气体污染物

有机废气污染物中的含硫化合物的成员主要有硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫酸盐等。这些有机废气主要是在金属冶炼过程中产生的，冶炼时含硫矿物在高温状态下进行分解并燃烧，含硫类无机非金属氧化物则是在强光和高温条件下，与空气中的有机气体发生化学反应，由此产生污染性更强的烃类硫取代物。

1.2.3 碳氢有机气体污染物

碳氢有机气体污染物的构成是碳和氢两种基本原子，它们都属于烃类范畴，这类污染物不会直接伤害人体健康状态，但是如果该物质存在于污染的大气环境中，会成为构成光化学烟雾的主要元素，成为危害大气环境质量的重要来源。比如汽车尾气，很多没有燃烧殆尽的烷烃有机气体等，如果直接排放到大气环境中，就会破坏大气的臭氧层，进而引发一系列环境问题。

1.3 工业有机废气的危害

（1）毒性。工业生产是一个复杂的过程，原料经过多道工序的加工，在变成产成品的过程中会产生大量的废弃物，其中产生的各种废气中含有大量的有毒有害物质，并且有机废气的毒性分为急性的和慢性的，甚至有些有机废气毒性非常大，如持久性有机物中的二噁英物质的毒性非常强，比无机物中的氰化钾类物质的毒性高出1000倍以上。

（2）持久性。工业有机废气若未经有效处理，被直接排放到大气环境中，能够在大气中长时间地停留。这些持久性有机废气中的某些物质含有抗化学分解特性、抗光解性和抗生物降解性，它们自身的性能不容易发生变化，能够保留较长时间。

（3）生物累积性。大气中的有机废气的持久性特征，使其在大气长时间停留的过程中，会被动植物吸收，这样就会发生生物积累。比如具有亲脂性的有机物多氯联苯，一旦被水鸟吸附进体内后，在动物体内的浓度是其在水中浓度的50万～100万倍。

2 工业废气污染治理技术的应用和发展的意义

在全球经济和市场深度融合的形势下，我国的工业获得了广阔的发展空间，近年来发展速度不断加快。但同时也要看到，因工业快速发展带给环境的压力及破坏。这是因为工业生产过程中排放的有机废气含有大量有毒、有害物质，随着工业废气排放量的不断增加，对环境及人身健康危害程度也逐步增加，所以工业有机废气在排入大气环境前，要通过专业有效地治理技术降低其各类污染物的含量，使废气中的各种成分含量达到相关行业排放标准，才准许其排放。而对工业废气进行有效治理，离不开专业的治理技术，因此要加大对工业废气污染治理技术的研究和应用，以便为提升废气治理质量提供支撑，从而为人们创建更加宜居、舒适、健康的居住环境，促进经济和生态的和谐发展。

3 工业有机废气污染治理技术的应用

3.1 催化燃烧法

催化燃烧法在应用时主要借助催化剂的帮助，让工业废气在高温环境下进行催化燃烧并分解，经过一系列化学反应最终生成水和二氧化碳，达到被降解的目的。该过程不会造成对环境的二次污染，在应用时对燃烧的温度要求不高，通常情况下燃烧的温度在250～450 ℃时，有机废气即能被催化降解，因此整个过程消耗的能源较低，并且催化燃烧法的使用范围较广，对大部分烃类废气、恶臭气体的治理都有明显的治理效果，同时对有机废气的浓度高低没有限制，即使对于成分构成较为复杂的有机废气，同样具有良好的降解效果。工业有机废气中的物质在燃烧时与氧气发生氧化还原作用，废气中的污染物就会被分解成污染程度较小或无污染的物质。

3.2 液体吸收技术

液体吸收治理技术是利用吸收剂将有机废气吸收，根据使用吸收剂性质的不同，可分为物理吸收和化学吸收。物理吸收方法是利用物质之间的相似相溶原理，利用相应的吸收剂将有机废气吸收并溶解，由此达到废气治理的目的。常用的物理吸收剂比如液体水，可以吸收含有甲醛类的有机废气，有机废气中的甲醛溶于水后，能够转换成另外一种可供工业生产或生活利用的产品，达到变废为宝的目的。液体吸收治理技术的应用原理就是利用有机废气中的某些物质与吸收剂相融、互解的特性，同时吸收剂还应具备高沸点、低蒸汽压的特征，在实际选用时可针对有机废气的具体成分进行相应的选取，常用的吸收剂主要有泡沫剂、碳酸丙烯酯等液体。该技术具有操作简单、成本较低的优势，但对于浓度较低的有机废气，治理效果不太明显，所以要根据实际情况合理选用。

3.3 微生物降解法

在以往的污水治理过程中，微生物降解法具有明显的应用优势，并体现了良好的治理效果，目前微生物降解法逐渐应用到对工业有机废气的治理过程中。工业有机废气采用的生物技术，指的是利用固定载体将工业有机废气集中到一起，然后通过载体中的微生物对有机废气进行降解。根据有机废气的实际有机成分构成情况，针对性地选取能够将废气里的有机成分充分降解的微生物，将其分解生成水和二氧化碳。该技术在实际应用时，为提高微生物的降解效率和质量，会根据微生物分解废气的实时情况，向载体内适当添加相关的有机物，为微生物创造健康的生长环境，从而保障微生物具有较强的降解能力，提升废气治理效果。同时要密切关注微生物活动空间的温度、湿度、含氧量等环境条件，保障微生物所处的环境满足其高活性的生长条件。与其他治理技术相比，微生物降解技术在对工业有机废气的治理过程中，具有无污染、成本低的优点，并且操作简单，治理效果显著，在工业有机废气治理过程中具有较大的应用潜力和发展空间

3.4 变压吸附技术

变压吸附技术的应用原理是基于气体在不同吸附剂上吸附特性的不同，当使用不同的吸附剂时，气体组分在吸附剂上呈现的特性有明显的差异性，吸附量会随着压力的变化而变化，基于这一原理实现对工业有机废气的处理。因此，在对工业有机废气进行治理的过程中，若想将有机废气进行有效地分离，就需通过转变压力的方式让废气中的组分随压力的变化而被吸附到相应的吸附剂上，进而实现对有机废气的分离或提纯。该技术在应用时主要采用了压力涨落循环的操作方式，让吸附组分在压力的变化下进行相应的吸附和解析，常用的吸附剂主要有硅胶、活性炭及分子筛等物质。如果工业有机废气中的成分较为特殊，则需要选用具有针对某种气体组分具有选择性吸附特性的吸附材料。在加压状态下，气体组分被吸附，减压状态下气体组分被解析，由此可见，变压吸附技术应用效果的好坏与吸附剂的性能高低有着直接的关系。该技术与其他有机废气治理技术相比，在对废气治理过程中消耗的能源较少，整个治理过程投入成本较低且具有较高的自动化程度，并且使用变压吸附技术对工业有机废气进行治理时，还能从废气中获得纯度相对较高的副产品，这些副产品可以应用在其他工作环节，为提高企业经济效益发挥了积极作用。

4 有机废气污染治理技术应用的策略

4.1 强化环保治理

若想保障工业有机废气的污染治理获得理想的成效，除做好对治理技术的深入研究和高效利用外，还必须在全社会营造环境保护的浓厚氛围。所以=要加强环境保护治理工作，加大对工业废气排放的监管力度，严格要求和控制工业企业的有机废气排放量。环保部门要联合其他相关部门对工业企业有机废气排放情况进行检查，只有达到相关行业排放标准，才能排放。对于废气治理不达标或直接排放的单位，应采取相应的惩罚措施，责令其限期整改，同时相关部门要对其整改情况进行跟踪管理，直至其整改合格。

4.2 对现有治理技术进行创新完善

科学技术的不断进步及创新应用，为工业有机废气污染治理输入了新鲜血液，并且在多种先进技术的支持下，工业废气污染治理效果和水平逐步迈上一个新的台阶。现阶段工业有机废气治理技术种类和数量非常多，每种技术在应用时都有各自的应用条件和局限性。在选择治理技术时，要针对有机废气的产生途径进行分析，了解废气的成分构成，选取针对性的治理技术来保障治理效果。当前较为常用的有机废气污染治理技术主要有活性炭吸附技术、催化燃烧技术、酸碱中和技术等，这些技术在有机废气污染治理中发挥着重要作用，但在实际应用时仍存在一定的局限性，所以要继续加大对新技术的研究和创新力度，提高有机废气治理的针对性和实效性，对有机废气成分构成进行准确的评价，并设置一套完整健全的有机废气治理技术体系，以更新技术和设备为核心，为工业有机废气的治理提供坚实的基础，还人们一个健康的生活环境。

4.3 加大政策的引导和宣传力度

当前我国的工业发展正处在转型升级的时期，因此政府部门要在环保政策上给予更多关注，工业有机废气的治理工作还需从废气产生源头入手，实现根本上的预防和控制，只有这样才能不断巩固和扩大废气治理效果。政府相关部门要出台相关政策，并加强政策宣传，对工业企业加强环保政策方面的鼓励和支持，鼓励企业自身投入更多精力去进行工业有机废气的治理。另外对于传统工业制造体系要合理地进行改造升级，从源头降低有机废气的产出量，积极引导工业企业转变生产模式，由粗放型向精细化转变。工业企业要在政府的引导下进行生产转型，结合自身生产特点优化和改进生产方式，注重对清洁能源的利用，在整个生产过程中以节能环保理念引领行业发展，重视治理设备的技术升级，同时政府还要通过多样化的宣传方式，在社会及广大民众中进一步宣传环保法律法规，让社会大众对工业生产的废气排放进行监督，在社会上营造全员参与的保护环境氛围。

5 结语

在发展的过程中，工业产生的有机废气给环境和人类带来极大的危害，所以应将对工业有机废气的治理作为经济可持续发展的重要内容来抓。在工业有机废气的治理过程中，不管采用传统治理技术还是新开发的治理技术，都需针对有机废气的实际构成合理选用，从而不断提升有机废气治理效率和质量，同时降低治理成本，减少对环境的污染。所以要认真总结工业有机废气治理过程中的问题和经验，加大与现代科学技术的有机融合，同时相关部门要加强对工业有机废气的治理整顿，企业自身应健全废气治理体系，为了提升废气治理效果和强化环境保护共同发挥作用。