常见的VOC废气治理技术分析

彭 昆

（湖南品鑫环保科技有限公司，湖南 长沙 410000）

环境污染问题的日益严重，已经对我国社会经济的稳定发展产生了明显的制约，越来越多的行业领域已经意识到环境污染问题治理的必要性与迫切性，其中包含对VOC有机废气的治理。为了改善生活环境，人们研发出各种各样的废气治理技术措施，不同的废气治理技术措施有不同的应用优势和应用劣势，对这些废气治理技术措施进行客观地研究与分析，并探索提升VOC废气治理效果的策略，对降低大气环境中VOC废气的浓度，促进社会经济的可持续发展有着积极影响。

1 VOC废气治理相关概述

1.1 VOC废气治理的重要性

为了加快环境保护工程的实施速度，缓解传统生态模式下环境保护与经济发展之间的矛盾，国家相关部门专门围绕环境污染治理出台了一系列政策方针和法律法规。作为一种常见的污染物质，VOC废气与其他污染物质相比，分解难度更高、分布范围更广、毒性更大[1]，所以VOC废气治理工作面临的挑战与压力也更大，只有采取各种现代化的技术措施，对VOC废气进行重点治理，才能有效改善生态环境，促进我国社会经济的稳定发展，有效实现生态文明社会的建设目标。

1.2 VOC废气的来源

VOC废气是挥发性有机化合物的统称，主要由以下几类物质组成：（1）酯类物质；（2）烷烃类物质；（3）芳烃类物质；（4）醛类物质等。以排放源的差异划分，可以将VOC废气的来源分为两种：一种是天然来源，如植物排放等；另一种是人为来源，如工业生产、金属冶炼、印染工业、农业生产等。据相关部门统计，我国每年排放的VOC废气约为17.1 MtC，其中真正造成生态环境污染问题的是人为来源的VOC废气。例如，在工业生产中，如果生产工艺方法不合理，就有可能在锅炉运行与加热处理过程中，产生大量的VOC废气；在人们的日常生活中，厨房油烟也含有较高浓度的VOC废气；在农业生产过程中，如果农民没有对秸秆进行绿色化处理，而是直接采取焚烧方式处理，也会产生大量的VOC废气。

1.3 VOC废气对人体健康的危害

人体在吸入一定量的VOC废气后会出现明显的恶心、头晕、呕吐等中毒症状，如果长时间处于高浓度的VOC废气环境中，还有可能出现急性中毒症状，严重威胁生命安全。VOC废气还会对人体的神经系统和消化系统造成破坏，使人体出现乏力、瘙痒等症状[2]，例如甲醛是一种存在于人们日常生活中的VOC废气，新房装修过程中产生的甲醛气体非常多，人们停留在充满甲醛气体的室内环境中时间过长，轻则会引发鼻炎、支气管炎，伴随视力下降、皮炎等疾患，重则罹患癌症。苯系物也会对人们的身体健康造成严重威胁，人体接触苯系物之后，会出现流泪、恶心等不适症状，当人体接触的苯系物含量增多后，生命安全也会受到威胁。

2 常见的VOC废气治理技术

2.1 光分解治理技术

在VOC废气治理中，光分解技术的应用指的是在紫外线光束作用下，利用特制的高能高臭氧UV紫外线，对VOC废气进行降解处理。在光分解技术的应用过程中，需要使用专门的光分解治理系统，这一系统主要包含光解空气净化器、水洗塔、排风机及相关管路等设备。在光分解技术的应用过程中，需要先对VOC废气进行水洗和除雾处理，然后再将经过处理的VOC废气送入光解空气净化器当中，并调成常温、常压模式，然后利用UV紫外线光束，对VOC废气进行反复照射，确保紫外线光束与净化器内的空气进行充分接触，与氧分子产生分解和转化反应，形成臭氧[3]。臭氧的强氧化性能够将原本的污染物质氧化，使之生成低分子化合物、水和二氧化碳，再利用排风管道将这些生成产物排出去，以达到VOC废气治理的目的。与传统的VOC废气治理技术相比，光分解治理技术设备占地面积小、系统运行成本低、废气治理24 h不间断、治理效果好。另外，将适量的催化剂添加到VOC废气治理过程中，例如半导体材料或纳米材料等，还可以进一步提高VOC废气治理的速度及废气净化质量。

2.2 生物治理法

中低浓度的VOC废气不具有较高的回收利用价值，因此经常采用生物治理法进行治理。常用的生物治理法主要有三种类型：生物过滤法、生物滤滴法、生物洗涤法[4]。这三种生物治理法有着不同的技术原理、适用范围与使用效果。在实际的VOC废气处理过程中，相关人员需要分析VOC废气的浓度、气量及治理要求，并以此为基础选择合适的废气治理方法。

2.2.1 生物过滤法

生物过滤法的应用需要修建专门的生物滤池，然后将填料均匀地填充到滤池内部，将填料层的含水率控制在40%～60%之间，并在填料颗粒表面形成一层良好的生物活性水膜。VOC废气经过生物滤池中的填料层，其中的污染物分子会逐步转移，并扩散到生物膜内，充当微生物的养分。图1为生物滤池除臭系统。一般情况下，生物过滤法适用于浓度低、气量大的一般性VOC废气的治理。

图1 生物滤池除臭系统

需要注意的是，要想充分发挥生物过滤法的应用优势，提高VOC废气治理质量，相关人员需要严格控制生物滤池内的温度，使其始终维持在35 ℃左右，并严格控制生物滤池的pH值，使其始终维持在7～8之间。同时，在对憎水性有机气体进行处理的过程中，需要将填料含水率控制在40%左右；在对亲水性有机气体进行处理的过程中，需要将填料含水率控制在60%左右。

2.2.2 生物滤滴法

在应用生物滤滴法时，需要先修建一个专门的生物滤滴床，虽然生物滤滴床的结构与生物滤池比较相似，但是其内部的填充料是以惰性材料为主，填料层拥有更大的孔隙率，可以作为生物生长的载体。微生物可以直接利用这一载体，对VOC废气中的污染物质进行降解。在应用生物滤滴法的过程中，相关人员可以合理运用投加回流液的形式，通过定期更换回流液体，满足微生物生长过程中对缓冲液与营养物质的使用需求。如果VOC废气治理过程中会产生大量的酸性物质，就可以使用生物滤滴法进行治理，因为这种治理技术可以有效调节滤滴床的pH值及填料的缓冲能力，能够承担的污染物负荷相对较高，对卤化物、氮化合物废气的处理效率较高。需要注意的是，该技术在应用过程中容易出现填料堵塞问题，所以必须注意填料的定期清理及更换。

2.2.3 生物洗涤法

在应用生物洗涤法时，需要先修建活性污泥曝气池、沉淀池以及洗涤塔，并安装鼓风机设备。先将VOC废气送入洗涤塔中，对VOC废气中的污染物质进行氧化处理，并使之呈液相[5]，然后利用活性污泥对液相的污染物质进行分解、净化，就可以达到相应的VOC废气治理目标。生物洗涤法常用于浓度高、气量小，且不具有较强生物代谢能力的VOC废气治理中，但是其最终的VOC废气治理效果，容易受到曝气水深、污泥浓度、营养物质投放频率、营养物质单次投放量等因素的影响。工作人员在应用这一技术时，需要根据实际情况，制定出一套科学合理的VOC废气治理方案。

2.3 新型吸附治理技术

在VOC废气治理过程中，传统吸附治理技术强调利用具有吸附性能的物质对VOC废气进行处理，常用的具有吸附性能的物质主要有活性炭、无机吸附材料等，其中活性炭指的是以炭为主要成分的多孔物质，例如常规活性炭、纤维蜂窝以及破碎碳素等，这些物质的孔隙都可以有效吸附VOC废气中的颗粒状有机物。无机吸附材料指的是沸石、硅石等，同样可以利用物质自身的结晶结构孔隙，对VOC废气中的颗粒物质进行吸附。这种处理技术存在处理效果较差、氧化反应表面积较小等缺陷，而将沸石转轮吸附浓缩法、UV光解催化-活性炭吸附法等新型吸附治理技术应用到VOC废气治理中，能够有效解决这些问题。

首先，在应用沸石转轮吸附浓缩法时，可以将陶瓷纤维材料作为基础材料，制作蜂窝状的大型圆盘轮，然后再将疏水性较强的沸石均匀地涂刷到圆盘轮表面。对疏水沸石进行高温燃烧，可以使其具备较强的吸附性，能够满足浓度低、风量大的VOC废气的治理需求[6]。其次，在应用UV光解催化-活性炭吸附法时，需要将UV光解催化氧化箱与活性炭吸附箱等设备安装到VOC废气治理系统当中，使VOC废气在UV光解催化氧化箱内发生光催化氧化反应；并使用紫外线光束对VOC废气进行反复照射，为VOC废气裂解成水、二氧化碳、臭氧以及小分子物质创造便利条件；最后将经过氧化处理的VOC废气送入活性炭吸附箱，借助活性炭的结构特征，对剩余的污染物质进行有效吸收。与传统的吸附治理技术相比，这种治理技术的应用能够实现吸附效果的最大化。

3 提升VOC废气治理效果的策略

3.1 优化生产工艺

要提高VOC废气的治理效果，需要对VOC废气的排放源头进行严格控制。对此，本文建议各大企业优化生产工艺，借助封闭式的生产方式，防止有毒有害气体挥发到空气当中，对城市的大气环境造成污染。首先，相关企业应对生产工艺流程中容易出现泄漏问题的环节进行研究，然后制定出有针对性的生产工艺检查计划，做好重点环节的定期检查，对VOC废气中的污染物质浓度进行准确检测[7]。其次，应科学选择储罐的呼吸阀，对排放管道进行专业安装，对安全阀进行定期检查，以此加强对挥发性有机物排放量的控制。最后，在对VOC废气进行治理的过程中，相关企业可以合理应用热破坏法，即对有机气体进行直接燃烧，并添加相应的催化剂，使挥发性有机物发生充分的化学反应，生成二氧化碳和水，从而大幅降低污染物质的浓度。如果污染物质的浓度较高，还可以将冷凝回收法和吸附法结合在一起，增强废气治理效果。其中，冷凝回收法可以根据不同温度环境下有机物饱和蒸汽压存在差异的特点，利用特殊装置系统，使处于蒸汽状态的VOC废气发生冷凝反应，以达到分离和提取VOC废气中有害物质的目的。

3.2 完善生产标准

我国环境污染问题的治理具有一定的复杂性，要想提高VOC废气的治理效果，还需要对相应的VOC废气治理标准进行优化和完善，对VOC废气治理技术进行创新和升级。在对VOC废气治理标准进行优化和完善的过程中，相关部门需要分析我国企业生产的实际情况，并以此为基础，制定有针对性的废气治理标准。另外，不同地区的经济发展水平不同，企业生产过程中排放出的VOC废气量也不同，所以相关人员还需要在充分考虑区域差异的基础上，使用差异化的VOC废气治理技术。

3.3 调整排放标准

在对VOC废气进行治理的过程中，政府部门还要给出具体、合理的废气排放标准，并引导企业严格按照这一标准进行VOC废气排放量的控制。如果发现某家企业存在VOC废气排放量超标问题，则要对其采取严厉的处罚措施[8]。需要注意的是，不同的行业有着不同的发展情况，排放出的VOC废气量也不同，所以政府部门还需要结合不同行业之间的发展差异，进行VOC废气排放标准的调整，例如需要对化工行业和涂装行业的VOC废气排放予以严格控制。

4 结语

综上所述，VOC废气是一种对人体健康和大气环境影响较大的污染物质，利用各种先进的治理技术，加强对VOC废气的治理具有十分重要的意义。要加强对VOC废气的治理，相关单位及人员不仅要根据实际情况选择合适的治理技术，还要对企业的生产工艺进行优化，完善生产标准，并对VOC废气排放标准进行调整。