揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCS)是指沸點(diǎn)在50～260 ℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133.3 Pa的易揮發(fā)性有機(jī)化合物，其主要成分為烴類、硫化物、氨等。有機(jī)廢氣是有害人體健康的污染物質(zhì)，它與大氣中的NO2反應(yīng)生成O3，可形成光化學(xué)煙霧，并伴隨著異味、惡臭散發(fā)到空氣中，對人的眼、鼻和呼吸道有刺激作用，對心、肺、肝等內(nèi)臟及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響，有些則是影響人體某些器官和機(jī)體的變態(tài)反應(yīng)源，甚至造成急性和慢性中毒，可致癌、致突變，同時(shí)可導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。因此，VOCS處理越來越受到各國的重視，許多發(fā)達(dá)國家都頒布了相應(yīng)的法令以限制VOCS的排放，已成為大氣污染控制中的一個熱點(diǎn)。目前國內(nèi)外對揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理開展了大量的研究和應(yīng)用，下面將對這些處理技術(shù)加以介紹。
1、吸附處理技術(shù)
吸附法是利用多孔性固體吸附劑處理流體混合物，使其中所含的一種或數(shù)種組分濃縮于固體表面上，以達(dá)到分離的目的。吸附法在VOCS的處理過程中應(yīng)用極為廣泛，主要用于低濃度高通過量有機(jī)廢氣(如含碳?xì)浠衔飶U氣)的凈化。該方法去除率高，無二次污染，凈化效率高，操作方便，且能實(shí)現(xiàn)自動控制;不足之處是由于吸附容量受限，不適于處理高濃度有機(jī)氣體，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其它雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易失效，同時(shí)吸附劑需要再生。
吸附法的關(guān)鍵問題就在于對吸附劑的選擇。吸附劑要具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積大，吸附性能好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿，耐水，耐高溫高壓，不易破碎，對空氣阻力小。常用的吸附劑主要有(顆粒狀和纖維狀)、活性氧化鋁、硅膠、人工沸石等。目前在采用吸附法治理有機(jī)廢氣中，的性能好，其去除率高。
2、催化燃燒處理技術(shù)
催化燃燒技術(shù)(AOGC)是指在較低溫度下，在催化劑的作用下使廢氣中的可燃組分徹底氧化分解，從而使氣體得到凈化處理的一種廢氣處理方法。該法適用于處理可燃或在高溫下可分解的有機(jī)氣體。催化燃燒主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：①為無火焰燃燒，安全性好;②對可燃組分濃度和熱值限制較小;③起燃溫度低，大部分有機(jī)物和CO在200～400 ℃即可完成反應(yīng)，故輔助燃料消耗少，而且大量地減少了NOx的產(chǎn)生;④可用來消除惡臭。但是其缺點(diǎn)是工藝條件要求嚴(yán)格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術(shù)處理有機(jī)廢氣必須對廢氣作前處理。同時(shí)該法不適于處理燃燒過程中產(chǎn)生大量硫氧化物和氮氧化物的廢氣。
3、液體吸收處理技術(shù)
在廢氣治理工程中，液體吸收法是常用的方法之一。該法不僅能消除氣態(tài)污染物，還能回收一些有用的物質(zhì)，可用來處理氣體流量一般為3000～15000m³/h、濃度為0.05%～0.5%(體積分?jǐn)?shù))的VOCS，去除率可達(dá)到95%～98%。
該技術(shù)采用低揮發(fā)或不揮發(fā)液體為吸收劑，通過吸收裝置利用廢氣中各種組分在吸收劑中的溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性的差異，使廢氣中的有害組分被吸收劑吸收，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。
4、生物處理技術(shù)
將有機(jī)生物降解過程應(yīng)用于有機(jī)廢氣的凈化處理是近幾年才開始的，是一項(xiàng)新興的技術(shù)。由于微生物對各種污染物均有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)性，并可將其作為代謝底物而降解、轉(zhuǎn)化。因此，與傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣處理技術(shù)相比，生物處理技術(shù)具有處理效果好、及運(yùn)行費(fèi)用低、安全性好、無二次污染、易于管理等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)，由于廢氣生物處理吸收劑的再生可直接通過吸收劑中微生物的作用來實(shí)現(xiàn)，而不需要像理化吸收和吸附那樣的專門設(shè)備，從而簡化了工藝流程和工業(yè)設(shè)備，降低運(yùn)行操作費(fèi)用。所以，生物處理技術(shù)已逐漸成為研究的熱點(diǎn)課題之一。
5、光催化氧化處理技術(shù)
光催化氧化法是近年來日益受到重視的污染治理新技術(shù)。對VOCS降解率可達(dá)到90%～95%。該技術(shù)是指在一定波長光照下，利用催化劑的光催化活性，使吸附劑在其表面的VOCS發(fā)生氧化還原反應(yīng)，終將有機(jī)物氧化成CO2、H2O及無機(jī)小分子物質(zhì)。光催化氧化具有選擇性，反應(yīng)條件溫和(常溫、常壓)，催化劑無毒，能耗低，操作簡便，價(jià)格相對較低，無副產(chǎn)物生成，使用后的催化劑可用物理和化學(xué)方法再生后循環(huán)使用，對幾乎所有污染物均具凈化能力等優(yōu)點(diǎn)。
6、低溫等離子處理技術(shù)
低溫等離子體技術(shù)又稱非平衡等離子體技術(shù)，是在外加電場的作用下，通過介質(zhì)放電產(chǎn)生大量的高能粒子，高能粒子與有機(jī)污染物分子發(fā)生一系列復(fù)雜的等離子體物理化學(xué)反應(yīng)，從而將有機(jī)污染物降解為無毒無害物質(zhì)。低溫等離子技術(shù)主要有電子束照射法、介質(zhì)阻擋放電法、沿面放電法和電暈放電法等。
7、膜基吸收技術(shù)
膜基吸收技術(shù)是采用中空纖維微孔膜，使需要接觸的兩相分別在膜的兩側(cè)流動，兩相的接觸發(fā)生在膜孔內(nèi)或膜表面的界面上，這樣就可避免兩相的直接接觸，防止了乳化現(xiàn)象的發(fā)生。與傳統(tǒng)膜分離技術(shù)相比，膜基吸收的選擇性取決于吸收劑，且膜基吸收只需要用低壓作為推動力，使兩相流體各自流動，并保持穩(wěn)定的接觸界面。膜基吸收技術(shù)處理有機(jī)廢氣，具有流程簡單、VOCs回收率高、能耗低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。該凈化技術(shù)對極性和非極性揮發(fā)性有機(jī)廢氣均能去除，小流量和大流量均能適用，而且它是一個連續(xù)過程，凈化有機(jī)污染廢氣的效率很高，且可回收有機(jī)物。
在有機(jī)廢氣處理技術(shù)中，吸收和吸附技術(shù)雖然較為成熟和成型，但由于其處理設(shè)備容量有限，吸附劑需要再生等問題使得應(yīng)用受到限制。光催化氧化技術(shù)作為近年發(fā)展起來的新研究領(lǐng)域，由于存在設(shè)備成本較高和處理對象較單一等問題，尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，但通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和開發(fā)，該技術(shù)也將會走進(jìn)有機(jī)廢氣處理的實(shí)用化行列。催化燃燒技術(shù)不僅可以處理低、高濃度的有機(jī)廢氣，而且設(shè)備簡單，少，操作方便，凈化徹底，因此是目前應(yīng)用廣泛的、經(jīng)濟(jì)有效的處理技術(shù)。目前該技術(shù)正以研制新型催化劑，如何防止催化劑因非VOCs物質(zhì)造成的失活和重金屬造成的中毒作為研究方向。生物處理技術(shù)因其耗能低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用便宜，較少形成二次污染，適用于不同規(guī)模的各類中、低濃度有機(jī)廢氣的處理，目前正受到各國的重視，工業(yè)應(yīng)用實(shí)例和應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大，是一種很有應(yīng)用前景的技術(shù)。今后生物處理技術(shù)將不同填料的性能研究，不斷改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝條件，重視對不同菌種處理能力的研究作為其研究的重點(diǎn);低溫等離子技術(shù)適于各類VOCs的治理，處理效率高，無二次污染物產(chǎn)生，易操作，特別適用于氣體流量大、濃度低的有機(jī)廢氣的處理。目前該技術(shù)的研究尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，今后將會向多方向、多層次發(fā)展，如等離子體反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和研制，反應(yīng)器長時(shí)間運(yùn)行過程中保證VOCs處理效率穩(wěn)定方法的研究等。膜基吸收凈化技術(shù)有它的特點(diǎn)和優(yōu)勢，但在優(yōu)勢膜和吸收液的選擇上還要進(jìn)行潛心研究，而且操作壓力的控制也是此技術(shù)的關(guān)鍵所在，目前該技術(shù)的研究也僅限于實(shí)驗(yàn)室階段。
總之，在目前已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用和研究的有機(jī)廢氣處理技術(shù)中，生物處理技術(shù)、催化燃燒技術(shù)、低溫等離子技術(shù)、光催化氧化技術(shù)和膜基吸收技術(shù)不僅能夠有效地解決傳統(tǒng)技術(shù)對處理低濃度、大氣量有機(jī)廢氣不適用的難題，而且具有少、運(yùn)行費(fèi)用低，廢氣停留時(shí)間短，高效、穩(wěn)定、反應(yīng)徹底且無二次污染的特點(diǎn)，同時(shí)還克服了傳統(tǒng)方法運(yùn)行費(fèi)用高、反應(yīng)器龐大等缺陷，相信在今后的VOCs污染治理領(lǐng)域更具發(fā)展前途。
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