馮敏 朱雪梅

（合肥市環(huán)境保護(hù)局經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)分局 安徽合肥 230601）

揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)探討

馮敏 朱雪梅

（合肥市環(huán)境保護(hù)局經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)分局 安徽合肥 230601）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提高的同時(shí)，所面臨的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重。其中，揮發(fā)性有機(jī)廢氣是一種較為嚴(yán)重的污染物，其具有危害性大、傳播范圍廣、污染源多等特點(diǎn)。這種污染物對(duì)環(huán)境和人體都會(huì)造成十分嚴(yán)重的危害，因此，在我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合揮發(fā)性有機(jī)廢氣的基本概念和危害，采取有效的措施進(jìn)行治理。對(duì)此，本文首先分析了揮發(fā)性有機(jī)廢氣的概念及其危害，然后探討了幾種常用的治理技術(shù)。

揮發(fā)性；有機(jī)廢氣；治理技術(shù)

前言

在當(dāng)前的環(huán)境污染物當(dāng)中，一種最為常見(jiàn)的大氣污染物就是揮發(fā)性有機(jī)廢氣。這種污染物主要來(lái)源于交通工具、化工行業(yè)、石油行業(yè)等排放出的廢氣，以及造紙、涂料、金屬電鍍、紡織、采礦、油漆等領(lǐng)域所排放的有機(jī)溶劑。對(duì)于人們的身體健康、動(dòng)植物的良好生長(zhǎng)、生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量等，都會(huì)產(chǎn)生極大的危害。因此，在當(dāng)前的環(huán)保工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理。目前，我國(guó)已經(jīng)具備了多種不同的治理技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，也取得了十分良好的效果。

1 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的概述

1.1 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的基本概念

揮發(fā)性有機(jī)廢氣指的是沸點(diǎn)在50～250℃的化合物，室溫下飽和蒸汽壓超過(guò)133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類(lèi)有機(jī)物，其英文簡(jiǎn)稱(chēng)為VOC。按其化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可分為烴類(lèi)、鹵代烴類(lèi)、氮烴類(lèi)、含氧烴類(lèi)、硫烴類(lèi)、以及芳香烴類(lèi)等[1]。在工業(yè)排放當(dāng)中，占最大比例的物質(zhì)為鹵代烴類(lèi)、二甲苯、甲苯、苯等。其中，鹵代烴、三苯物質(zhì)等，都具有很高的毒性。

1.2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的主要危害

揮發(fā)性有機(jī)廢氣對(duì)生態(tài)環(huán)境能夠產(chǎn)生極大的危害，很多揮發(fā)性有機(jī)廢氣都具有較大的毒性，同時(shí)伴有惡臭味。還有一些例如甲醛、多環(huán)芳烴、苯、氯乙烯等揮發(fā)性有機(jī)廢氣，還具有一定的致癌性。在陽(yáng)光的照射下，大氣中的碳?xì)浠衔?、氮氧化合物?huì)與氧化劑產(chǎn)生反應(yīng)，從而形成光化學(xué)煙霧，對(duì)人類(lèi)造成巨大的二次危害。一些鹵烴類(lèi)的揮發(fā)性有機(jī)廢氣，例如氯氟碳化物等，會(huì)對(duì)臭氧層造成破壞。此外，甲苯、二甲苯等芳香烴，酯、酮、乙醇等含氧碳?xì)浠衔?，由于具有很大的揮發(fā)性，因而會(huì)在大氣中擴(kuò)散，從而對(duì)環(huán)境造成極大的破壞。因此，除了粉塵之外，揮發(fā)性有機(jī)廢氣已經(jīng)成為了最為主要的污染物之一。

2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理技術(shù)

揮發(fā)性有機(jī)廢氣會(huì)對(duì)環(huán)境和人類(lèi)造成極大的不良影響。在大氣污染當(dāng)中，主要的污染物包括顆粒物、氮氧化物、硫氧化物、以及揮發(fā)性有機(jī)廢氣。其中，揮發(fā)性有機(jī)廢氣的成分最為復(fù)雜，因此，不能采用單一的技術(shù)進(jìn)行治理，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體污染物的性質(zhì)和排放特點(diǎn)，有針對(duì)性的進(jìn)行選擇。主要的揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)如圖1所示，本文結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)其中的幾種重點(diǎn)治理技術(shù)進(jìn)行了探討。

2.1 吸收吸附法的原理及應(yīng)用

2.1.1 吸收法的原理及應(yīng)用

吸收法主要是利用相應(yīng)的吸收液，與待處理的廢氣進(jìn)行充分接觸，從而分離揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的可溶成分。吸收法通常利用一些氣液接觸性能良好的設(shè)備作為主體單元，例如填料塔、噴淋塔等。吸收法在實(shí)際應(yīng)用中具有工藝流程短、成本低、容易維護(hù)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理當(dāng)中，是一種十分常用的技術(shù)。但是，對(duì)于吸收劑的回收和選擇，以及后續(xù)進(jìn)一步的處理，在環(huán)保治理當(dāng)中，仍然存在著一定的問(wèn)題。

2.1.2 吸附法的原理及應(yīng)用

吸附法主要是采用微孔結(jié)構(gòu)的固體介質(zhì)，在其表面吸附目標(biāo)物質(zhì)，從而進(jìn)行分離。在治理過(guò)程中，揮發(fā)性有機(jī)廢氣通過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)入吸收塔，吸附飽和之后，再進(jìn)行脫附、再生。通過(guò)這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的連續(xù)處理。當(dāng)前主要的吸附劑包括沸石分子篩、活性炭等。在吸附法的應(yīng)用當(dāng)中，主要采用的有活性炭顆粒和活性炭纖維，二者之間的性能差別如表1所示。相比于其它的治理方法，吸附法具有工藝成熟、能耗低、效率高等特點(diǎn)，因而得到了十分廣泛的應(yīng)用。

圖1 揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)

表1 活性炭顆粒與活性炭纖維的性能差別[4]

2.2 燃燒法的原理及應(yīng)用

在燃燒法的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括兩種方式：①熱力燃燒法；②催化燃燒法。具體的原理及應(yīng)用為：

2.2.1 熱力燃燒法的原理及應(yīng)用

在熱力燃燒的過(guò)程當(dāng)中，揮發(fā)性有機(jī)廢氣首先在熱交換器當(dāng)中進(jìn)行升溫，達(dá)到一定溫度要求之后，通入熱力燃燒室進(jìn)行燃燒。通過(guò)這種治理技術(shù)，能夠?qū)?00～2000ppm濃度的揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行處理，并且能夠達(dá)到95～99%的處理效率。相比于直接燃燒法，熱力燃燒法能夠在700～900℃的溫度下就能保持燃燒反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)和能源消耗的降低。

2.2.2 催化燃燒法的原理及應(yīng)用

催化燃燒法的燃燒溫度約為200～400℃，能耗很低，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生氮氧化物的二次污染。在催化燃燒法當(dāng)中，利用催化劑促使揮發(fā)性有機(jī)廢氣發(fā)生反應(yīng)，生成水和二氧化碳。利用催化劑，能夠?qū)⒂袡C(jī)物的起燃溫度降低，同時(shí)使反應(yīng)時(shí)間縮短。當(dāng)前常用的催化劑主要包括非貴金屬催化劑和貴金屬催化劑兩種。不過(guò)，該方法中催化劑的費(fèi)用較高，因而并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。

2.3 微波催化法的原理及應(yīng)用

微波催化法是揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理中的一種重要技術(shù)，其中融合了過(guò)去的吸附-解吸技術(shù)、空氣凈化技術(shù)等技術(shù)當(dāng)中的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)的吸收方式進(jìn)行了升級(jí)，使之成為了微波解吸。在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，能夠?qū)Y源的浪費(fèi)和消耗進(jìn)行良好的控制，從而降低應(yīng)用成本。與此同時(shí)，應(yīng)用該技術(shù)還能夠使廢氣吸附和解吸的時(shí)間得到控制。此外，該技術(shù)在應(yīng)用當(dāng)中具有較為良好的經(jīng)濟(jì)性，通常來(lái)說(shuō)，吸附劑能夠連續(xù)使用超過(guò)20次，并且長(zhǎng)時(shí)間保持理想的吸附能力。在治理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣的過(guò)程當(dāng)中，微波催化氧化技術(shù)的應(yīng)用理論、使用方法等，與其在污水處理中較為相似[2]。

2.4 生物過(guò)濾法的原理及應(yīng)用

生物過(guò)濾法是為了對(duì)惡臭氣體進(jìn)行治理，而在揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理中，也能夠發(fā)揮出十分良好的效果。在生物過(guò)濾法當(dāng)中，生物濾床是其核心的設(shè)備。在濾床當(dāng)中，填料能夠生成生物膜。揮發(fā)性有機(jī)廢氣在經(jīng)過(guò)適度控制處理后，進(jìn)入到生物濾床當(dāng)中。利用各種微生物，轉(zhuǎn)化有機(jī)廢氣中的成分，經(jīng)過(guò)代謝、降解等過(guò)程，將有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為H2O、CO2等無(wú)機(jī)物、細(xì)胞組成物等等。例如，在利用生物法去除廢氣濃度較低的有機(jī)廢氣時(shí)，總有機(jī)碳需求在1000m/m3以下，氣體流量需要在5000m/h以上，并且保持氣流的連續(xù)均勻，廢氣溫度要達(dá)到40℃以上[3]。通過(guò)這種方式，促使廢氣組分更好的溶于水，從而取得了良好的降解效果。在實(shí)際應(yīng)用中，生物過(guò)濾法主要用于對(duì)低濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行處理，由操作條件控制決定其處理效率。雖然生物過(guò)濾法的運(yùn)行成本較低，但是其設(shè)備十分龐大，具有較高的選擇性，運(yùn)行條件十分苛刻。

根據(jù)幾種有機(jī)廢氣處理工藝特點(diǎn)，幾種揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)對(duì)比結(jié)果如表2所示。

表2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的對(duì)比[5]

3 結(jié)論

在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中，隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，環(huán)境污染和大氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。在大氣污染當(dāng)中，揮發(fā)性有機(jī)廢氣是一種主要的污染物。因此，為了保護(hù)大氣環(huán)境，應(yīng)當(dāng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行有效的處理，通過(guò)各種相應(yīng)的治理技術(shù)，有效的去除其中的有害成分，從而更好的保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

[1]陳哲銘，夏友超，邵小林.揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015，04：112～113.

[2]李 夢(mèng)，杜剛.揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].北方環(huán)境，2011，09：118.

[3]楊飛，楊衛(wèi)紅.探究揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014，04：99.

[4]汪涵，郭桂悅，周玉瑩，梁忠越.揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2009，10：1833～1841.

[5]黃建洪，寧 平，許振成，周新云，周瑜，彭福全.揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2011，05：70～73.

X701

A

1004-7344（2016）01-0331-02

2015-12-25

馮敏（1986-），女，工程師，本科，主要從事環(huán)境保護(hù)工作。