有機廢氣的凈化治理與回收探究

周春何 彭飛燕

（1麗水市環境監測中心站 浙江麗水 323000 2安徽省化工研究院 安徽合肥 230000）

近年來，隨著經濟、社會的快速發展，人們生活水平不斷提高的同時，對我們生存的環境條件也提出了更高的要求，在保護生態環境方面，也做出了很大的努力。然而，目前國內生態環境形勢依然非常的嚴峻，環境問題非常突出，如果不及時采取有效的措施，則可能會造成更為嚴重的后果。在此過程中，筆者認為應當加強對有機廢氣的有效治理與科學回收應用。

1 有機廢氣治理與回收必要性分析

工業化建設進程的不斷加快，使得石油、涂料以及化工等行業產生了大量的有機廢氣，其中的烴類、醛類以及酮類物質，可能會通過呼吸道或者是皮膚進入到體內，對人體的呼吸系統、血液循環系統以及肝臟器官造嚴重的侵害，特別是苯并芘類多環芳烴可以對人體直接致癌。從對人體健康造成的影響層面來講，及時采取有效的措施來治理有機廢氣、對其進行回收利用，可謂勢在必行[1]。

2 加強有機廢氣治理的有效措施

在對有機廢氣進行治理過程中，可采用的處理方法主要有兩種，即消除法和回收法[2]。其中，回收治理法屬于物理方法，利用該種方法對有機廢氣進行治理，在一定的溫度和壓力條件下，可采用選擇滲透膜對揮發性物質進行處理。在此過程中，主要有冷凝法、活性炭吸附以及生物膜法等。消除法則是利用化學方法或者生物方法分解有機廢氣。通過光、催化劑、微生物以及一定的熱量把有機廢氣轉化成二氧化碳和水，通常包括催化燃燒、熱氧化以及生物氧化等方法。

2.1 活性炭吸附法

活性炭通常為顆粒狀或者粉末狀，有較強的吸附能力。活性炭一般不能直接應用在凈化設備中，必須經過特殊的加工才能使用。加工后，活性炭能夠生成很多的微孔結構，然后吸附其中的有機分子，從而起到有效的凈化環境作用。對于活性炭而言，其吸附過程主要有兩個層面，即吸附凈化和熱脫再生[3]。其中，吸附凈化，即利用排氣風機把收集到的有機廢氣送到吸附床，吸附床的吸附劑有凈化有機廢氣的作用，有害氣體被吸附后排放出無害的氣體，完成有機廢氣的凈化。熱脫再生是指當吸附床吸收到一定量的有機廢氣后就不能再進行吸附工作了，然后把廢氣轉到脫附再生，由熱氣催化吸附劑。實踐中可以看到，活性炭吸附法應用已經比較成熟，吸附效果也比較好，所以目前已被廣泛的應用于各個領域，用來治理排放的有機廢氣。

2.2 燃燒法

燃燒法是將有機廢氣收集起來，直接通過燃燒裝置加強進行然后，然后利用燃燒過程中產生的熱量。該方法應用簡單，燃燒熱可以有效的得以利用。催化燃燒法[4]也是一種有效的處理有機廢氣的方法，該方法是通過催化燃燒替代了傳統的火焰燃燒，所以可以有效降低溫度，大大提高熱量有效利用率。在此過程中，催化燃燒法比較容易操作，而且節能、凈化能力強、占地少。通過使用催化劑，把有害氣體分解成無害的氣體并且釋放出大量的熱量，使工廠可以回收熱量，節約資源。此外，由于燃點不同，在進行催化燃燒的過程中，不會產生新的有毒氣體，只是在一定的溫度下轉化為二氧化碳和水，排放在大氣中。不過，有的氣體燃燒要求較高，需要高溫、高壓，使得投資費用增多。同時，還存在著催化劑中毒現象，即催化劑在活性較為穩定的情況下，會因接觸少量雜質而導致其活性顯著下降。在中毒因素消除以后，活性仍能恢復，稱為是暫時中毒，除此之外即為永久性中毒。對于部分催化劑而言，其在反應過程中被視為“毒物”一般具有暫時性，有些則表現出永久性。比如，合成氨過程中用到的鐵系催化劑，其毒物為水和氧；當發生中毒事故后，可以用還原、或者加熱法處理，以確保催化劑能夠重新活化；硫、磷等化合物也是毒物，當發生中毒時，催化劑難以重新活化。

2.3 冷凝法

不同的物質在不同的溫度下的飽和度不同，冷凝法就是根據物質的這一特點通過降低溫度的方法，把有害的物質從有機廢氣中分離出來。冷凝法可以有效地凈化有機廢氣，但是冷凝法不易操作，對溫度的要求較高，室溫下的冷卻水根本無法有效地凈化有機廢氣[5]，無法把有害物質從有機廢氣中分離出來。所以，工業單位一般會把冷凝法和有機廢氣的其他凈化回收方法結合使用。冷凝法比較適用于凈化濃度較高、風量較小、溫度較低的有機廢氣。而且必須附屬制冷設備，一般應用于制藥行業。

2.4 生物氧化

生物氧化是指通過一系列的酶促反應和氧化生成水并且釋放熱量的過程，通過微生物將有害物質降解、轉化為無害的物質。利用生物技術凈化有機廢氣是最近幾年才興起的。和傳統的凈化方法相比，生物氧化更加的有效、投資費用較低、安全性強，而且更易于操作，甚至不需要有專門的設備，簡化了工藝流程，所以生物氧化得到了快速的發展和廣泛的推廣。生物技術的應用，主要是基于對有機廢氣成分的考慮，并且將其作為能源用動力，同時還可以將有機物分解成二氧化碳、水等物質，并且將有機氮轉化為氨氣、硝酸，然后再將硫化物有效地轉變成硫化氫，最終使其轉變成硫酸，這樣就可以有效減少環境污染，而且還可以有效的應用。

2.5 放電等離子體

在環境中的有機廢氣治理和二次應用過程中，采用高壓放電方式可對其有效的處理，同時這也是一種有效的技術購衣；在實際操作過程中，通常會產生較多的高能電子，比如O、N活性離子等，從而構成等離子體。在該種作用下，C-C、C-H鍵會發生斷裂，此時有機廢氣體中含有的大量F、H和Cl原子，通過置換反應，得到二氧化碳和水等物質。就等離子體來說，其形成過程中需引入適量的金屬氧化物，同時還可將其視為催化體系，從而降低副產物的形成；該種方式和技術手段的應用，對于有效增強去污效率，具有非常有效的作用。較之于其他方法和方式而言，放電等離子體技術的應用，可謂有過之而無不及。

2.6 PSA 技術的應用

有機廢氣治理和回收過程中的PSA技術手段，實際上是基于吸附技術、凈化技術形成的，其應用基本原理是區別有機廢氣成分、吸附特性，通過不斷變化周期壓力來實現對廢氣成分的凈化。從該技術的實際應用效果層面來講，PSA技術手段的應用自動化程度特別高，投資也非常的少，具有能耗低等特點；該種技術手段在有機廢氣治理以及有效回收利用中應用效果非常顯著，較之于其他廢氣技術而言，該技術工藝的應用前景非常的廣闊。

3 有機廢氣凈化治理與回收的前景

近年來，人們已經意識到了環境對人類生存的重要性，因此越來越重視環境保護[6]工作。大氣污染是環境保護工作中的重要組成部分，未來，相關部門必將繼續加大對大氣的治理工作，必將加強對有機廢氣凈化治理與回收的研究。在研究的過程中，工作人員也會適當的加入一些科學的方法和技術，為有機廢氣的治理提供更加有效的方法。

目前來看，在未來的發展過程中，在光照條件下，部分半導體材料會出現自由基活性的物質，比如氧化鋅等物質，由于這些物質的氧化性特別強，因此可以使收集到的有機廢氣在常壓、常溫條件下進行無毒反應；對于不受溶劑分子而言，其影響反應速度非常的快，而且應用效率也非常的高，表現出易回收特性，對含氯化合物、苯系物降解，具有非常好的應用效果。實踐中可以看到，光催化氧化技術手段是近年來新興技術工藝，以內存在機械設備應用成本高、應用對象相對單一等特點，目前還在實驗室研發階段。然而，通過不斷的努力和技術創新，相信該技術手段一定會成為有機廢氣治理和回收應用的有效途徑行。

目前該技術正以研制新型催化劑，如何防止催化劑因非VOCs物質造成的失活和重金屬造成的中毒作為研究方向。生物處理技術因其耗能低、運轉費用便宜，較少形成二次污染，適用于不同規模的各類中、低濃度有機廢氣的處理，目前正受到各國的重視，工業應用實例和應用領域也在不斷地擴大，是一種很有應用前景的技術。膜吸收凈化技術有它的特點和優勢，但在優勢膜和吸收液的選擇上還要進行潛心研究，而且操作壓力的控制也是此技術的關鍵所在，目前該技術的研究也僅限于實驗室階段。工業廢氣的成分一般都比較復雜，往往一種方法很難達到處理效果，因此需要加快聯合工藝的研究，重點開發不同單元處理工藝的組合技術，以達到提高去除效率，降低投資運行費用，減少二次污染的目的。如吸附一氧化法、生物一吸附法、吸收一吸附一氧化法等。總之，實際中采用何種技術來處理有機廢氣，主要考慮諸多因素，如VOCs的濃度、氣體流量以及排放要求、回收的可能性、各種危險等。

4 結語

綜上所述，對有機廢氣進行凈化治理與回收，可以有效地降低我國有機廢氣的總排量，可以節約我國的資源，保護大氣環境不被破壞，從根本上治理環境污染。不過，我國的有機廢氣凈化處理與回收工作目前仍處于發展階段，各方面還很不成熟，雖然取得了一定的成果但仍需要不斷地完善，因此，環境管理部門應該加強研究開發治理有機廢氣凈化處理與回收的力度，研究出更加有效的方法，這樣才能提高我國的環境質量。

[1]我國有機廢氣治理行業2010年發展綜述[J].中國環保產業,2011,08:208-215.

[2]張青云.淺談有機廢氣的凈化治理與回收[J].科技創新導報,2011,31:148-150.

[3]廢氣處理技術:讓地球更潔凈[J].中國新技術新產品,2012,06:185-189.

[4]李守信,宋劍飛,李立清,唐琳,朱正雙,尤生全.揮發性有機化合物處理技術的研究進展[J].化工環保,2010,01:201-207.

[5]汪涵,郭桂悅,周玉瑩,梁忠越.揮發性有機廢氣治理技術的現狀與進展[J].化工進展,2013,10:1833-1841.

[6]唐運雪.有機廢氣處理技術及前景展望[J].湖南有色金屬,2014,05:331-335.