催化除臭技術(shù)對(duì)環(huán)境治理影響

周永毅 姚振中 鄧清波

摘要：復(fù)合光催化技術(shù)因缺少規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，不斷受到市場(chǎng)質(zhì)疑和排斥。復(fù)合光催化技術(shù)確實(shí)是不適合用于所有的廢氣和惡臭治理領(lǐng)域，將其定位在中低濃度廢氣治理也是非常合理的。在遇到廢氣成份復(fù)雜或濃度較高的廢氣時(shí)，可以考慮采取技術(shù)結(jié)合、工藝組合、設(shè)備聯(lián)合的組合治理工藝，以保證工程項(xiàng)目的處理效果和穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：復(fù)合光催化;VOCs及惡臭治理;監(jiān)控手段;組合工藝

中圖分類號(hào)：X7? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：2095-672X（2019）04-00-02

Abstract：Composite photocatalytic technology is constantly being questioned and rejected by the market due to lack of norms and standards. Composite photocatalytic technology is indeed not suitable for all fields of waste gas and odor treatment， and it is very reasonable to position it at medium and low concentration exhaust gas treatment. In the case of exhaust gas with complex exhaust gas composition or high concentration， it may be considered to adopt a combination of technology combination， process combination and equipment to ensure the treatment effect and stable operation of the project.

Key words：Composite photocatalysis;VOCs and malodor control;Monitoring means;Combined process

中國(guó)的VOCs及惡臭治理發(fā)展史雖然不長(zhǎng)，但各種不同技術(shù)的興衰更迭，有著“劇情”跌宕起伏，讓人摸不著邊的感覺(jué)。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的廢氣污染治理技術(shù)主要為：干式中和法、吸收法、吸附法、復(fù)合光催化法、離子除臭法、微生物降解法、臭氧法、燃燒法及冷凝法等幾種方法。本文主要敘述復(fù)合光催化除臭技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中的注意事項(xiàng)。

1 復(fù)合光催化名稱統(tǒng)一和規(guī)范化

1972年，日本Fujishima（藤島昭教授）發(fā)現(xiàn)了光催化現(xiàn)象。1999年由于納米技術(shù)得到了突破性進(jìn)展，光催化終于正式登上了國(guó)際研究舞臺(tái)。光催化已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家老幼皆知的環(huán)保代名詞。然而，國(guó)內(nèi)關(guān)于光催化技術(shù)的認(rèn)識(shí)還不夠全面，很多廢氣治理公司或是從業(yè)者，普遍認(rèn)為只要有紫外燈的設(shè)備，都可以稱之光催化技術(shù)，這是錯(cuò)誤的觀點(diǎn)和行業(yè)亂象所致。光催化顧名思義，那肯定得有“光”和“催化劑”共同作用才行。

2 光催化的發(fā)展瓶頸

由于近些年VOCs及惡臭治理設(shè)備的剛性需求，大家都希望能“分享盛宴”，在缺少技術(shù)支持和工程經(jīng)驗(yàn)的前提下，紛紛加入了光催化設(shè)備的發(fā)展大潮中。當(dāng)市場(chǎng)光催化設(shè)備供大于求時(shí)，商家們渾身解數(shù)以保證自身的利益，偷工減料的現(xiàn)象普遍存在。導(dǎo)致光催化技術(shù)越來(lái)越多的受到市場(chǎng)的質(zhì)疑。

3 光催化的設(shè)計(jì)細(xì)則

復(fù)合光催化廢氣治理設(shè)備具備投資省少、占地面積小、能耗低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在VOCs及惡臭治理領(lǐng)域深得人心和受到歡迎。任何一種治理技術(shù)或是設(shè)備的產(chǎn)生，一定有著它生存的道理和階段性的作用，我們不能扼殺了它的走向規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

筆者作為復(fù)合光催化技術(shù)的研究者之一，覺(jué)得復(fù)合光催化技術(shù)依然有著很大的發(fā)展空間，但希望大家一起將其標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和科學(xué)化。在復(fù)合光催化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該注意如下幾點(diǎn)：

3.1 選用復(fù)合光催化技術(shù)時(shí)，需充分考慮系統(tǒng)的預(yù)處理技術(shù)

在設(shè)計(jì)廢氣、VOCs和惡臭治理項(xiàng)目時(shí)，不能考慮廢氣的單一指標(biāo)治理，我們充分認(rèn)識(shí)廢氣有組成和成份。通常情況下，待處理廢氣中會(huì)含有粉塵、顆粒物、液態(tài)等。為了保證廢氣的治理效果，我們一般需要考慮先處理廢氣中的粉塵、顆粒物和液態(tài)。例如，對(duì)于含粉塵比較高的廢氣，要先配置除塵技術(shù)，若不先去除廢氣中的粉塵和顆粒，這些固態(tài)物質(zhì)會(huì)附著在催化劑和紫外燈的表面，影響系統(tǒng)的處理效果。對(duì)于特殊的固態(tài)物質(zhì)，可能還會(huì)存在著著火的隱患。而對(duì)于水含量較高的廢氣，應(yīng)當(dāng)先除濕。

3.2 不同行業(yè)、不同廢氣成份、不同濃度的廢氣，所選擇的紫外燈數(shù)量均有所不同

在廢氣治理市場(chǎng)上，我們發(fā)現(xiàn)光催化技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，也受到了市場(chǎng)的歡迎和認(rèn)同。但是，在一些偏遠(yuǎn)的區(qū)域，或是環(huán)保監(jiān)督不夠嚴(yán)格的地區(qū)，光催化技術(shù)成為應(yīng)付檢查的裝置。大家沒(méi)有認(rèn)真的面對(duì)，沒(méi)有科學(xué)的設(shè)計(jì)，沒(méi)有系統(tǒng)的規(guī)劃，在一個(gè)方箱里放幾支紫外燈，就對(duì)外宣稱是復(fù)合光催化技術(shù)設(shè)備。

在選擇光催化技術(shù)時(shí)，我們需分析待處理廢氣的行業(yè)、成份、濃度等因素，通過(guò)這一些條件來(lái)確定紫外燈的數(shù)量。光催化技術(shù)不是萬(wàn)能技術(shù)，它有它的局限性，大家選用時(shí)一定要考慮各種因素和謹(jǐn)慎使用。

3.3 紫外燈如何選型，要從功率、長(zhǎng)度、波段等角度考察

對(duì)于光催化技術(shù)而言，紫外燈是核心，其關(guān)乎處理效果的好壞。對(duì)于光源的考核有兩個(gè)參數(shù)：波長(zhǎng)與光強(qiáng)。只有吸收了一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，TiO2催化劑才可以克服其禁帶的能量，在其表面會(huì)產(chǎn)生電子-空穴。研究結(jié)果表明，紫外光波長(zhǎng)在185～254nm，很難打破分子鍵，更適合于光氧化技術(shù)。而光催化技術(shù)更加適合選用387nm和365nm波長(zhǎng)的紫外燈，在市場(chǎng)上很難找到387nm的紫外燈，所以很多時(shí)候光催化技術(shù)選用365nm波長(zhǎng)的紫外燈。

另外，紫外燈的功率有15～320W，長(zhǎng)度范圍135～1554mm。廢氣治理從業(yè)者，需根據(jù)設(shè)計(jì)的背景和目標(biāo)值，正確的和科學(xué)的選擇紫外燈的功率及長(zhǎng)度。

3.4 紫外燈的布置間距如何確定，其與催化劑之間的距離多少合適

衡量光催化技術(shù)的好壞，主要先看紫外燈，而紫外燈的考核參數(shù)為波長(zhǎng)與光強(qiáng)。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮紫外燈的功率、長(zhǎng)度和波段外，在設(shè)計(jì)和加工制作設(shè)備時(shí)，還要充分考慮紫外燈之間的間距。合理的間距，能確保紫外燈的科學(xué)布置，既能保證充分的光均勻和紫外光達(dá)到一定強(qiáng)度，又能避免出現(xiàn)盲區(qū)和死角，以保證光催化技術(shù)的處理效果。

同樣，除了紫外燈的間距是我們考慮的因素之外，紫外燈與催化劑之間的距離也是我們要重點(diǎn)考慮的，這是很多設(shè)計(jì)人員容易忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。紫外燈和催化劑間的距離，主要是由催化劑的類型、紫外燈的類型、設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等因素所決定。

4 結(jié)束語(yǔ)

筆者認(rèn)為，任何一種VOCs治理方式不能夠做到十全十美，均為遐瑜互見(jiàn)，VOCs治理沒(méi)有“萬(wàn)金油”工藝和設(shè)備，光催化技術(shù)更不是萬(wàn)能的技術(shù)，還是要與其他技術(shù)進(jìn)行組合，才能更高效的用于廢氣處理。只有市場(chǎng)才是考驗(yàn)技術(shù)的真標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論是監(jiān)管機(jī)構(gòu)還是學(xué)術(shù)單位，重點(diǎn)工作應(yīng)是制訂科學(xué)的排放指標(biāo)和可行的監(jiān)控手段，切不要過(guò)多干涉各種技術(shù)的發(fā)展。不管是哪一種廢氣治理技術(shù)，它的出現(xiàn)和應(yīng)用，曾經(jīng)彌補(bǔ)了市場(chǎng)的空白和需求，它有權(quán)力繼續(xù)生存和發(fā)展下去。

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收稿日期：2018-12-24

作者簡(jiǎn)介：周永毅（1980-），男，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向?yàn)榛钚蕴嘉?、微生物降解、?fù)合光催化、低溫等離子、化學(xué)洗滌、RTO等廢氣治理工藝工程。