摘要:VOC廢氣是一種揮發性的有機化合物,它的形成是多方面的。人們出行使用汽車排放出的尾氣,還有各種家裝涂料以及重金屬冶煉污染等都會形成VOC廢氣,給空氣造成了污染。目前,我國各行業產生有機廢氣的企業80%的沒有廢氣處理設備,VOC廢氣治理現狀還在探索階段,需要不斷發展和進步,利用更先進和科學的治理方法更加徹底的治理VOC廢氣。
關鍵詞:VOC廢氣;處理技術;發展前景
一、VOC廢氣處理傳統技術研究
1.1活性炭吸附技術
活性炭吸附技術在我國VOC廢氣處理工作中的應用比較普遍,且技術發展已經相當成熟。活性炭在吸附有害物質時,吸收對象的性質不同,其作用原理也不同,可被分為物理吸附和化學吸附。而對VOC廢氣的處理主要是物理吸附的原理,使用表面疏松多孔的活性炭或沸石,與廢氣充分接觸,將氣體中的有害物質吸附干凈后再進行排放。通過大量實踐證明,纖維狀的活性炭處理VOC廢氣的效果最佳,因此在使用該技術時,應盡量選擇纖維型活性炭。
1.2催化氧化技術
催化氧化技術顧名思義是通過發生催化氧化反應來達到處理有害物質的目的,該過程為氣-固催化。在反應過程中,催化劑能夠有效降低反應物的活化能,反應物附著在催化劑表面,提高反應速率。在使用催化氧化技術處理VOC廢氣時,要求反應溫度控制在300-500℃,反應的最終生成物為H2O和CO2。該方法相較于其他VOC廢氣化學處理技術來說,對反應溫度的要求較低,因此涉及到的處理成本也比較有限。但該技術的應用對VOC廢氣中的物質有著較高的要求,若廢氣中含有硫化物、鹵化物時,應選用其他技術進行處理。
1.3吸收劑吸收技術
吸收劑吸收技術就是選用適當的化學試劑作為吸收劑,將VOC廢氣中的有害物質吸收清除。目前常用的吸收劑一般為液體形式,主要原因是由于液體能夠在吸收過程中物廢氣充分接觸,以達到更優的有害物吸收、處理效果。在使用吸收技術處理VOC廢氣時,將液態吸收劑噴淋到待處理氣體當中,確保與廢氣充分接觸,在接觸的過程中,吸收劑就能將其中的有害物質清除。該技術一般被用在溫度較低、壓力較高、有害物質的濃度較大而廢氣的體方較小的情況下,且需要根據廢氣中的有害物質類型選擇吸收劑。例如,當VOC廢氣中含有較大濃度的甲醇、丙酮等易溶于水的物質時,吸收劑中的水就可將有害物質吸收,而三苯等物質就要借助吸收劑中的活性物質來處理。
二、VOC廢氣處理技術前景探討
活性炭吸附技術、催化氧化技術和吸收劑吸收技術被用于VOC廢氣處理工作中的時間較長,目前,這幾項技術的發展較為成熟,且在實際應用中,多使用以上三種技術進行VOC廢氣處理。但隨著工業行業的發展,VOC廢氣中有害物質的種類更為復雜,需要處理的廢氣體方也逐漸擴大,傳統技術的使用效果受到一定的考驗。為了不斷提高VOC廢氣的處理水平,也有很多新的處理技術被研發、試用和推廣,這些技術的主要特點除了能應對更高的VOC廢氣處理工作壓力外,還具備更高的經濟性和環保性,在未來,這些新技術將成為VOC廢氣處理技術的主要發展方向。
2.1生物處理技術
相較于其他VOC廢氣處理技術,生物處理的最大優勢就在于其環保性,整個處理過程中均不存在二次污染的生成。生物處理技術主要是利用微生物,將VOC廢氣中的有害物質轉化為H20、CO2等無毒無害的物質,具體的處理流程如下:
首先,將VOC廢氣與水充分接觸,讓其中的有機有害物質溶解到水中。其次,當半透膜兩端的液體出現濃度差時,有害物質會從水溶劑中擴散到生物膜中,從而被生物膜上的微生物所吸收。最后,微生物在吸收有害物質之后,通過自身的新陳代謝反應,將有害物質轉化為無毒的物質排放出來,完成整個VOC廢氣處理過程。
工業活動中產生的VOC廢氣的構成不斷復雜化,但這些有害物之間的化學性質存在很大的差異,生物膜技術正能利用這種性質差異,將有害物質逐漸的吸收、處理,從而提高VOC廢氣的處理質量。生物處理技術的處理質量高、耗能少,其能夠處理的有害物質的范圍也更大,總整體看來,經濟性和廢氣處理效果都能被可靠保證。但是,使用生物技術無法將同分異構體分離,在使用時,依然存在一定的限制。因此在未來的技術革新中,重點需解決這一部分問題。
2.2等離子體技術
等離子體技術是一種新型的VOC廢氣處理技術,它通過構建等離子體來實現VOC氣體中有害物質的處理。在高壓放電的狀態下,活性離子作用在廢氣中有害物質上,破壞其結構中的C-C和C-H,從而將有害物質轉化為H2O和CO2。等離子體技術的主要優點有處理效率高、相關設備使用壽命長、適用范圍廣、處理成本低等,因此被作為VOC廢氣的主要技術而被改進和推廣,未來也有望成為工業產業中,VOC廢氣的核心處理技術。但是從企業角度講,使用等離子體技術的應用涉及到一筆較大的前期投入,目前很多工業企業出于成本資金的考慮而無法實現該設備的采購。隨著對工業生產環保性要求的不斷提高,VOC廢氣處理將作為工業生產中的一項常規性環節而存在,因此投資等離子體技術對于企業的長期可持續發展非常有必要。如何有效降低等離子體處理設備的制造成本、縮小企業在處理VOC廢氣時的固定投入成為該技術研究的主要突破點。
三、結語
當前,中國的工業發展進入到了一個新階段,環境問題的日益突出影響到了人們的正常工作和生活,環境問題越來越受到人們的關注。所以在這種形勢下,必須控制工業等生產領域有害氣體的排放,減少其對大氣環境的污染。總之,對VOC廢氣進行治理很有必要,而目前VOC廢氣治理技術多種多樣,日后VOC廢氣治理也會朝著新型技術與方向發展,它們均有著自己的優劣勢,故在治理VOC廢氣時,需充分結合現實狀況,選擇最佳的方式對VOC廢氣進行治理,最大程度地降低污染,打造一個綠色環保的生活環境。
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(作者單位:中油遼河工程有限公司環境工程所)
作者簡介:霍佳瑤(1982.10.31),性別:女;籍貫:河北張北;民族:漢;學歷:本科、學士;職稱:中級工程師;職務:設計;研究方向:給排水及消防。