大氣環境中揮發性有機廢氣治理技術分析

沈秀斌 何杰

1.吳興區環境應急和事故調查中心 浙江湖州 313000；2.湖州市吳興區織里鎮公共事業服務中心 浙江湖州 313000

隨著社會各界對環境保護的重視程度不斷提升，人們逐漸認識到廢氣會極大的損害自然環境帶。此外，揮發性有機廢氣具有擴散迅速、危害持久的特點，且是對大氣造成嚴中污染的主要因素。同時揮發性有機廢氣在擴散中甚至會出現二次污染事件，并與二氧化碳產生化學反應，對環境造成污染，對人體的眼睛及呼吸道造成損傷。

1 關于揮發性有機廢氣的概述

1.1 揮發性有機廢氣的定義和概況

一般而言，在室溫條件下，飽和氣壓為133Pa，沸點在50℃-260℃的具備揮發特性的有機物產生的氣體，我們稱之為揮發性有機廢氣。這種揮發性有機廢氣主要由氨、硫化物、烴類、醛類等物質構成。在所有組成揮發性有機廢氣的物質中，甲醛是最為人熟知的一種[1]。依照世界衛生組織的標準來對其進行定義的話，大多數的揮發性廢氣都相對較容易溶于有機溶劑，同時不溶于水。但在這些有機廢氣中還存在一個例外情況，即甲醛，甲醛極易溶于水。因此，在大部分情況下空氣中的揮發性有機廢氣的濃度都不是很高。然而因為其共同存在時具備難以掌控的聯合作用，所以對其治理工作的開展并不順利。

1.2 揮發性有機廢氣產生的各種危害

當前環境下，多種復合形成的揮發性性有機廢氣由汽車尾氣，工業化工生產，企業家具制造等多種方式產生。依據科學統計，城市的揮發性有機廢棄濃度往往在傍晚或清晨達到頂峰，假若在氣溫較低的冬季其消退時間將會大大延長。其中的有害物質，對于習慣早晚鍛煉或散步的行人將會形成嚴重危害。短時間接觸可能沒有不良癥狀或出胸悶，氣短等輕微癥狀。長時間的吸收揮發性有機廢氣極易引發肺部炎癥和呼吸道感染等癥狀的出現。而對于原本具有肺部障礙的人員來說極有可能加劇病狀產生，嚴重情況下可能危及個人生命。揮發性有機廢氣將會對人們生活環境造成巨大影響，極大地威脅著人們的生命健康，需要即可采取相關措施進行處理[2]。

2 揮發性有機廢氣治理技術的發展狀況與實際應用

2.1 冷凝技術

冷凝技術針對一定濃度下的有機蒸汽形成的揮發性有機廢氣，強行進行降溫處理，以確保揮發性有機廢氣中的有機物蒸汽濃度得到維持，飽和蒸汽氣壓比其組分分壓值要低，從而將其組分凝結為液體，廢氣內的組分分壓值得到減少，達到分離氣體的目的。一般而言，揮發性有機廢氣冷凝后形成的液體所需方法采取冷卻和壓縮兩種相結合的方式進行處理。當揮發性有機廢氣的濃度較高時，采取冷凝技術做好對其的預處理、回收。

2.2 燃燒技術

燃燒技術借助有機氣相污染物容易燃燒的特點，進行燃燒，將廢氣轉變成無機小分子，對揮發性有機廢氣進行分解。根據廢氣有機物的濃度大小，可采取直接燃燒、吸附脫附燃燒或者催化燃燒等方式，將揮發性有機廢氣中的污染物進行有效清除，清除率往往超過95%。

在燃燒技術中，RTO技術的應用較為成熟和廣泛，這一技術將高溫環境作為處理的前提，并通過化學反應將可燃揮發性有機廢氣轉化成等量的氧化物和水。利用RTO技術處理揮發性有機廢氣時釋放的熱量被蓄熱式熱力氧化爐吸收后，RTO自身運行對能源的消耗降低，而且對有機廢氣的分解率得到提升。當RTO熱回收率超過95%時，揮發性有機廢氣分解率往往超過99%。蓄熱式熱力氧化爐結構簡單，其中的切換閥提升了RTO的靈活性，人們還能結合實際而采取針對性的熱回收方式[3]。

催化燃燒技術利用催化劑在低溫情況下對揮發性有機廢氣進行完全氧化，有效地對工業揮發性有機廢氣進行凈化處理，在化工、噴漆、涂料等行業中得到應用。其中，最為關鍵的就是催化燃燒設備的選擇，催化燃燒設備通常包含預熱、催化燃燒、煙道、電加熱和廢熱回收等裝置。另外，要做好催化劑的選擇，稀土催化劑的催化效果較好，催化過程更安全。在利用設備進行催化處理時，揮發性有機廢氣在高溫環境下與空氣混合容易引起爆炸，在催化燃燒凈化中做好有機物與空氣配比的控制，確保配比始終處于爆炸范圍的下限。在具體的處理中，應注重以下技術參數的控制：催化燃燒裝置內的揮發性有機廢氣溫度應低于400℃；催化床的溫度應控制在250-350℃；催化燃燒裝置內的顆粒物含量應保持在10mg/m3之下；換向閥泄漏率應控制在0.2%之下，壓力損失應保持在2kPa以下。

2.3 生物技術

生物處理技術屬于一種新型技術，在利用其治理揮發性有機廢氣時，人們可以借助生物降解的方式來處理。有的微生物在污染物中有著較強的適應力，所以可以將有機物作為微生物的養料進行新陳代謝，從而降解揮發性有機廢氣中的化合物。該法不僅安全性較強，而且便于操作，不會形成二次污染，對所需的設備要求不高，經濟性較強，目前在我國得到逐步發展，在低濃度與惡臭治理中得到有效應用。在處理過程中，微生物的成長養分靠有機物，將揮發性有機廢氣中的有機物進行轉化和分解后，形成水與二氧化碳，從而有效地將揮發性有機廢氣對大氣環境帶來的污染降低。在利用這一方法對揮發性有機廢氣進行治理時，為確保治理效果得到提升，廢氣中的污染物如何由氣相被捕捉至液相是關鍵，直接影響去除效率。人們必須考慮填料層的碰撞密度和吸收液的選擇添加，捕捉下來的揮發性有機廢氣再被微生物分解成水與二氧化碳。運行過程做好生物處理系統的指標控制，在具體進行控制時，結合指標內容來確定控制標準。就填料溫度而言，一般控制在25-43℃，空塔停留時間一般超過9s，系統濕度保持在40%-60%，營養物質主要有BOD、N、P，三者的比例為100∶5∶1，pH介于4-10。

3 結語

揮發性有機廢氣是目前造成大氣污染的重要因素。本研究對揮發性有機廢氣的治理技術進行了較為細致全面的分析，以增進對揮發性有機廢氣的認知并加大對其的防治，最大限度地提升揮發性有機廢氣的治理成效。