大氣環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)分析

沈秀斌 何杰

1.吳興區(qū)環(huán)境應(yīng)急和事故調(diào)查中心 浙江湖州 313000；2.湖州市吳興區(qū)織里鎮(zhèn)公共事業(yè)服務(wù)中心 浙江湖州 313000

隨著社會(huì)各界對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提升，人們逐漸認(rèn)識(shí)到廢氣會(huì)極大的損害自然環(huán)境帶。此外，揮發(fā)性有機(jī)廢氣具有擴(kuò)散迅速、危害持久的特點(diǎn)，且是對(duì)大氣造成嚴(yán)中污染的主要因素。同時(shí)揮發(fā)性有機(jī)廢氣在擴(kuò)散中甚至?xí)霈F(xiàn)二次污染事件，并與二氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人體的眼睛及呼吸道造成損傷。

1 關(guān)于揮發(fā)性有機(jī)廢氣的概述

1.1 揮發(fā)性有機(jī)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(diǎn)在50℃-260℃的具備揮發(fā)特性的有機(jī)物產(chǎn)生的氣體，我們稱之為揮發(fā)性有機(jī)廢氣。這種揮發(fā)性有機(jī)廢氣主要由氨、硫化物、烴類(lèi)、醛類(lèi)等物質(zhì)構(gòu)成。在所有組成揮發(fā)性有機(jī)廢氣的物質(zhì)中，甲醛是最為人熟知的一種[1]。依照世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行定義的話，大多數(shù)的揮發(fā)性廢氣都相對(duì)較容易溶于有機(jī)溶劑，同時(shí)不溶于水。但在這些有機(jī)廢氣中還存在一個(gè)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(fā)性有機(jī)廢氣的濃度都不是很高。然而因?yàn)槠涔餐嬖跁r(shí)具備難以掌控的聯(lián)合作用，所以對(duì)其治理工作的開(kāi)展并不順利。

1.2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣產(chǎn)生的各種危害

當(dāng)前環(huán)境下，多種復(fù)合形成的揮發(fā)性性有機(jī)廢氣由汽車(chē)尾氣，工業(yè)化工生產(chǎn)，企業(yè)家具制造等多種方式產(chǎn)生。依據(jù)科學(xué)統(tǒng)計(jì)，城市的揮發(fā)性有機(jī)廢棄濃度往往在傍晚或清晨達(dá)到頂峰，假若在氣溫較低的冬季其消退時(shí)間將會(huì)大大延長(zhǎng)。其中的有害物質(zhì)，對(duì)于習(xí)慣早晚鍛煉或散步的行人將會(huì)形成嚴(yán)重危害。短時(shí)間接觸可能沒(méi)有不良癥狀或出胸悶，氣短等輕微癥狀。長(zhǎng)時(shí)間的吸收揮發(fā)性有機(jī)廢氣極易引發(fā)肺部炎癥和呼吸道感染等癥狀的出現(xiàn)。而對(duì)于原本具有肺部障礙的人員來(lái)說(shuō)極有可能加劇病狀產(chǎn)生，嚴(yán)重情況下可能危及個(gè)人生命。揮發(fā)性有機(jī)廢氣將會(huì)對(duì)人們生活環(huán)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(guān)措施進(jìn)行處理[2]。

2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r與實(shí)際應(yīng)用

2.1 冷凝技術(shù)

冷凝技術(shù)針對(duì)一定濃度下的有機(jī)蒸汽形成的揮發(fā)性有機(jī)廢氣，強(qiáng)行進(jìn)行降溫處理，以確保揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的有機(jī)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(jié)為液體，廢氣內(nèi)的組分分壓值得到減少，達(dá)到分離氣體的目的。一般而言，揮發(fā)性有機(jī)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(jié)合的方式進(jìn)行處理。當(dāng)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的濃度較高時(shí)，采取冷凝技術(shù)做好對(duì)其的預(yù)處理、回收。

2.2 燃燒技術(shù)

燃燒技術(shù)借助有機(jī)氣相污染物容易燃燒的特點(diǎn)，進(jìn)行燃燒，將廢氣轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)小分子，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行分解。根據(jù)廢氣有機(jī)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(fā)性有機(jī)廢氣中的污染物進(jìn)行有效清除，清除率往往超過(guò)95%。

在燃燒技術(shù)中，RTO技術(shù)的應(yīng)用較為成熟和廣泛，這一技術(shù)將高溫環(huán)境作為處理的前提，并通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將可燃揮發(fā)性有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)化成等量的氧化物和水。利用RTO技術(shù)處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣時(shí)釋放的熱量被蓄熱式熱力氧化爐吸收后，RTO自身運(yùn)行對(duì)能源的消耗降低，而且對(duì)有機(jī)廢氣的分解率得到提升。當(dāng)RTO熱回收率超過(guò)95%時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)廢氣分解率往往超過(guò)99%。蓄熱式熱力氧化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其中的切換閥提升了RTO的靈活性，人們還能結(jié)合實(shí)際而采取針對(duì)性的熱回收方式[3]。

催化燃燒技術(shù)利用催化劑在低溫情況下對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行完全氧化，有效地對(duì)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化處理，在化工、噴漆、涂料等行業(yè)中得到應(yīng)用。其中，最為關(guān)鍵的就是催化燃燒設(shè)備的選擇，催化燃燒設(shè)備通常包含預(yù)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(guò)程更安全。在利用設(shè)備進(jìn)行催化處理時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)廢氣在高溫環(huán)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(jī)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(yīng)注重以下技術(shù)參數(shù)的控制：催化燃燒裝置內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)廢氣溫度應(yīng)低于400℃；催化床的溫度應(yīng)控制在250-350℃；催化燃燒裝置內(nèi)的顆粒物含量應(yīng)保持在10mg/m3之下；換向閥泄漏率應(yīng)控制在0.2%之下，壓力損失應(yīng)保持在2kPa以下。

2.3 生物技術(shù)

生物處理技術(shù)屬于一種新型技術(shù)，在利用其治理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣時(shí)，人們可以借助生物降解的方式來(lái)處理。有的微生物在污染物中有著較強(qiáng)的適應(yīng)力，所以可以將有機(jī)物作為微生物的養(yǎng)料進(jìn)行新陳代謝，從而降解揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的化合物。該法不僅安全性較強(qiáng)，而且便于操作，不會(huì)形成二次污染，對(duì)所需的設(shè)備要求不高，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，目前在我國(guó)得到逐步發(fā)展，在低濃度與惡臭治理中得到有效應(yīng)用。在處理過(guò)程中，微生物的成長(zhǎng)養(yǎng)分靠有機(jī)物，將揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分解后，形成水與二氧化碳，從而有效地將揮發(fā)性有機(jī)廢氣對(duì)大氣環(huán)境帶來(lái)的污染降低。在利用這一方法對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行治理時(shí)，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(guān)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(lái)的揮發(fā)性有機(jī)廢氣再被微生物分解成水與二氧化碳。運(yùn)行過(guò)程做好生物處理系統(tǒng)的指標(biāo)控制，在具體進(jìn)行控制時(shí)，結(jié)合指標(biāo)內(nèi)容來(lái)確定控制標(biāo)準(zhǔn)。就填料溫度而言，一般控制在25-43℃，空塔停留時(shí)間一般超過(guò)9s，系統(tǒng)濕度保持在40%-60%，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有BOD、N、P，三者的比例為100∶5∶1，pH介于4-10。

3 結(jié)語(yǔ)

揮發(fā)性有機(jī)廢氣是目前造成大氣污染的重要因素。本研究對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理技術(shù)進(jìn)行了較為細(xì)致全面的分析，以增進(jìn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的認(rèn)知并加大對(duì)其的防治，最大限度地提升揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理成效。