化工廢氣治理技術研究進展

王夢喬

摘要：化工廢氣排放量大，廢氣污染物種類多、且經常伴有有毒有害物質排放，廢氣治理是化工企業急需解決的重要問題。本文將探討目前國內外常見的廢氣處理技術的特點和適用條件，以供相關從業人員參考。

關鍵詞：化工企業廢氣;物理-化學法;生物法

化工業是經濟必不可少的重要組成部分，隨著現代生活總體水平的提高，化工業也在一直發展。在發展的同時，其產生的環境問題也很突出，化工企業的廢氣主要來源于產品制造過程中原料發生的物理化學反應產生和原料儲存、使用過程中的揮發。產生量大，種類多，毒性大是化工行業廢氣的顯著特點。如何高效、經濟的處理化工廢氣，成為急需解決的重要問題。經過國內外科研人員多年深入廣泛的研究，現今較成熟的的化工廢氣處理技術有物理化學法和生物法。

一、物理-化學法

在化工企業傳統的廢氣處理工藝中，往往采用物理化學原理進行廢氣處理。該方法對凈化中高濃度污染廢氣有效。通過研發過程和具體應用，吸附法、吸取法、焚燒氧化法等特定廢氣處理技術現已逐步形成。

1.吸附法

吸附法處理廢氣原理是利用多孔固體（吸附劑）對氣體中不同組分吸附能力的差異，促使氣態污染物富集于吸附劑表面。吸附分成化學吸附以及物理吸附，一般以一種為主，也可能兩種吸附同時發生。影響吸附的因素包括吸附劑種類、廢氣溫度、濕度、多種污染物競爭吸附、吸附劑的再生性能等。廢氣經吸附劑的富集濃縮，經脫附后得到高濃度的廢氣，便于進行下一步的焚燒處理或冷凝回收。同時，脫附后的吸附劑得到了再生。目前，最廣泛使用的吸附劑是活性炭和分子篩，以及轉移速度更快、吸附容量更高的高分子合成材料。

2.吸收法

吸收法廣泛用作化工企業的廢氣處理，一般是利用氣態污染物在液體中的溶解能力及或吸附劑與氣態污染物的化學反應來達到分離凈化污染物的目標。在化學工業中，常用水、酸、堿或有機溶劑等液態物質吸收廢氣，根據廢氣污染物的不同化學性質，利用水吸收去除廢氣中的易溶于水物質，利用酸/堿吸收去除廢氣中的堿/酸性物質。把吸收法當作預處理工藝，可以有效降低后續處理設施的電壓。

3.冷凝法

在化工產品生產過程中往往會使用較多的有機溶劑，大部分會揮發到廢氣中，濃度較高，可以采用冷凝法對其進行回收。冷凝法不宜處理較低濃度的有機廢氣，因此一般用在預處理中，廢氣中VOCs濃度越高，處理效果越好，但往往處理后的尾氣中濃度也較高，難以達到排放標準，需要與其他工藝串聯使用。

4.焚燒氧化法

一般用于處理化工行業排放的不具有回收利用價值有機廢氣，特別是有毒有害廢氣，有機物完全燃燒會產生二氧化碳和水成分，同時可以大量釋放熱量，熱能可回收利用。該方法凈化徹底，對化工企業的一些特殊廢氣處理產生了積極的影響。在特定工藝的研發過程中，已經逐漸開發摻入各種催化劑以通過優化辦法前提來提高效益。催化燃燒可以提高焚燒的去除效率，降低焚燒溫度，減少能耗。蓄熱式熱氧化焚燒爐（RTO）也普遍應用于化工企業的廢氣治理中，通過回收熱量，能夠降低運行成本。采用RTO處理有機廢氣去除效率高，一般用在末端處理工藝中，去除率可在95%～99%，但對進入RTO中的含鹵（尤其是含氯物質）廢氣量需要嚴格控制，以免生成較多的二噁英，增加后續處理難度。

二、生物法

近些年來，生物法愈來愈多地應用于化工業的廢氣處理過程。該方法主要利用微生物將廢氣中的有毒污染物代謝成簡單的低分子物質。生物法處理廢氣有很多有優點，例如成本低、污染小、處理量大等，因此得到了眾多科研人員的深入研究和開發。目前比較成熟的生物處理廢氣技術有生物吸收法、生物濾池等。

1.生物吸收法

又稱生物洗滌，在生物吸收過程中，生物懸浮液在壓力下噴灑，廢氣污染物進入水相。汲取了廢氣中有害物的混合液可以在活性污泥池中取得重新充分利用，廢氣中的污染物可以通過廢水池中的懸浮活性污泥的吸附作用和代謝作用被去除和降解。生物吸收法適合處理水中溶解度較高、生物降解速率低的氣體，適用于濃度高、氣量小的場合。

2.生物過濾

生物過濾法主要是將提前加濕的化工廢氣通入生物濾池，在濾池中通過有機堆肥等具有生物活性的填料層的去除作用，可以把化工廢氣中的有毒、有害污染物存留在生物層中。在廢氣通入生物濾池的過程中，生物層中的微生物對于污染物的吸附降解，促使產生的小原子無害物質從生物濾池頂部吸出。李清雪等利用生物濾池法對二甲苯廢氣進行了研究，在實驗溫度為20～30℃，吸入空氣中二甲苯濃度為200～800mg/m，濃度為6.2～24.7mg/L·h，時間為117秒，劑量為40L/h的條件下，去除率可達74%～100%。生物濾池較為適用于濃度低、氣量小、濃度波動較大的廢氣，應用較為廣泛。

結束語

化工行業的廢氣的有效處理仍是一個重要的環境難題，面對廢氣中復雜的污染物，單一去除工藝難以達到理想的去除效果。面對復合污染物時，需要選用不同的工藝進行組合，發揮不同工藝的特點，研究不同的組合下，化工廢氣的去除效果。同時，需要關注廢氣治理的技術可靠性和經濟可行性，選擇技術和經濟最優的處理工藝來進行處理。廢氣污染的治理仍然是一個長期的挑戰，需要對廢氣處理工藝進行不斷的研究和優化。

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