環(huán)保視角下VOCs有機廢氣處理分析

廣東熙霖節(jié)能環(huán)保工程咨詢服務(wù)有限公司 陳磊

VOCs是指一種揮發(fā)性的有機物，它在室內(nèi)常溫下飽和蒸汽壓高于70.91帕，正常壓力下的沸點低于260℃，主要是在化工、印刷和烤漆以及醫(yī)藥等行業(yè)中產(chǎn)生的，有機氣體在一定的條件下，由于其自身的易爆易燃特點，會造成較大的危害，還有一些因子對人的身體健康損害大，當這些氣體排放到空氣中時，會產(chǎn)生化學煙霧，從而影響空氣質(zhì)量，所以針對有機廢氣，可以結(jié)合相關(guān)的工藝處理方法，進行氣體的分解，將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害氣體，促使人類的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)人與自然的和諧共處。

一、VOCs有機廢氣危害

（一）爆炸和火災(zāi)

主要是這類有機物質(zhì)中的脂肪烴物質(zhì)，在高濃度情況下，會有較強的毒性，而且由于其易爆易燃的特性，使得容易產(chǎn)生爆炸和火災(zāi)事故，危及人們的人身安全，并帶來較大的經(jīng)濟損失。

（二）危害人體健康

VOCs有機廢氣主要是由于人類的工業(yè)化生產(chǎn)活動產(chǎn)生的，它主要包括甲烷、苯、甲醛等，在合適的環(huán)境下，就會產(chǎn)生化學反應(yīng)，造成中毒現(xiàn)象，繼而威脅人們的身體健康，嚴重時會直接導(dǎo)致死亡[1]。

（三）空氣污染

在有機廢氣的排出過程中，還會使得PM2.5和O3濃度升高，造成霧霾和化學煙霧現(xiàn)象，繼而造成空氣質(zhì)量的下降。

二、環(huán)保視角下VOCs有機廢氣處理工藝分析

（一）冷凝處理技術(shù)

主要是運用有機廢氣在不同的溫度下，飽和蒸汽壓不同，結(jié)合加壓或者是降溫的方式，促使形成冷凝狀態(tài)，并從廢氣中脫離，從而達到凈化的目的。在特定的溫度下，氣體的初始濃度越高，脫離的可能性越強，主要適用于含水量較多、高沸點、高濃度有機物的處理。技術(shù)的特點表現(xiàn)為自動化高，且可回收物質(zhì)純度好，但是對于設(shè)備的要求較高，因而投入較大，在處理時，對于氣體的溫度、濃度等較為嚴格，而且不適合一些低濃度廢氣的處理。

（二）吸附

主要是運用多孔固體吸附材料進行處理，并造成其中的一些氣體附著在材料表面，在達到飽和狀態(tài)時，通過熱源進行氣化處理，促使達到分離的目的。現(xiàn)階段大多使用的是活性炭材料，其操作簡單，對于設(shè)備的要求不是很高，前期的處理效益好，相關(guān)的脫附劑可以重復(fù)使用，主要適用于一些低濃度的廢氣處理，但是對于設(shè)備的容量要求較高，吸附容量小，而且在吸附的過程中，會隨著溫度的上升，使得吸附量變小，繼而影響處理效率[2]。

（三）液體吸收

這個方法主要是利用液體的吸收和有機廢氣的相似相容性原理，進行廢氣的處理，其中使用的液體是石油類和活性劑、水組成的混合材料，在處理中沒有污染和毒氣產(chǎn)生，可以進行回收利用和反復(fù)使用，因而所需要的成本較少，適用于一些濃度和壓力以及流量都較高的廢氣處理中，但是需要定期地更換吸收劑，而且容易使得設(shè)備產(chǎn)生腐蝕問題，如果環(huán)保要求高，就難以達到對應(yīng)的處理標準。具體的運用過程中，是利用引風機促使廢氣上升到凈化裝置中，而一級填料層中的噴淋水，就會形成出水膜，當廢氣穿過時，會被吸收一大部分，而沒有被吸收的會進入到下個工序中處理。

（四）膜分離

主要是將相關(guān)的有機廢氣引進壓縮機，并在壓縮后，放入冷凝設(shè)備中進行處理，然后將處理后的有機物回收，其他沒有處理的氣體，利用膜分離成兩個部分，一部分使得回流到壓縮機中，另一部分排出，但是為了保證滲透的順利進行，必須使得膜進料的壓力大于滲透后氣壓。這個方法操作簡單，費用低，且分離的效果好，有關(guān)膜的使用壽命較短，且國內(nèi)的膜價格較高[3]。

（五）生物

它主要是仿照生物的生理過程，將有機廢氣轉(zhuǎn)化為無機物，具體的有生物過濾、洗滌等方法，這個處理方法、效果好、費用低，且不會產(chǎn)生二次污染，但是高濃度和降解難度較大的物質(zhì)處理效果差。

1.生物過濾床

主要是在裝置中添加吸附性材料，比如活性炭、土壤等，在掛生物膜前，先在過濾床中加入一定量的酸堿緩沖劑和營養(yǎng)物質(zhì)，在廢氣經(jīng)過活性填料層時，材料中的微生物會將廢氣中的有關(guān)物質(zhì)作為其生長的材料，從而使得在生命過程中進行降解，達到凈化目的。其中的濾料在使用一年后會呈現(xiàn)酸性，所以為了后期的繼續(xù)使用，要進行定期維護和保養(yǎng)工作。

2.洗滌床

它主要由洗滌器和生物反應(yīng)器所構(gòu)成，其中洗滌器內(nèi)部的噴淋裝置會隨著循環(huán)液體進行噴灑，將廢氣吸收后使得進入液相狀態(tài)，并流到對應(yīng)的活性污泥中，利用空氣的氧化再生，結(jié)合生物的作用，將廢氣除去，在洗滌裝置中，有關(guān)液體是流動的，可以進行液體的及時添加和更換。

3.滴濾床

它和過濾床的結(jié)構(gòu)相近，主要不同的地方在其頂部裝設(shè)噴淋設(shè)備。在滴濾床中使用的材料有直徑較大的碎石、塑料波紋板、陶瓷、樹皮以及活性纖維等，在廢氣經(jīng)過濾池時，被微生物分解，這個方法的優(yōu)勢在于操作控制簡單，可以承受較大的污染負荷，而且能夠有效地調(diào)節(jié)酸堿平衡。

（六）燃燒

1.催化燃燒

在低溫下，結(jié)合催化劑的使用，使得有機廢氣中可燃燒部分進行氧化分解，從而達到氣體凈化目的，主要適用于可以燃燒和高溫可分解氣體的處理，不需要火焰燃燒，因而安全性較好，對于一些材料需求量少，但是對于具體的工藝要求較高。

2.蓄熱式

主要是利用特定材料制造而成的蓄熱床，并在高溫氧化的作用下去除廢氣，同時對處理過程中的溫度、時間以及氧氣含量等進行嚴格控制，從而將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，再結(jié)合換熱系統(tǒng)處理，來分解其中的熱量，繼而達到環(huán)保的目的。

3.回收式

主要是進行直接加熱，在到達一定溫度時，使得產(chǎn)生氧化分解，并利用多級換熱系統(tǒng)，將產(chǎn)生的高溫煙氣分解，同時結(jié)合熱量回收，來減少能源消耗，但是在一些低濃度的廢氣處理中，需要花費的成本較高，且在處理過程中使用的交換器只有在連續(xù)運行下才會保證使用壽命。它有三個部分組成，即預(yù)熱、燃燒和循環(huán)供熱以及換熱系統(tǒng)，廢氣在燃燒系統(tǒng)中的停留時間大概是兩秒，分解率和回收率都較高。

（七）光催氧化

利用特殊的紫外線波段，結(jié)合催化劑的使用，進行氧氣的催化，使得形成臭氧和自由基、負氧離子等，然后再進行有機廢氣的分子氧化處理，這個方法的能源消耗少，且沒有其他副產(chǎn)物形成，催化劑可以在物理和化學處理后繼續(xù)使用，但是對于高濃度的廢氣處理效果較差。

（八）變壓吸附分離和凈化處理

主要是利用氣體組成部分的可吸附作用，并結(jié)合有關(guān)分離凈化裝置的壓力變化，來進行氣體處理，其中的PSA處理技術(shù)是運用沸石分子曬材料，經(jīng)過溫度和壓力的作用，進行有機氣體的吸附，然后將剩下的氣體進行分離和壓縮處理，這個方法對環(huán)境污染較小，且可以進行自動化操作[4]。

（九）光氧化分解

主要有兩種方法：一是利用特殊的紫外線光束進行廢氣的照射，使其進行分解；另一種是使用光催化劑降解處理，它利用光照作用激活光催化劑，產(chǎn)生自由基，然后進行氧化反應(yīng)。

（十）低溫等離子體分解

主要是通過施加電壓的方式，進行預(yù)處理，使得電壓在到達氣體放電電壓時，形成自由基和離子組合而成的混合體，然后進行有機廢氣分解處理。

（十一）微波催化氧化

主要是運用超高頻電磁波對有機廢氣進行輻射處理，使得廢氣中有關(guān)物質(zhì)活動受到阻礙，產(chǎn)生凝固和失活，然后結(jié)合磁共振原理，對有機廢氣分子進行切割破壞，從而使得其斷開，最后利用特定的催化劑進行光合還原反應(yīng)。

（十二）電化學氧化

主要是利用特殊的專利膜和化學電池，在溫度和常壓環(huán)境下進行氧化反應(yīng)，在電池的正極進行分解氧化，而在負極使得形成亞硝酸，這個技術(shù)對于氣味難聞的廢氣處理效果較好，但是需要的費用較多。

（十三）脈沖電暈

主要是利用高壓脈沖進行放電，導(dǎo)致在常溫和正常壓力下形成活性離子，繼而進行廢氣氧化分解。但是這個方法能耗較大，主要原因在于脈沖形成的回路中，電能消耗較大，而且在電暈作用下，有關(guān)高能電子能量分布在對應(yīng)的范圍內(nèi)，只對含量較高的氣體分子起到分解作用，還有在技術(shù)運用中，有關(guān)裝置要進行定期更換。

（十四）介質(zhì)阻擋放電

主要是將絕緣介質(zhì)放入相關(guān)的放電裝置中，當施加合理的交流電壓時，就會使得氣體分解，而其內(nèi)部的壓強較高。

三、結(jié)束語

綜上所述，在VOCs有機廢氣處理中，可以結(jié)合具體的氣體類型以及技術(shù)條件，選用合適的處理方法，由于這些氣體具有較強的污染和破壞性，所以要嚴格規(guī)范其處理過程，保證氣體分解和氧化的完整，促使進行有機轉(zhuǎn)化，而在環(huán)保視角下的廢氣處理，要根據(jù)不同的工藝優(yōu)勢和具體特點以及運用范圍，提高廢氣處理質(zhì)量和水平，從而促進生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。