挥发性有机废气治理的技术发展研究

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来源：环境与发展

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摘要：工业领域的快速发展，虽在一定程度上促进了经济的增长，但是大量废气的排放，却给我们赖以生存的环境带来了巨大的污染。挥发性有机废气作为大气污染物之一，属于有害气体，如不及时进行治理，将会威胁到人类的身体健康。在这种情况下，做好挥发性有机废气治理工作至关重要。为此，本文首先概述了挥发性有机废气;其次分析了当前我国挥发性有机废气治理现状;最后探讨了挥发性有机废气治理技术。

通过实际的调查分析发现，当前虽然社会各界越来越重视起对于挥发性有机废气的治理，但是由于受到众多因素的影响，导致治理效果并不明显。在这种情况下，创新优化废气治理技术显得尤为重要。

1 挥发性有机废气概述

1.1 概念

挥发性有机废气（以下简称VOCs）是一种有害气体，它的沸点接近水的沸点，有的VOCs沸点是在较高的温度下，此时这些有机废气的饱和蒸汽压都会高于133.3Pa，在这样的条件下，它们就可能成为挥发有机化合物，这种有机挥发化合物会污染空气，影响人类的健康。其主要成分包括醛类、烃类以及硫化物等等。在这其中，我们最熟悉的就是甲醛，该物质在很大程度上影响着人们的身体健康。一般来说，挥发性有机化合物是不溶于水的，但是，甲醛却恰恰相反，该物质溶于水。在这种情况下，我们空气当中几乎每一种挥发性有机废气都存在，但是浓度并不高，这给接下来的治理工作带来了极大的难度[1]。

1.2 危害

挥发性有机物（VOCs）是形成细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O3）等二次污染物的重要前体物，进而引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。很多产品生产过程中，都会利用喷漆、塑料、化工以及其他化工原料，会用到很多有机物来进行加工处理，在利用这些有机物时，就会使它们形成许多挥发性的有机废气，它们不仅对工人带来身体的伤害，而且，如果这些气体不经过处理就随意的排放到空气中，会造成污染环境，对人类的健康带来严重危害。有相关报道表明，挥发性有机废气由于成分众多，是导致癌变的重要因素。

2 当前我国挥发性有机废气治理现状分析

根据我国目前出台的相关法规政策来看，我国对于挥发性有机废气的治理工作越来越重视。实践表明，采取清洁生产的方法，是最经济也是最有效的挥发性有机废气治理方法，能够从源头上减少废气的排放。但是，通过深入的研究分析我们发现，当前石油领域以及化工领域仍没有构建一套健全的清潔生产技术体系，再加上生产设备并不先进，这在很大程度上影响着挥发性有机废气治理效果，导致污染问题久久得不到有效解决。有机废气作为工业废气的主要组成部分，对大气环境和人体影响较大，同时因其来源及成分复杂，通用的VOCs废气治理方法虽然在一定上减轻了空气污染，但是仍然不能有效的治理和彻底根除，需要我们不断努力，研发出更加科学的治理VOCs废气技术，使有机废气控制在一定的浓度，才能解决VOCs废气排放的危害。

3 挥发性有机废气治理技术探讨

3.1 吸附技术

当前对于该技术的应用较为广泛，通过将流体当中的某物质吸附在多孔性固体表面，以此来达到分离的效果。该技术已经实现了自动化控制，在一定程度上满足了净化效率。但是，在这里需要我们指出的是，对于一些浓度较高的气体，其吸附效果不太理想。因此要因地制宜的选择合适的吸附剂，如：活性炭、沸石分子筛等，活性炭具有较大的比表面积，沸石分子筛具有均匀的微孔结构，能较好的吸附VOCs。

3.2 催化燃烧处理技术

催化燃烧处理技术是在反应系统加入某种催化剂，在催化剂的作用下，使VOCs能够完全反应，生成CO2和H2O，然后将它们排放到空气中的方法。催化燃烧处理技术来净化废气，不仅反应安全、燃烧充分，而且并不需要消耗过多的燃料。但是，在这里需要我们指出的是，尘雾会给催化剂带来一定的影响，因此对于环境方面有着较高的要求。不仅如此，该技术的使用步骤也是较为复杂的，首先，气体在预热室加热升温，待到燃烧净化之后，可以通过热交换来回收部分热量。针对一些低温度和低浓度的废气，我们可以先对其进行吸附浓缩之后，然后再进行催化燃烧。在反应的过程当中，当热量回收率较高的时候，热平衡需要对废气的不同成分以及不同浓度放出的不等的热量的全面综合考虑。由于催化剂的不同，会导致起燃温度的不同。现阶段，该技术在化工以及制造领域有着广泛的应用，能够实现对有机废气以及汽车尾气的有效处理。在接下来的发展过程当中，切实提高催化剂的性能需要我们足够的重视起来[2]。

3.3 溶剂吸收技术

吸收法是控制大气污染的重要手段之一。该方法是以液体溶剂作为吸收剂，使废气中的有害成分被液体吸收，其吸收过程是气相和液相之间进行气体分子扩散或者是湍流扩散进行物质转移[3]。常用的吸收剂有：水、液体石油类物质等，借助溶剂来进行解吸处理，实现对部分物质的回收。借助该技术来回收有机废气，不仅操作非常的简单，而且成本较低，但是，对于塔式吸收设备却有着较高的要求。借助该技术在治理一些高浓度的废气的时候，也是有着一定的不足的，那就是极易受到腐蚀。在接下来的发展当中，需要研发无毒无害、并且能够循环使用的新材料。

3.4 生物处理技术

生物处理技术作为一项新兴的技术，凭借自身的众多优势，当前已经得到了广泛的应用。主要应用原理是将微生物的降解过程利用起来，使它们转化成水、二氧化碳等无机物，将VOCs有机物作为代谢底物，能够起到良好的降解效果。该技术的运行费用也并不高，并且不会导致出现二次污染的现象。在实际的应用过程当中，首先需要在过滤器当中覆盖生物膜，生物膜和废气会发生生物化学反应，进而实现对废气的有效降解。该技术对于一些恶臭物质以及挥发性有机废气的降解效率是非常高的，但是，对于含氯分子较多的气体，降解效果不明显，因此也就更适用于一些气体流量较大气体的治理当中。在接下来的发展过程当中，需要加大对于特定污染的特定微生物的培养，并优化生物膜的适应能力。

3.5 光催化氧化技术

光催化氧化技术也具备非常多的优势，不仅成本较低，而且用料可以循环使用。活性炭纤维作为载体的负载型的纳米Ti02光催化剂的新产品，不仅较强的抗光腐蚀能力，同时其吸附能力也是强的，并不会导致二次污染现象的发生，抗菌效果非常明显。光催化氧化法能将VOCs较为彻底无机化，副产物少，但存在催化剂的失活、催化剂难以固定，且催化剂固定化后催化效率降低等缺点。有相关研究表明，将纳米技术和光催化氧化技术相结合，能够进一步提升降解治理效果，由此我们不难看出该技术的发展潜力也是非常巨大的。

3.6 膜分离法

膜分离法是指采用半透性的聚合膜从废气中将有机废气分离出来的一种方法。具有流程简单、无二次污染、能耗小等特点，适用于较高浓度VOCs气体的分离与回收，工艺通常采用压缩冷凝和膜分离等操作组成。气体加压冷凝后的排气进入膜分离组件，未冷凝的有机气体透过半透膜分离，可用于处理很多类型的污染物，包括苯、甲苯、二甲苯、氯乙烯、溴代甲烷等，该工艺最有希望的应用净化那些冷凝和活性炭吸附效果不好的低沸点有机物和氯代有机物。

3.7 集成治理技术

集成治理技术指的是通过将上述中我们所说到的六种处理技术进行有机融合，进而充分结合实际状况来实现对挥发性有机废气的治理。现阶段，集成治理技术在挥发性有机废气处理方面得到了一定的应用，举个例子来说，将吸附技术和溶剂吸收技术两者进行有机的融合，进而实现对高浓度苯乙烯废气的有效回收;吸附浓缩和催化氧化技术相结合充分发挥两者的优点，对吸附物的再生处理利用其本身催化燃烧的热量进行脱附，恢复吸附体的活性，省去二次能源。在经过实践应用后我们发现，该技术不仅有着较强的处理效率，而且耗能非常低，因此也就具备了良好的发展前景。

4 结语

综上所述，工业领域的快速发展，给我们赖以生存的生态环境带来了一定的污染。挥发性有机废气作为其中之一，属于有害气体，在一定程度上威胁着我们的身体健康。在这种情况下，我们就要科学合理地应用吸附技术、催化燃烧处理技术、溶剂吸收技术、生物处理技术、光催化氧化技術、膜分离法以及集成处理技术，切实提高挥发性有机废气的治理效果，为建设环境友好型、资源节约型社会打下良好的基础。