在企业的实际应用中,会不断的排放VOCs,因此VOCs 在通过光催化氧化法处理设备的时间很短,从而导致降解率偏低,达不到应有的标准。由上面的实验数据图可见,短时间内(1 秒钟左右时间),单独紫外光设备对VOCs 降解率很低。在单独UV 光解技术应用中,即使延长反应时间,对VOCs 的降解率也在10% 以内(正如国内某知名紫外线灯管厂所介绍的,没有在反应区留滞三秒以上,基本没有效果),不但满足不了工业治污应用,还产生很多副产物污染气体。从上图的数据可以看到,随着湿度增大,在湿度50% 时,降解率升到一个极点。但随着湿度增大,降解率又开始下降。所以光催化氧化法不是越干燥越好,也不是湿度越高就越好。UV 光生成的臭氧,需要与部分水汽反应生成氢氧自由基或负氧离子增强介质的反应活性才可能增大与VOCs 的反应几率。总之,单独的紫外光解技术的弊端是,受催化剂、湿度、灰尘颗粒物的影响,紫外灯大部份能量用于产生臭氧,短时间光解VOCs 做不到彻底,反而产生更复杂的中间副产物,造成二次污染。此外,如果采用市面上的二氧化钛材料,不是锐钛矿型二氧化钛光触媒,完全没有催化光解功效。因此,我们可以分析出,在企业实际生产中,催化氧化法处理设备对VOCs 的降解率比较低,经光解排出的气体中VOCs 会超出国家规定的标准,而且还会产生的臭氧,存在造成环境的二次污染的风险。生物法的原理为,利用微生物对废气中的污染物进行消化代谢,实质上是一种氧化分解过程,通过附着在介质上的活性微生物来吸收VOCs,将污染物转化为无害的水、二氧化碳及其它无机盐类。生物法的适用范围,以微生物可分解物质为主,污染物为微生物的食物来源,可以生物处理的污染物包括:碳氢氧组成的各类有机物、简单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类。要求小气量、低浓度、排气连续、废气处理容气大,虽处理过程比较环保, 但运维较为复杂。目前, 生物法仅用于处理低浓度的VOCs,不适合用于源源不断排放的VOCs 的治理,如何将这些技术和方法用于高浓度VOCs 的治理有待于研究。此外,生物需要在一定的pH 缓冲液、适宜的温度及一些盐分如NH4NO3、K2HPO3 等营养元素才能生长。一旦改变pH、温度或者盐分,可能会导致微生物失水死亡。影响污染物去除率的关键过程是将污染物从气相转移到液相中,目前的大部分研究是对于易溶物和易降解污染物进行处理,在实际应用中将会受到一定的限制。开发出适合于难降解和疏水性污染物处理工艺就显得尤为困难。生物法所用填料的比表面积、孔隙率等直接影响反应器的生物量以及整个填充床的压降及填充床是否易堵塞间题,污染物完成从气相到液、固相传质过程,在两相中的分配系数是处理工艺可行性的决定因素。难实现自动控制,以提高对各运行参数的控制能力,维护费用高和发生故障的次数多。菌种培育困难,难筛选出高效降解各种VOCs气体的优势菌种;反应场地约束,反应装置占地面积大、反应时间较长,设备交易形成摆设。燃烧法主要分为蓄热式燃烧技术(RTO)和催化燃烧技术(RCO)、TO、CO等。
燃烧法的原理吗,是通过直接燃烧或者添加催化剂进行低温燃烧,利用燃烧有机废气,彻底将其降解为水和二氧化碳。
燃烧法,是当前处理效率和效果相对理想的工艺,虽然它的价格相对昂贵且运行费用不低,但已被大部分专家和部分地市环境主管部门认可,甚至制定为主要治理工艺,但VOCs治理涉及行业众多,市面上从数量上来讲,或许不到1%的用户有条件考虑焚烧工艺,此工艺投资大,运维成本高。
(一)非催化类燃烧
因蓄热燃烧(RTO)方式的燃烧室内温度一般不低于750度,特别是TO炉甚至高达1000度,因此,会产生燃料型氮氧化物。
氮氧化物按生成机理的不同分为三类:热力型、快速型和燃料型,其中燃料型占60%_95%。
在生成燃料型NOx过程中,首先是含有氮的有机化合物或空气中的氮气经过热裂解产生N,CN,HCN和等中间产物基团,然后再氧化成NOx。
因此,非催化燃烧所需的燃烧温度较高,虽然高温有利于VOCs 的去除,但同时会产生一些不良的后果。
直接燃烧法,燃烧温度过高会导致烟气中产生二次污染;对于蓄热式热力燃烧法,燃烧温度过高容易导致切换阀门等精密部件损坏。
(二)催化类燃烧
在有机废气的催化燃烧(RCO)工艺中,若采用自来水作为水喷淋进行预处理,水中的氯离子及有机物质自带的氯离子在催化燃烧室内(200~500度)极易生成二噁英。
而VOCs处理设备上均无高温高温装置用于促使二噁英的分解,因此,气体在燃烧过程中产生的二噁英将直接排放至到大气。
再者,又因催化剂的存在,所以对VOCs废气组成要求较高,当废气中含有粉尘、水蒸气和S、Cl 等元素时容易导致催化剂堵塞、中毒、失活。
综上所述,任何VOCs处理技术都有其最适使用范围,VOCs治理并不是可一招打天下,使用这些技术的关键,是如何正视其优缺点,并知道如何用好。