宋東方 張大偉 王文富 張艷玲

（上蔡縣環(huán)境保護局 河南 上蔡 463800）

大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一，工業(yè)廢氣是大氣污染物的重要來源。大量工業(yè)廢氣排入大氣,必然使大氣環(huán)境質(zhì)量下降，給人體健康帶來嚴重危害。工業(yè)廢氣中最難處理的就是有機廢氣,有機廢氣通過呼吸道和皮膚進入人體后，能給人的呼吸、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官造成暫時性和永久性病變,尤其是苯并芘類多環(huán)芳烴能使人體直接致癌,已經(jīng)引起人類的高度重視。工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生各種有機物廢氣，主要包括各種烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等，這些有機廢氣會造成大氣污染，危害人體健康，而且還會造成浪費，所以有機廢氣的處理與凈化勢在必行。進入21世紀,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，人們對環(huán)境質(zhì)量提出了更高的要求。目前我國的環(huán)境問題依然十分突出,已嚴重地制約了經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，其中有毒有機物對環(huán)境污染非常嚴重,該類污染物具有排放量大、污染面廣和難以降解的特點，對它們的污染控制一直是環(huán)保工作者研究的重點課題。

1 有機廢氣的來源及特點

有機廢氣主要來源于石油和化工行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢氣，特點是數(shù)量較大，有機物含量波動性大、可燃、有一定毒性，有的還有惡臭,而氯氟烴的排放還會引起臭氧層的破壞。石油和化工工廠及石化產(chǎn)品的存儲設(shè)施,印刷及其他與石油和化工有關(guān)的行業(yè)，使用石油、石油化工產(chǎn)品的場合和燃燒設(shè)備，以石油產(chǎn)品為燃料的各種交通工具都是有機廢氣的源頭。有機廢氣一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有機溶劑、處理難度大的特點。

2 有機廢氣的危害

有機廢氣對人體的危害是多方面的，不同行業(yè)有機物廢氣的毒性也是各不相同的，其中工業(yè)廢氣中10種常見的有機廢氣對人體的危害主要表現(xiàn)為：苯類有機物多損害人的中樞神經(jīng)，造成神經(jīng)系統(tǒng)障礙，當苯蒸氣濃度過高時(空氣中含量達2%)，可以引起致死性的急性中毒。多環(huán)芳烴有機物有強烈的致癌性。苯酸類有機物能使細胞蛋白質(zhì)發(fā)生變形或凝固,致使全身中毒。發(fā)生腈類有機物中毒時，可引起呼吸困難、嚴重窒息、意識喪失直至死亡。有機物硝基苯影響神經(jīng)系統(tǒng)、血相和肝、脾器官功能，皮膚大面積吸收可以致人死亡。芳香胺類有機物致癌，二苯胺、聯(lián)苯胺等進入人體可以造成缺氧癥。有機氮化合物可致癌。有機磷化合物降低血液中膽堿脂酶的活性，使神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生功能障礙。有機硫化合物中，低濃度硫醇可引起不適，高濃度可致人死亡。含氧有機化合物中，吸入高濃度環(huán)氧乙烷可致人死亡；丙烯醛對粘膜有強烈的刺激；戊醇可以引起頭痛、嘔吐、腹瀉等。

3 有機廢氣處理的方法

對有機廢氣的治理，人們早就有研究，而且已經(jīng)開發(fā)出一些卓有成效的控制技術(shù)，如廣泛采用并且研究較多的有燃燒法、吸收法、吸附法等，近年來形成的新控制技術(shù)有生物膜法和等離子體分解法等。

3.1 燃燒法

直接火焰燃燒是一種有機物在氣流中直接燃燒和輔助燃料燃燒的方法。多數(shù)情況下，有機物濃度較低，不足以在沒有輔助燃料時燃燒。直接火焰燃燒在適當溫度和保留時間條件下，可以達到99%的熱處理效率。

催化燃燒是有機物在氣流中被加熱，在催化床層作用下，加快有機物化學(xué)反應(yīng)(或破壞效率的方法)，催化劑的存在使有機物在熱破壞時比直接燃燒法需要更少的保留時間和更低的溫度。催化劑在催化燃燒系統(tǒng)中起著重要作用。用于有機廢氣凈化的催化劑主要是金屬和金屬鹽，金屬包括貴金屬和非貴金屬。目前使用的金屬催化劑主要是Pt、Pd，技術(shù)成熟，而且催化活性高，但價格比較昂貴而且在處理鹵素有機物，含 N、S、P等元素時，有機物易發(fā)生氧化等作用使催化劑失活。非金屬催化劑有過渡族元素鈷、稀土等。近年來催化劑的研制無論是國內(nèi)還是國外進行得較多，而且多集中于非貴金屬催化劑并取能得了很多成果。

3.2 吸收法

利用液體吸收液與有機廢氣的相似相溶性原理而達到處理有機廢氣的目的。通常為強化吸收效果用液體石油類物質(zhì)、表面活性劑和水組成的混合液來作為吸收液。近年來，日本人研究利用了用環(huán)糊精作為有機鹵化物的吸收材料，根據(jù)環(huán)糊精對有機鹵化物親合性極強的原理，將環(huán)糊精的水溶液作為吸收劑對有機鹵化物氣體進行吸收。這種吸收劑具有無毒不污染,捕集后解吸率高，回收節(jié)省能源，可反復(fù)使用的優(yōu)點。此外，該處理方法投資費用較少，運行成本也較低，因而在一些中小型企業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛。

3.3 吸附法

吸附法的應(yīng)用廣泛，具有能耗低、工藝成熟、去除率高、凈化徹底、易于推廣的優(yōu)點，有很好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。缺點是設(shè)備龐大，流程復(fù)雜，當廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時，吸附劑易中毒。吸附法主要用于低濃度，高通量可揮法性有機物 (VOCs)的處理。決定吸附法處理 VOCs的關(guān)鍵是吸附劑，吸附劑應(yīng)具有密集的細孔結(jié)構(gòu)、內(nèi)表面積大、吸附性能好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易破碎、對空氣阻力小等性能，常用的有活性炭、氧化鋁、硅膠、人工沸石等。

目前，多數(shù)采用活性炭，其去除效率高。活性炭有粒狀和纖維狀兩類。顆粒狀活性炭結(jié)構(gòu)氣孔均勻，除小孔外，還有10～100nm的中孔和 1.5～5um的大孔，處理氣體從外向內(nèi)擴散，吸附脫附都較慢;而纖維活性炭孔徑分布均勻，孔徑小且絕大多數(shù)是 1.5～3nm的微孔，由于小孔都向外，氣體擴散距離短，因而吸附脫附快。經(jīng)過氧化鐵或氫氧化鈉或臭氧處理的活性炭往往具有更好的吸附性能。

3.4 生物法

生物凈化實質(zhì)上是一種氧化分解過程：附著在多孔、潮濕介質(zhì)上的活性微生物以廢氣中有機組分作為其生命活動的能源或養(yǎng)分，轉(zhuǎn)化為簡單的無機物 (CO2、H2O)或細胞組成物質(zhì)?，F(xiàn)階段主要工藝包括：生物過濾床、生物滴濾床以及生物洗滌床。廢氣通過生物過濾床后即可被凈化，而濾料層中的微生物在生化降解污染物的過程中不斷生長繁殖，從而使生物濾池的操作得以持續(xù)進行。濾料使用一年后一般呈酸性，要定期進行維護和保養(yǎng)。

3.5 等離子體分解法

等離子體分解氯氟烴的技術(shù)已到實用階段，技術(shù)可在短時間內(nèi)進行大量的氯氟烴等氣體的處理。此過程采用二個系統(tǒng)，一系統(tǒng)利用高頻等離子體急速加熱，使溫度達10000℃利用等離子體的化學(xué)作用與水蒸汽接觸進行分解的超高溫加水系統(tǒng)；第二個系統(tǒng)是將高溫分解的排氣急冷到80℃下的排氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由氯氟烴和水蒸汽的供給裝置、等離子體發(fā)生裝置、反應(yīng)爐、冷卻罐以及排水處理裝置等構(gòu)成。

4 結(jié)束語

對于有機氣體的凈化處理，無論是廣泛采用的傳統(tǒng)處理方法，還是新開發(fā)的處理技術(shù)，都要考慮到應(yīng)用的實效性。目前，除了推廣傳統(tǒng)工藝外，應(yīng)重點開發(fā)新的技術(shù)，以達到提高去除效率、降低投資運行費用，減少二次污染的目的。隨著有機產(chǎn)品的大量使用，有機物污染已引起世界各國的高度重視，控制該類污染已成為各國的一項義不容辭且刻不容緩的任務(wù)。我國是一個發(fā)展中國家，面臨經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的雙重任務(wù)。為促使經(jīng)濟、社會、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，開發(fā)經(jīng)濟有效的有機物的凈化處理技術(shù)已成為我國解決有機物污染的重要課題。在目前已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用的處理技術(shù)中，先進氧化方法降解有機氣體適合我國國情，在國內(nèi)有機廢氣治理領(lǐng)域更具發(fā)展前途。

［1］陸震維.有機廢氣凈化技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011，6.