陳典勻
(廣西益能環(huán)保工程有限公司,廣西 南寧 530007)
在工業(yè)、制造業(yè)的高速發(fā)展下,由于相關部門疏于監(jiān)督、而很多制造商缺乏環(huán)保意識,造成很多有毒有害氣體排放超標,給人們的生活帶來了一定的影響。揮發(fā)性有機廢氣就是指揮發(fā)性有機化合物,例如:二氯甲烷、甲苯等,這些有機廢氣來源渠道廣泛,包括石油化工、印刷、橡膠塑料加工、生物制藥等。雖然大部分有機廢氣是無毒無害的,但有少部分存在致癌物質,對人體的皮膚、呼吸系統(tǒng)以及中樞神經(jīng)等會造成極大的損傷;同時,有機廢氣排放超標還會對生態(tài)環(huán)境造成不可逆反的損害,影響國家的可持續(xù)發(fā)展。因此,加強對揮發(fā)性有機廢氣的治理是環(huán)境保護工作中必不可少的一項內容。
揮發(fā)性有機廢氣產(chǎn)生的主要源頭就是化工污染,氣體易揮發(fā),在治理上存在著很大的難度。大部分有機廢氣的成本比較復雜,且在空氣中占比較小,當前的科學技術還無法根除廢氣污染?,F(xiàn)階段,治理揮發(fā)性有機廢氣的方式主要分為源頭治理、過程控制以及末端管理[1]。源頭治理就是從廢氣產(chǎn)生源頭的階段控制廢氣的產(chǎn)生,要求國內一些涉及有機廢氣排放的企業(yè)要采用清潔式能源進行生產(chǎn)。但源頭治理無法得到全面普及和應用,只能實現(xiàn)部分生產(chǎn)原料的替代;過程控制就是從生產(chǎn)環(huán)節(jié)出發(fā),對石化、煉化等化工污染較為嚴重的行業(yè)進行治理,應用先進的科學技術降低廢氣排放量。但這一方式需要大量的資金投入,這對于市場上一些中小型企業(yè)來說比較困難;末端管理就是對排放的有機廢氣進行處理,以達到國家的排放標準。但目前,市場上大部分企業(yè)污染治理意識不足,盲目追求經(jīng)濟效益而忽視了環(huán)保問題,再加上環(huán)保相關管理制度以及管理措施尚未貫徹落實,從而導致有機廢氣治理效果不良。
吸附處理技術可以細化為三個方面,即:直接吸附法、吸附回收法和吸附催化燃燒法。其一,直接吸附法就是通過有效的吸附劑直接吸附廢氣,這種方式十分簡便,且投入資金少,能夠對有機廢氣達到90%以上的凈化處理,比較適用于濃度低的廢氣處理[2]。但這種方式應用所需要的吸附材料無法進行再生,需要定期更換吸附材料;其二,吸附回收法即利用活性炭吸附廢氣,待吸附材料的多孔固體處于飽和狀態(tài)以后,可以通過蒸汽來實現(xiàn)廢氣脫附,從而達到循環(huán)利用吸附材料的目的。而蒸汽反吹環(huán)節(jié)后聚集的廢氣則可以通過冷凝或分離等方式形成液體狀態(tài)。這種方式的廢氣處理效率較高,但后期的廢氣脫附和提純等手段較為復雜,不能直接應用于生產(chǎn)環(huán)節(jié);其三,吸附催化燃燒法與吸附回收法存在一定的相似性,都是利用多孔活性炭吸附廢氣,但催化燃燒法是利用熱空氣實現(xiàn)對廢氣脫附,并對有機廢氣進行二次加熱,從而回收廢氣,這一方法技術的核心在于對廢氣濃度的濃縮,以催化燃燒的方式來凈化廢氣[3]。
燃燒處理法可以劃分為蓄熱燃燒法和催化燃燒法。蓄熱燃燒法就是通過蓄熱提將燃燒熱量進行貯存,在以這部分熱量對混合廢氣進行加熱,保證溫度達到700 至800 攝氏度,加熱時間為0.3 至0.5 秒,從而實現(xiàn)對有機廢氣的分解和凈化[4]。這種方式所使用的工藝技術比較簡單,適用于一些高濃度廢氣處理。但在處理濃度較低的廢氣時,則需要加入一些助燃劑等物質,就需要耗費較大的能量了;催化燃燒法是直接將收集的廢氣加熱到200 至300 攝氏度,通過廢氣加熱和燃燒的方式將廢氣轉化為二氧化碳和水。這一方式不僅凈化率較高,而且還沒有二次污染,對凈化設備的要求也比較低,是目前國內外處理有機廢氣的有效方法之一。但這種方法也存在著一定的缺陷,例如:對于濃度低、大風量的廢氣進行處理時需要耗費大量的資金,其運行成本也會隨之提升。
生物技術在廢氣處理的應用過程中,本身是由污水處理演化而來的。與其他的處理方式相比較,生物處理法具有耗能低、技術先進的有點,在國外已經(jīng)被廣泛應用。但生物降解需要較長的周期,且占用土地面積較大;同時,污染物處理也存在一定的極限值,如:微生物處理,這時候就需要對處理系統(tǒng)的啟用和關閉進行嚴密的監(jiān)督管控,才能達成廢氣處理的預期效果。這種方式目前在國內的應用程度還比較低。
等離子就是所謂的氣體分子離解,也被成為物質的第四形態(tài)。等離子處理法就是通過帶電離子美妙3000 萬次的高速運動對有機廢氣分子造成成分電離,從而發(fā)生氣體氧化,將有害物質轉變?yōu)闊o害物質。等離子分解處理的方法雖然能夠對廢氣分子進行降解,但無法甄別二氧化碳,容易在分解過程中生成其他微分子有機化合物,對環(huán)境造成二次污染。
有機廢氣排放的問題還存在于汽車行業(yè),在燃料動力電池的應用過程中,難免會形成一些污染。而光催化廢氣的處理方式就是針對動力電池污染而產(chǎn)生的,這一方法在實際應用過程中,主要是將二氧化鈦作為光催化劑,對廢氣進行光解,將有機廢氣轉化為二氧化碳和水。這種方法的有點就在于處理方法簡單、不會造成二次污染,這也是我國當前處理一些濃度較高或氣量體積較大的有害氣體時,常用的廢氣處理方式。當然,光催化方式本身具有投入成本低廉、使用壽命長且應用價值廣泛的特點,是一種價格低廉且綠色環(huán)保的廢氣處理方法,應當?shù)玫绞袌龅姆e極推廣。
冷凝處理法是針對工業(yè)廢氣污染處理應運而生的,也是廢氣處理最為徹底的方法。在工業(yè)生產(chǎn)過程中可能會排放出一些有機廢氣,但對于一些化工工廠來說,其揮發(fā)性有機廢氣的產(chǎn)生主要是來源于工業(yè)廢渣揮發(fā)。面對這一問題,可以采用冷凝法,將工業(yè)廢渣裝入冷凝罐中進行低溫保存,當廢渣在低溫環(huán)境下凝結成一體,就會自動分解,就不會再散發(fā)有毒氣體。但這種方法需要投入大量的成本,可能在中小型工業(yè)企業(yè)中推廣難度較大。
對于一些成分較為復雜的廢氣,可能需要考慮采用多種技術結合的方式來實現(xiàn)廢氣處理最優(yōu)效果。當前,冷凝處理技術多用于溶劑回收,在通常情況下,不會作為單獨的處理方法進行應用,而常用的吸附技術和燃燒技術,吸附技術更適合用于低濃度的有機廢氣處理,且作為后端處理方法,在目前主要應用于油氣廢氣處理方面,且多采用冷凝法與吸附法相結合的方式。這是由于單獨利用冷凝法時,對處理環(huán)境有一定的要求,還會增加廢氣處理成本,而單獨使用吸附法在處理一些濃度較高的廢氣時,潛在著一定的安全隱患。在吸附法和冷凝法的共同作用下,才能提升廢氣處理裝置的科學性,并降低廢氣處理運行成本。再例如,對于一些水溶性較差且生物降解較為困難的污染物,可以采用光催化和生物降解相結合的方式,提高廢氣處理效率,實現(xiàn)低耗能處理。
綜上所述,經(jīng)濟的發(fā)展離不開工業(yè)支持,而人們的生活更需要環(huán)境保護,因此,為了實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展,這就需要我國相關機構對工業(yè)廢氣進行嚴格把控,選擇合理的處理方式,在控制處理成本的基礎上,實現(xiàn)廢氣處理技術的提升,促進我國工業(yè)制造業(yè)等行業(yè)的良性發(fā)展。