黃寬賢
摘 要: VOCs是我國的主要污染物,通過對(duì)VOCs有機(jī)廢氣排放情況進(jìn)行研究,本文主要介紹VOCs有機(jī)廢氣處理技術(shù),希望能對(duì)相關(guān)企業(yè)起到一定作用。
關(guān)鍵詞: 有機(jī)廢氣;處理技術(shù);研究進(jìn)展
【中圖分類號(hào)】X701 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.160
引言:揮發(fā)性有機(jī)物是生物代謝和人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物,也是霧的成因之一。不穩(wěn)定有機(jī)化合物來源很多,包括家具包裝,油漆等等,其中所含化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定影響。現(xiàn)在大多數(shù)國家和地區(qū)都有揮發(fā)性有機(jī)化合物治方法,由于污染日益嚴(yán)重,相關(guān)企業(yè)有必要從源頭上控制VOCs的排放。
1 VOCs排放狀況
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明:中國某一地區(qū)工業(yè)源揮發(fā)性有機(jī)化合物年排放量約一百多萬噸,超過全國排放總量的一半;這個(gè)華南和華東地區(qū)是VOCs排放的集中地區(qū),而西部地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢,排放量相對(duì)較低是。目前我國VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)較少,國家有必要建立VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)體系,這樣既能限制有機(jī)廢氣的排放,又能滿足經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展要求。
2 傳統(tǒng)VOCs處理技術(shù)分析
2.1 冷凝法
根據(jù)有機(jī)氣體的化學(xué)性質(zhì),通過活性炭吸附,降低溫度,保證達(dá)到飽和狀態(tài),凈化回收液,減少氣體排放。冷凝閥主要在低溫和低濃度比中使用。但是,冷凝法不能用于低濃度有機(jī)氣體??勺鳛楦邼舛葟U氣的預(yù)處理,從而降低有機(jī)負(fù)荷,回收有機(jī)物。
2.2 吸收法
該方法主要是根據(jù)不同的物理性質(zhì)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行吸附,一般來說,在高壓和低溫下,吸收發(fā)VOCs處理的效果是顯著的。由于吸收塔的性能特點(diǎn)和特殊性,吸收系統(tǒng)可以顯著提高吸收效果。目前水、煤油和柴油主要用作VOCs處理的吸收劑。
2.3 吸附法
在該方法中,揮發(fā)性有機(jī)物與多孔固體接觸后,固體表面的殘余,通過化學(xué)結(jié)合力可將混合氣體中具有揮發(fā)性的有機(jī)物吸附到固體表面,以達(dá)到吸附高濃度處理廢氣法。吸附法處理效率高,使用成本低,可以徹底處理有機(jī)廢氣。但由于處理設(shè)備數(shù)量大,工藝流程相對(duì)復(fù)雜,吸附法應(yīng)用不足。在最新的研究結(jié)果中,通過將活性炭分子與極性分子結(jié)合起來,使它們能夠完全吸附揮發(fā)性有機(jī)化合物。
2.4 燃燒法
本方法主要用于絕緣材料、涂料、化工生產(chǎn)中廣泛使用的易燃易揮發(fā)有機(jī)物。燃燒法作為廢氣處理的基本技術(shù),在這些方法中,直接燃燒法具有成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn),適用于低風(fēng)量、高效率的高濃度廢水處理。熱燃燒時(shí)廢氣經(jīng)處理后不能直接用作燃料,但可作為提供氧氣燃燒。在特定的燃燒階段,揮發(fā)性有機(jī)化合物可以被催化劑氧化和降解。一般來說,當(dāng)VOCs濃度較高、溫度較高時(shí),燃燒過程有不同的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),因此,它是有機(jī)廢氣處理VOCs的常用應(yīng)用技術(shù)。
3 VOCs處理新技術(shù)
3.1 膜分離器
膜法氣體分離基本原理是,根據(jù)混合氣體中各組分在壓力推動(dòng)下透過膜的傳質(zhì)速率不同而達(dá)到分離的目的。這種分離技術(shù)主要是通過聚合物膜在一定的壓力下,不斷滲透廢氣,保證有機(jī)化合物從揮發(fā)性有機(jī)化合物中分離出來。在工業(yè)排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs),進(jìn)入膜分離系統(tǒng)后,根據(jù)膜的選擇性,只有VOCs才能進(jìn)入裝置,剩余氣體被隔離,對(duì)于收集到的揮發(fā)性有機(jī)物,有機(jī)溶劑可循環(huán)進(jìn)入冷凝回收系統(tǒng)。膜分離技術(shù)在目前在食品工業(yè)中,制藥工業(yè)和石化工業(yè)被廣泛使用。在現(xiàn)有環(huán)境污染的背景下,膜分離技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。揮發(fā)性有機(jī)物經(jīng)過處理后,可直接引入大氣中。目前大多數(shù)公司致力于膜分離技術(shù)的研發(fā),廣泛在有機(jī)化合物中使用。
3.2 低溫等離子體法
該方法根據(jù)體系能量狀態(tài)、溫度和離子密度,等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體。低溫等離子體是物質(zhì)形態(tài)的一部分,它能使中性粒子和帶正電粒子結(jié)合,并進(jìn)入準(zhǔn)中性氣體,自由基和能量豐富的電子可以在短時(shí)間內(nèi)分解成氣態(tài)物質(zhì)。與其他方法相比,低溫等離子體法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,但是在實(shí)際生產(chǎn)中,低溫等離子體法的應(yīng)用會(huì)帶來安全隱患,一些科學(xué)家認(rèn)為,這項(xiàng)技術(shù)在未來的發(fā)展中需要標(biāo)準(zhǔn)化和改進(jìn)。
3.3 生物處理技術(shù)
在揮發(fā)性有機(jī)物的處理中,生物處理技術(shù)作為新型廢氣處理技術(shù),有著廣泛的發(fā)展前提。生物處理的理念是利用微生物的特性在廢氣中產(chǎn)生物質(zhì)。通過利用生物降解有機(jī)廢氣,實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的回收。實(shí)際應(yīng)用中,相關(guān)企業(yè)必須培養(yǎng)微生物,因此微生物講解只用于處理低濃度廢氣。生物的處理技術(shù)主要包括生物濾池和生物洗滌塔。生物吸收和生物降解階段由有機(jī)循環(huán)液逆流,再與塔內(nèi)氣相接觸,使氧和有機(jī)物在氣相中轉(zhuǎn)化為液相。在氣流交換完成,再回到到生化池。當(dāng)氣體濃度達(dá)到塔底壓力后,生物濾料將與氣體接觸,經(jīng)吸收處理后從頂部排出。但實(shí)際上,微生物降解操作的復(fù)雜性相對(duì)較高,還會(huì)降低揮發(fā)性有機(jī)物在不穩(wěn)定氣體和高濃度氣體中的處理效果。
總結(jié):綜上所述,新生物技術(shù)的應(yīng)用比傳統(tǒng)的氣體處理方法更有意義,在運(yùn)行成本、投資成本和安全性方面具有優(yōu)勢(shì),并且不會(huì)造成二次環(huán)境污染,適合環(huán)境處理和維護(hù)。相關(guān)企業(yè)應(yīng)該更好地利用生物技術(shù)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn),解決難處理氣體和高濃度廢氣處理等實(shí)際問題。由于揮發(fā)性有機(jī)物的成分比較復(fù)雜,大部分是混合物,因此降解過程應(yīng)根據(jù)VOCs的實(shí)際濃度和性質(zhì)進(jìn)行改進(jìn),提高防治效果。
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