劉玲玲

（蘇州優(yōu)樂(lè)蜂環(huán)保科技有限公司，江蘇蘇州215128）

1 引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，人民社會(huì)生活對(duì)于能源的需求越來(lái)越大。同時(shí)，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展速度也逐步加快，伴隨產(chǎn)生的環(huán)境破壞問(wèn)題也日益突出[1]。在各種影響因素中，有機(jī)廢氣的影響尤為突出，特別是印刷、涂裝、石化、化工等行業(yè)[2]。有機(jī)廢氣的大量排放對(duì)我國(guó)的社會(huì)環(huán)境、人民生活質(zhì)量都造成了非常惡劣的影響，為了改善人民群眾的生活環(huán)境，提升生活質(zhì)量，有必要對(duì)復(fù)雜的工業(yè)有機(jī)廢氣進(jìn)行專(zhuān)業(yè)治理，以避免有機(jī)廢氣排放對(duì)建設(shè)我國(guó)清潔社會(huì)的影響，并從源頭上解決空氣污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)各行各業(yè)的長(zhǎng)效、綠色以及可持續(xù)發(fā)展[3]。

2 有機(jī)廢氣的主要來(lái)源

有機(jī)廢氣，顧名思義就是在生產(chǎn)活動(dòng)中排放出來(lái)的含有碳?xì)浠衔?、苯系物、醇?lèi)、酮類(lèi)、酚類(lèi)、醛類(lèi)、胺類(lèi)等有機(jī)化合物的不可回收利用的氣體，這些氣體的來(lái)源主要是工業(yè)及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[4]。其中工業(yè)領(lǐng)域主要為化工、石化、印刷涂裝等行業(yè)。這種有機(jī)廢氣的擴(kuò)散速度相當(dāng)快，如果不加處理直接排放，將會(huì)對(duì)我們的生態(tài)環(huán)境及人民的身體健康造成嚴(yán)重的影響。除此之外，有機(jī)廢氣的排放還會(huì)對(duì)農(nóng)作物以及部分昆蟲(chóng)動(dòng)物產(chǎn)生消極影響，嚴(yán)重威脅了生態(tài)平衡[1]。

3 有機(jī)廢氣的主要危害

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是工業(yè)有機(jī)廢氣的主要成分，是具有一定毒性的氣體。在生產(chǎn)過(guò)程中，特別是農(nóng)業(yè)及工業(yè)中的石化、化工領(lǐng)域，會(huì)有大量VOCs的排放，這些會(huì)對(duì)人類(lèi)、植物以及氣候造成非常嚴(yán)重的傷害[5]。

3.1 對(duì)人體健康的危害

大部分VOCs揮發(fā)性有機(jī)物均有一定的刺激性氣味，會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生影響，引發(fā)鼻炎、肺炎等疾病。部分VOCs如芳香烴等排放到空氣中，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致人體引發(fā)腫瘤病變和其他重疾，如制鞋工藝中的“三苯”可引發(fā)中毒死亡；涂料溶劑中揮發(fā)的甲苯和二甲苯等有毒氣體也是危害人們健康的重要污染源，是對(duì)人體健康有重大威脅的氣體[6]。另外，VOCs可引發(fā)一系列光化學(xué)反應(yīng)，在紫外光照射下，VOCs可與NOx和空氣中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成的臭氧等物質(zhì)可間接的促進(jìn)霧霾及光化學(xué)煙霧的形成，這些不良天氣均會(huì)對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)和眼睛造成影響，引發(fā)不適。

3.2 對(duì)植物造成的危害

工業(yè)廢氣中的VOCs對(duì)植物也會(huì)造成十分嚴(yán)重的危害。植物是環(huán)境中有害氣體的天然凈化器，可以有效改善人類(lèi)生存環(huán)境的空氣質(zhì)量，而工業(yè)廢氣中的VOCs會(huì)對(duì)植物的光合作用造成影響，導(dǎo)致植物枯黃落葉，無(wú)法再為生態(tài)環(huán)境凈化空氣。同時(shí)，工業(yè)廢氣中的VOCs還會(huì)對(duì)農(nóng)作物造成影響，引起農(nóng)作物減產(chǎn)[7]。

3.3 對(duì)全球氣候的危害

有研究表明，目前造成大氣污染的主要原因是工業(yè)廢氣中的VOCs，而且工業(yè)廢氣中的VOCs對(duì)大氣環(huán)境的影響是全球性的。VOCs對(duì)環(huán)境的破壞主要有以下三個(gè)方面：1）工業(yè)廢氣中的VOCs會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖和冰川融化，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。2）工業(yè)廢氣中的VOCs會(huì)導(dǎo)致酸雨，影響植物生長(zhǎng)并造成農(nóng)作物減產(chǎn)，腐蝕建筑物等。3）工業(yè)廢氣中的VOCs會(huì)造成臭氧層的破壞[8]。

4 工業(yè)有機(jī)廢氣處理技術(shù)

4.1 吸收法處理技術(shù)

吸收法處理技術(shù)的原理就是利用有機(jī)廢氣的溶解性或反應(yīng)性，選擇恰當(dāng)?shù)奈战橘|(zhì)，將有機(jī)廢氣從氣流中分離出來(lái)的過(guò)程。其中物理吸收法和化學(xué)吸收法是主要的兩種液體吸收方法，這兩種方法都可以有效吸收有機(jī)廢氣。例如，處理技術(shù)中使用水作為吸收劑，吸收易溶于水的有機(jī)廢氣[9]。吸收法處理有機(jī)廢氣不僅可以有效轉(zhuǎn)化氣體污染物，而且可以將氣體污染物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品，因此吸收法是一種治理有機(jī)廢氣的重要方式和途徑。在我國(guó)現(xiàn)階段，已在處理工業(yè)有機(jī)廢氣過(guò)程中積攢了大量的經(jīng)驗(yàn)，吸收處理技術(shù)比較成熟，是有很強(qiáng)應(yīng)用性的工業(yè)有機(jī)廢氣處理技術(shù)，因此該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于大氣污染的治理之中。

吸收法處理技術(shù)的關(guān)鍵為吸收劑、吸收條件及吸收設(shè)備。根據(jù)有機(jī)廢氣的種類(lèi)及產(chǎn)生條件選擇合適的吸收劑、設(shè)計(jì)與產(chǎn)氣情況相匹配的吸收設(shè)備及吸收條件，是保證吸收法高效處理有機(jī)廢氣的關(guān)鍵[10]。主要的吸收設(shè)備包括：填料塔、湍球塔、板式塔等。

4.2 吸附法處理技術(shù)

吸附法處理技術(shù)的原理主要是利用分子間的作用力，采用多孔固體來(lái)吸附和處理有機(jī)廢氣，然后實(shí)現(xiàn)凈化有機(jī)廢氣的目標(biāo)。當(dāng)工業(yè)有機(jī)廢氣被吸附到一定范圍后會(huì)有吸附的有機(jī)物被解吸的情況出現(xiàn)，一旦吸附物被解吸，便可以進(jìn)行再回收。這主要是因?yàn)樵谔囟ǖ奈竭^(guò)程中，物理吸附是高度可逆的，而解吸與物理吸附相反[11]。

活性炭是一種普遍的、常用的吸附劑，活性炭的主要形式包括活性炭顆粒、蜂窩活性炭、活性炭纖維等?；钚蕴课絼┑谋缺砻娣e較大，吸附率較高。活性炭吸附劑在其自身的吸附過(guò)程中產(chǎn)生的吸附效果與其本身包含大量的孔、表面積較大特征有著緊密聯(lián)系，同時(shí)與廢氣的基本性質(zhì)、濃度和類(lèi)型有關(guān)?；钚蕴课絼┑膹?qiáng)吸附作用不僅與其自身的性能有關(guān)，而且與有機(jī)物的性能密切相關(guān)[12]。活性炭吸附工藝流程如圖1所示。

圖1 活性炭吸附工藝流程

在此過(guò)程中，如果有機(jī)廢氣的濃度較低并且需要較高的凈化要求，可選用吸附法對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附濃縮，以達(dá)到廢氣治理的目的。

去除效率高、可以徹底凈化、能量消耗少都是目前吸附處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。如今，我國(guó)現(xiàn)有的吸附法處理技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟，吸附法處理工業(yè)有機(jī)廢氣技術(shù)可靠，市場(chǎng)推廣力度較高，它還帶來(lái)了環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益[13]。 但是，吸附工藝技術(shù)也有一定的缺點(diǎn)，比如目前我們所使用的吸附劑不能被重復(fù)利用，如果在處理完工業(yè)有機(jī)廢氣之后，不能很好處理吸附劑將會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，得不償失。嚴(yán)重時(shí)，這些吸附劑可能會(huì)更加有害，變成十分危險(xiǎn)的物質(zhì)，因此加大了消除成本[14]。

4.3 熱破壞處理技術(shù)

通常用于處理工業(yè)有機(jī)廢氣的熱分解技術(shù)稱(chēng)為燃燒法，熱分解技術(shù)的基本原理是高溫環(huán)境下有機(jī)廢氣的氧化和熱解。在我國(guó)現(xiàn)階段，熱破壞處理技術(shù)是一種處理工業(yè)有機(jī)廢氣的重要方法之一[15]。直接燃燒(如RTO)和催化劑燃燒(如RCO)是現(xiàn)階段熱破壞燃燒類(lèi)型的兩種主要類(lèi)型。兩種類(lèi)型的處理過(guò)程主要為：直接燃燒是指在特定的容器內(nèi)在一定的溫度條件下（650~850℃范圍內(nèi)）燃燒一些有害的有機(jī)物質(zhì)，然后是小的無(wú)機(jī)分子，例如二氧化碳和水的過(guò)程[16]。這種清潔工業(yè)有機(jī)廢氣的方法可實(shí)現(xiàn)99%的治理效率，具體見(jiàn)圖2。催化燃燒方法是在催化劑的作用下處理有機(jī)廢氣。

圖2 直接燃燒處理工藝流程

熱破壞處理技術(shù)治理效果十分明顯，作用非常突出，可以將有機(jī)廢氣徹底去除。催化燃燒技術(shù)將使用貴金屬、賤金屬和其他催化劑。 其中，貴金屬催化劑具有良好的低溫催化活性和低閃點(diǎn)，賤金屬催化劑的類(lèi)型是多種多樣的。

催化劑燃燒經(jīng)常會(huì)發(fā)生催化劑中毒的現(xiàn)象。這是因?yàn)橛袡C(jī)廢氣中包含著大量的雜質(zhì)，包含汞，鉛，磷，鋅和其他物質(zhì)。 這些物質(zhì)在實(shí)際燃燒過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，容易附著在催化劑表面，大大降低催化劑的活性。 因此，選擇與催化劑的活性和穩(wěn)定性有關(guān)的催化劑非常重要。

4.4 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)原理是通過(guò)微生物將工業(yè)有機(jī)廢氣分解成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。生物處理技術(shù)的本質(zhì)是在一定的環(huán)境條件下，微生物將利用有機(jī)廢氣中的有機(jī)化合物將其轉(zhuǎn)化為必需能量，以維持生命。同時(shí)，它們分解有機(jī)物質(zhì)，并將其從小分子轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)，例如水和二氧化碳。使用微生物進(jìn)行廢物處理的這種方法已經(jīng)存在了很長(zhǎng)時(shí)間，并且可以用于凈化工業(yè)廢氣。生物處理技術(shù)工藝流程圖如圖3所示。

圖3 生物法凈化工業(yè)廢氣的傳質(zhì)降解模型

綠水青山就是金山銀山。十八大以來(lái)我國(guó)愈來(lái)愈注重對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，工業(yè)有機(jī)廢氣是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的副作用產(chǎn)業(yè)，無(wú)視有機(jī)廢氣的存在，任由其污染空氣，破壞生態(tài)環(huán)境，終會(huì)讓我們付出慘重的代價(jià)，因此我們必須有效控制工業(yè)有機(jī)廢氣的排放，利用現(xiàn)代化的治理技術(shù)處理工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，避免其污染生態(tài)環(huán)境。文章通過(guò)總結(jié)吸收法處理技術(shù)、吸附法處理技術(shù)、熱破壞處理技術(shù)、生物處理技術(shù)的原理和處理有機(jī)廢氣的過(guò)程，利用裝置來(lái)去除工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的有機(jī)廢氣，以降低其對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。