浅谈挥发性有机废气治理技术的现状与进展

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[摘 要]随着社会科学进步的不断发展，公众和学术界的环境保护意识也不断加强。工业生产等多领域中，为实现可持续发展，挥发性有机废气的治理是一个值得研究的课题。本文从挥发性有机废气的基本特性出发，针对挥发性有机废气的治理现状进行分析，从实践出发，探讨优化挥发性有机废气治理技术的发展前景和可行性建议。

[关键词]挥发性有机废气；治理技术；环境保护

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0159-01

随着社会科学进步的不断发展，环境保护的重要性不言而喻。工业生产等多领域中，为实现可持续发展、构建环境友好型社会，挥发性有机废气的治理是一个值得研究的课题。挥发性有机废气，也称VOCs，主要包括烃类、氨、硫化物等易挥发的有机化合物，其室温下饱和蒸气压超过133.3 Pa，沸点在50℃到260℃之间。不仅气体本身作为一次污染物会危害人体健康，并且可以和N02反应进一步在紫外线的参与下形成光化学烟雾生成二次污染。光化学烟雾，是一种有害的淡蓝色烟雾，它可以引起大气污染、影响建筑材料、导致农作物减产，并且和人体多系统疾病有关。因此，]发性有机废气的处理刻不容缓，我国也已经出台了相关法规政策治理挥发性有机废气的排放。本文通过阅读大量文献资料、分析实践实例，对治理挥发性有机废气的处理技术的现状和发展前景加以介绍和分析。

一、挥发性有机废气治理技术

吸附法是常用的治理技术之一，将流体中的某组分吸附浓缩在多孔性固体表面，从而分离该组份。通过技术的不断完善，已基本实现自动化控制，净化效率满足常用要求，就是对于高浓度的气体的吸附效果不佳。这里要强调因地制宜的选择合适的吸附剂。良好的吸附剂，如活性炭等，密孔面积大，成分稳定，耐性佳。具体而言，颗粒状活性炭结构不如活性炭纤维效率快。近来研究发现，氧化后活性炭有效传质系数更大，性能更佳。

催化燃烧处理技术也是净化废气的好方法，催化剂使得废气中未燃净的成分在较低温度下充分氧化分解。该技术对废气中的可燃组分效果好，反应安全，温度要求较低，辅助燃料消耗少。但是尘雾会影响催化剂寿命，因此应用环境要求严格。技术的使用步骤复杂，需要对废气进行净化前处理。具体流程是：气体在预热室加热升温，燃烧净化后气可以通过热交换回收部分热量。或者对有机物含量较高的废气，进行热平衡反应。值得一提的是，对于低浓度低温度的废气，可以先吸附浓缩后再催化燃烧。整个反应过程中，在热量回收率高时，热平衡要综合考虑废气不同成分和不同浓度放出的不等的热量，不同催化剂导致的起燃温度的高低不同。从而实现无需添加额外热源的经济环保的废气净化技术。目前在化工、环境工程等多行业中用于净化挥发性有机废气和处理汽车尾气。提高催化剂性能是进一步深化应用的必由之路。

另一种处理方法：液体吸收法在消除废气的同时，还可以再回收利用部分物质，该技术的废气去除率较高。液体吸收法通过区分吸收剂液体中废气的溶解度等差异，净化废气。选择与有机物相似相溶的溶剂如柴油等，对废气进行吸收，再对溶剂进行解吸处理回收部分物质。技术工艺流程简单、投资费用低，但对塔式吸收设备要求较高。液体吸收技术在大流量高浓度的废气处理有着比较广泛的应用，其缺点是易受腐蚀，并且存在二次污染。该技术的进一步研究方向是探索无毒无害、解吸率高、可以反复使用的新材料。

另一项新兴的技术，是生物处理技术。该技术近年来发展很快。微生物具有适应污染、吸收再生、投资费用低的优点。微生物将挥发性有机废气作为代谢底物，降解处理效果好，并且生物处理技术的投资、运行费用相对较低，并且没有二次污染。技术基本流程是将生物膜覆盖在过滤器中，在膜中生物相和废气发生生物化学反应，有机降解废气。微生物的生存需要控制适宜的PH，同时对有机溶液也有一定的选择性。生物处理技术对难处理的恶臭物质、有毒有害物质、挥发性有机物降解效率佳，对含氯较多的分子效果较差，适合于处理气体流量大的气体。进一步研究方向是对特定污染的特定微生物的培养，对填料、生物膜的适应性优化以及建立相关数字模型以系统计算废气处理相关流程设计。

值得一提的是，光催化氧化法。光催化氧化具有选择性，其用料可以循环使用，反应条件要求低，经济成本低。活性炭纤维作为载体的负载型的纳米Ti02光催化剂是一种非常便利的新产品，产品的比表面积大，稳定性高，抗光腐蚀性强，有较强的吸附作用，光催化综合性能好，不需更换再生，不会造成二次污染，发生反应速度快，具有抗菌效果。该技术还处于实验室阶段目前仍存在一些问题，发展方向上可以使用贵金属沉积、复合材料等多种制备方式对材料进行进一步效率优化，采用气相沉积法等多种手段，对实验条件进一步优化，将微波场等先进技术和光催化相耦合，从而进一步提高光催化效率。实验表明，一些纳米技术的应用大大推动了这一技术的进步，如纳米级粉体材料氧化还原性能极强，总之，该技术具有极大的经济潜力。

低温等离子体技术处理是利用等离子体物理化学反应的原理，借由高能粒子处理废气。常用的有电子束照射法等。低温等离子技术的能耗低，使用便利，不产生副产物、放射物，适于处理有气味气体。其发展方向是：进一步减少水蒸气含量的影响，提高处理反应效率，降低初始设备投资成本，提高经济效益。

二、挥发性有机废气集成治理技术

集成治理技术是指除了上述挥发性有机废气处理技术的单独使用外，将上述生物处理法、光催化氧化法、液体吸收法、吸附法、催化燃烧法、低温等离子处理法等针对实际情况进行综合运用。目前广泛应用的例子有：将吸附法和液体吸附方法联合运用，回收高浓度苯乙烯废气；利用等离子体与催化反应的协同效应对废气进行处理等等。实践证明，集成治理技术处理提高了处理效率、降低能耗，其效果良好，发展前景广阔。

三、总结和展望

在挥发性有机废气治理技术中，上述技术各有千秋。总体而言，治理技术的发展总体方向是：在实践中不断完善技术，提高设备容量，简化操作步骤，研发高效无毒的新兴材料和新技术，避免形成二次污染，提高经济效益，提高处理材料的重复使用率，扩大应用领域，降低反应条件要求。这就要求我们坚持走自主创新的道路。本文查阅相关文献和实例分析，对生物处理法、光催化氧化法、液体吸收法、吸附法、催化燃烧法、低温等离子处理法等挥发性有机废气治理技术进行了简要的介绍，立足上述技术的发展现状提出了可行性发展建议，展望了发展前景。总之，整体学术水平的提升有助于技术的进一步发展，有助于环境友好型社会的建设，有助于提高我国综合国力，对于可持续发展有着积极的现实意义。

参考文献

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