关于挥发性有机废气治理技术的发展探讨 沈磊

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:沈磊
[导读] 摘要:挥发性有机废气对于自然生态环境的危害是显而易见的,同时在我们生产生活的环境埋下了隐患。
        武汉智汇元环境与安全事务咨询有限公司  湖北省武汉市  438000
        摘要:挥发性有机废气对于自然生态环境的危害是显而易见的,同时在我们生产生活的环境埋下了隐患。如今,距离人们意识到挥发性有机废气的危害已经过了很多年,对于挥发性有机废气的治理技术也有了许多的突破和进展,治理技术正在不断完善,但依然存在着许多需要改进的地方。所以,为了实现人类社会高效、健康、持续地发展,挥发性有机废气的处理工作和环境治理工作需要不断加强,从而建设更加美好的人类生存环境。基于此,本文主要分析了关于挥发性有机废气治理技术的发展。
        关键词:废气治理;挥发性有机废气;环境污染
        引言
        挥发性有机物的来源比较广泛,在很多行业中排放的废气中就会存在挥发性有机物,比如制药工业、表面防腐、印刷工业、交通运输和涂料装饰业等行业中。其中交通运输业汽车尾气排放属于挥发性有机物重点来源,然后随着我国建筑行业的快速发展,其中使用的大量装饰装修材料使得挥发性有机物变得更多,即建筑行业属于挥发性有机物另外一个主要重点来源。挥
        1挥发性有机废气的定义和概况
        一般而言,在室温条件下,饱和气压为133Pa,沸点在50℃~260℃的具备挥发特性的有机物产生的气体,我们称之为挥发性有机废气。这种挥发性有机废气主要由氨、硫化物、烃类、醛类等物质构成。在所有组成挥发性有机废气的物质中,甲醛是最为人熟知的一种。依照世界卫生组织的标准来对其进行定义的话,大多数的挥发性废气都相对较容易溶于有机溶剂,同时不溶于水。但在这些有机废气中还存在一个例外情况,即甲醛,甲醛极易溶于水。因此,在大部分情况下空气中的挥发性有机废气的浓度都不是很高。然而因为其共同存在时具备难以掌控的联合作用,所以对其治理工作的开展并不顺利[1]。
        2挥发性有机废气治理技术的发展状况与实际应用
        2.1吸收技术
        基于吸收剂中挥发性有机废气存在的不同溶解度,吸收技术可实现废气的分离净化,水型复合吸收剂、矿物油类吸收剂、离子液体吸收剂、高沸点有机溶剂均属于常用的吸收剂,吸收技术具备能耗低、吸收效率高、工艺成熟等优势,在多数挥发性有机废气处理中均能够发挥理想效果。结合相关研究可以发现,水型复合吸收剂具备无二次污染、挥发损失少、成本低、吸收效果稍低特点,矿物油类吸收剂具备极易挥发、组分复杂、吸收容量高、成本高、二次污染严重等特点,离子液体吸收剂具备挥发性低、溶解性好、热稳定性强、无二次污染、离子导电性出色等特点,高沸点有机溶剂具备难度大、成本高、吸收效率高等特点。
        2.2冷凝处理方法
        冷凝法属于一种挥发性有机物的回收处理技术,通过回收再利用从而实现污染控制。冷凝法主要是将挥发性有机物中具有价值的成分进行回收,实现资源化利用。气态污染物具有不同的蒸气压,所以冷凝法利用该特点,通过设置合适的压力和温度使得有机物过饱和,挥发性有机物中的某些成分就会发生凝结作用,从而实现对该成分的净化和回收利用。使用冷凝法对污染进行控制的去除率并不是很高,当挥发性有机物的沸点温度在60℃以下时,去除率能够达到80%~90%。所以为了实现的更好的污染控制效果,将其与下文中研究的焚烧法进行结合使用,不仅能够提高挥发性有机物的去除率,而且还可以降低运行成本和运行条件,从而在实际中得到广泛应用[2]。
        2.3燃烧处理法
        燃烧技术同样可用于挥发性有机废气净化,该技术可细分为直接燃烧技术、蓄热式燃烧技术、催化燃烧技术。

直接燃烧技术指的是直接将挥发性有机废气作为燃料,能够在1100℃的条件下得到H20和CO2产物,该技术具备运行费用低、设备简单、易产生二次污染、热效率低等特性,适用于回收价值不大、高燃烧热值的高浓度挥发性有机废气处理,但由于技术本身的安全隐患和能耗较高,近年来该技术的应用逐渐减少;蓄热式燃烧技术指的是应用蓄热材料和热交换技术处理挥发性有机废气,以此得到H20和CO2产物,该技术在包装印刷、石油化工等领域的应用较为广泛,如基于涂装过程产生的苯等挥发性有机废气可通过RTO三床式蓄热式热力氧化器在800℃条件下进行净化处理。催化剂性能直接关系挥发性有机废气净化效果,贵金属催化剂属于现阶段应用较为广泛的催化剂,如Pt-Pd催化剂,但由于这类催化剂存在较差的耐毒性、耐热性且成本较高,贵金属催化剂替代品的研究近年来也受到广泛重视,钙钛矿型氧化物复合物、复合过渡金属氧化物等属于这类研究的重点。
        2.4膜分离法
        还存在一种相对而言使用频率较低的挥发性有机废气分离和处理办法,即膜分离法。膜分离法的具体操作理念是在压力的作用力下,废气中的不同成分在膜结构中会出现不同的吸附能力,利用这种吸附能力不同的特点,可以对挥发性有机废气展开分离操作。当有机废气与膜产生接触以后,其中的有机物可以顺利透过膜,而其他组分则不能透过膜,这就实现了废气的分离操作。在具体使用的过程中,应当在进料侧施加一定的压力,使得产生比较稳定的压力差,进而为整个渗透过程供给足够的压力,让分离操作可以正常、稳定地进行[3]。
        2.5生物处理方法
        生物处理法是一种相对较为新兴的挥发性有机废气处理方法。该种处理方法是利用有机生物降解的过程对挥发性有机废气展开处理,具有非常显著的时代创新性。这种废气处理方法经过了发明之初到近些年的持续发展,已经展现出了较为明朗的广阔前景。这些新兴技术主要展现在微生物对于各种各样的污染物的强大适应性,微生物可以在挥发性有机废气中进行生存,同时其新陈代谢活动可以引发挥发性有机废气的降解,这种生物处理法优势非常明显:安全系数高,操作过程简单易懂,不会造成二次污染,同时选择生物处理还节省了大量的设备购置费用,也避免了后期的设备修缮和维护等支出,致使整个废气处理过程变得清洁、高效、经济。
        生物处理技术属于一种新型技术,在利用其治理挥发性有机废气时,人们可以借助生物降解的方式来处理。有的微生物在污染物中有着较强的适应力,所以可以将有机物作为微生物的养料进行新陈代谢,从而降解挥发性有机废气中的化合物。该法不仅安全性较强,而且便于操作,不会形成二次污染,对所需的设备要求不高,经济性较强,目前在我国得到逐步发展,在低浓度与恶臭治理中得到有效应用。在处理过程中,微生物的成长养分靠有机物,将挥发性有机废气中的有机物进行转化和分解后,形成水与二氧化碳,从而有效地将挥发性有机废气对大气环境带来的污染降低。在利用这一方法对挥发性有机废气进行治理时,为确保治理效果得到提升,废气中的污染物如何由气相被捕捉至液相是关键,直接影响去除效率。人们必须考虑填料层的碰撞密度和吸收液的选择添加,捕捉下来的挥发性有机废气再被微生物分解成水与二氧化碳。运行过程做好生物处理系统的指标控制,在具体进行控制时,结合指标内容来确定控制标准[4]。
        结束语
        在现代化工业生产过程中,石化、化工、工业涂装和包装印刷等行业生产过程中均会产生挥发性有机废气。挥发性有机废气组分复杂,治理技术多样,适用性差异大,对于有机废气治理技术的选择和系统匹配性要求高。利用这些方法可以对有机废气进行有效地分离、吸附、清除。
        参考文献:
        [1]简锦泉.挥发性有机废气生物处理技术研究进展[J].环境与发展,2018(3):53+55.
        [2]庄职源.大气环境中挥发性有机废气治理技术发展研究[J].环境与发展,2018(3):44.
        [3]贾汝峰.挥发性有机废气治理技术的研究现状及进展[J].科学与财富,2020(9):152.
        [4]张旭.挥发性有机废气治理技术的研究现状及进展[J].城市建设理论研究(电子版),2018(35):104.
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