揮發(fā)性有機(jī)化合物處理技術(shù)知識(shí)點(diǎn)

一、揮發(fā)性有機(jī)化合物處理意義

VOCs具有毒性、刺激性及致畸致癌作用，其中苯、甲苯、二甲苯、甲醛等對(duì)人體健康的危害最大，長期接觸會(huì)使人患上貧血癥與白血病，還會(huì)損害肝腎功能，引發(fā)神經(jīng)中樞病變。當(dāng)VOCs積聚到一定的濃度后，便會(huì)對(duì)吸入者口鼻等黏膜造成損傷，同時(shí)還可能損傷人體的心肺等重要器官，造成器官功能衰竭造成失眠、煩躁、癡呆等神經(jīng)障礙。除此之外，揮發(fā)性性有機(jī)物的大量積聚還會(huì)造成空氣中可吸入顆粒物的超標(biāo)，進(jìn)一步危害人體健康。部分VOCs可破壞臭氧層，臭氧層的破壞使到達(dá)地面的紫外線輻射量增加，對(duì)人類皮膚、眼睛及免疫系統(tǒng)有較大的危害。

隨著國家《十三五規(guī)劃》、《氣十條》、《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》等環(huán)保規(guī)劃的深入實(shí)施，國家和地方針對(duì)各行業(yè)的揮發(fā)性有機(jī)廢氣均出臺(tái)了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)；積極、有效地開展廢氣治理工作，不僅關(guān)乎居民的身心健康，也是完成國家大氣污染物總量減排任務(wù)的必要環(huán)節(jié)。

二、揮發(fā)性有機(jī)化合物處理技術(shù)

VOCs處理的幾種技術(shù)主要包括回收、銷毀及聯(lián)合治理技術(shù)。

1回收技術(shù)及應(yīng)用

(1)冷凝法

冷凝法是將VOCs冷卻至有機(jī)物露點(diǎn)溫度之下，使VOCs冷凝為液滴，然后直接分離VOCs，實(shí)現(xiàn)回收。冷凝法需要較高氣壓冷凝器，為提升冷凝回收效果，需要較低溫度，或較高壓力，增加VOCs處理設(shè)備成本。因此，冷凝法主要應(yīng)用于對(duì)VOCs回收率要求不高場合，以及組分簡單、濃度高、排放量小的VOCs有機(jī)污染物（如有機(jī)溶劑行業(yè)）。

(2)吸收法

吸收法是利用VOCs揮發(fā)性有機(jī)物中組分在吸收劑中溶解度的不同，從而達(dá)到分離凈化VOCs揮發(fā)性有機(jī)物的一種處理工藝。目前，吸收法處理VOCs揮發(fā)性有機(jī)物常用的吸收劑包括水型復(fù)合吸收劑、礦物油類吸收劑、高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑和離子液體吸收劑。吸收法處理VOCs揮發(fā)性有機(jī)物具有吸收率高，能耗低，工藝成熟穩(wěn)定，但不足之處是需要進(jìn)行除塵和除濕預(yù)處理，應(yīng)用成本較高。

(3)膜分離法

膜分離法在壓力推動(dòng)下VOCs組分透過膜的速率的差異，將不同氣體選擇性透過，從而達(dá)到分離的預(yù)期效果。膜分離法處理VOCs有機(jī)污染物主要應(yīng)用于風(fēng)量小、溫度低、濃度高的VOCs廢氣處理，效率高，無二次污染，回收效益高。但通量較小，處理效率較低，設(shè)備投資大，目前，主要應(yīng)用于化工行業(yè)中烯烴、烷烴的回收領(lǐng)域。

(4)吸附法

吸附法是利用吸附劑，將VOCs揮發(fā)性有機(jī)物有針對(duì)性吸附，達(dá)到凈化效果。目前，常用到的吸附劑包括活性炭、分子篩、流水硅膠和高分子吸附材料。吸附法主要應(yīng)用于處理低濃度VOCs揮發(fā)性有機(jī)物廢氣處理，且對(duì)安全保障措施要求較高，一次性投入較大。目前，主要應(yīng)用于噴漆、印刷、電子及膠粘劑等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中VOCs揮發(fā)性有機(jī)物治理。

2 銷毀技術(shù)及應(yīng)用

(1)生物法

生物法處理VOCs有機(jī)污染物，以VOCs作為碳源、氮源，利用微生物進(jìn)行新陳代謝，從而將VOCs有機(jī)污染物降解為二氧化碳、水等小分子。生物法處理VOCs具有安全性高，易操作，效率高等優(yōu)勢，不足之處是占地面積大、微生物馴化及培養(yǎng)難度大、易堵塞，受氣候環(huán)境影響。

(2)光催化降解法

借助紫外線或光催化劑處理VOCs廢氣，因此，光催化法又分為紫外光降解法和光催化氧化法。前者，主要是利用紫外光高能照射，降解VOCs；后者則需要借助光催化劑，實(shí)現(xiàn)氧化VOCs。常見的光催化劑有WO₃、Fe₂O₃、ZnO、TiO₂等等，光催化降解法處理VOCs具有效率高、無污染等優(yōu)勢，但不足之處是難固定，易失活。

(3)低溫等離子技術(shù) 

利用高壓電場中的介質(zhì)放電過程中所產(chǎn)生的高能電子轟擊VOCs，擊穿VOCs氣體，從而使VOCs有機(jī)污染物發(fā)生電離、解離、激發(fā)及氧化還原等反應(yīng)，產(chǎn)生電子、離子、原子及自由基等混合體。應(yīng)用低溫等離子技術(shù)處理VOCs，利用高能電子、自由基等高能量活性集團(tuán)，并使其與VOCs廢氣中污染物產(chǎn)生作用，生成二氧化碳和水，實(shí)現(xiàn)凈化效果。但尚處于研發(fā)試驗(yàn)階段，凈化率低，效果不穩(wěn)定。

(4)催化燃燒法

包括直接燃燒法、蓄熱燃燒法、催化燃燒法和蓄熱催化燃燒法等，就是利用高溫將VOCs加熱至著火溫度，從而將VOCs有機(jī)物氧化為二氧化碳和水。鑒于VOCs有機(jī)污染物濃度低、風(fēng)量大，應(yīng)選擇不同燃燒工藝處理效果不同。

3聯(lián)合技術(shù)及應(yīng)用

(1)冷凝+吸收工藝

針對(duì)VOCs有機(jī)污染物排放存在較大波動(dòng)的工況，而選用冷凝+吸收組合處理工藝。當(dāng)前，該工藝在處理高濃度有機(jī)污染物方面得到了較好的應(yīng)用效果。先利用冷凝降低VOCs有機(jī)污染物濃度，并對(duì)其進(jìn)行降溫，再通過吸收工段達(dá)到預(yù)處理效果。冷凝+吸收工藝具有安全性高、穩(wěn)定可靠，易管理等特點(diǎn)，能顯著提升VOCs回收效率。

(2)噴淋洗滌+催化氧化工藝

該組合工藝主要用以處理水溶性有機(jī)廢氣及含酸堿性物質(zhì)氣體。先利用酸洗、水洗或堿洗等噴淋洗滌，使VOCs有機(jī)污染物凈化達(dá)標(biāo)，將有機(jī)物轉(zhuǎn)移至水相，廢水通過催化氧化反應(yīng)去除廢水中有機(jī)物。該工藝具有運(yùn)行費(fèi)用低、技術(shù)穩(wěn)定，適用多組分、低濃度VOCs有機(jī)廢氣處理。

(3)復(fù)合生物酶+活性炭吸附

該組合工藝?yán)�用高效�?fù)合生物酶催化及活性炭吸附聯(lián)合工藝特點(diǎn)，達(dá)到降解VOCs有機(jī)污染物效果。復(fù)合生物酶+活性炭吸附工藝聯(lián)合應(yīng)用，有效減少活性炭用量，減少裝置體積，改善單一活性炭吸附工藝占地面積大等弊端。

(4)吸附+燃燒工藝

吸附+燃燒組合工藝主要用以處理低濃度有機(jī)廢氣，該工藝先是利用吸附濃縮，提升有機(jī)污染廢氣度，然后再對(duì)其進(jìn)行燃燒處理。該組合工藝能夠有效降低后期燃燒費(fèi)用。