挥发性有机废气治理技术发展探究

（中铝山西新材料有限公司，山西河津 043304）

0.引言

社会经济建设中，挥发性有机废气属于常见污染物质，对周围环境质量、动植物生存会造成较为直接的影响。为加强环境保护，我国环境治理、污染防控事业的不断推进，各类治理技术被应用在挥发性有机废气的处理中，但是为确保相关污染物质净化、分解的有效性，还需基于各类治理工艺，制定更具综合性、针对性的治理方案。

1.挥发性有机废气的相关定义

化工领域中，挥发性有机废气通常可用VOCs表示。其基本定义是在正常气压条件下，大气环境中沸点超过260℃，并且以气态形式存在的有机化合物。化工、石油行业发展中，其生产活动中所排出的ArOH、芳香烃、酮、酯、胺、醚等污染物质均属于挥发性有机废气。并且由于挥发性有机废气成分复杂、种类多，与空气接触后出现消散的情况，使得该类污染物质的治理难度增加。不仅如此，挥发性有机废气的本质属于毒性气体，燃点低，其存在本身会伴有自燃、爆炸风险，甚至会诱发光化学烟雾，危及周边生物生存安全[1]。因此，应积极推进挥发性有机废气的治理工作，消除其对大气环境造成的危害性。

2.大气环境中挥发性有机废气的危害性分析

挥发性有机废气会对大气环境造成不可预估的损伤，具体可体现在以下内容中。首先，挥发性有机废气会造成环境污染，继而阻碍动植物生长，比如工业生产活动中所产生的二氧化硫、光化学烟雾、氟化物等挥发性废气，会在植物生长过程中，导致植物枯黄、死亡，造成农作物生产量减少、植物光合作用受阻、净化功能减弱等不利影响。其次，挥发性有机废气同样会危及到人类健康。VOCs在与阳光接触后，会受光照射影响而与氯离子反应，从而转变为光化学烟雾，损伤人类呼吸系统、眼部健康。另外，VOCs中含有的硫化物会诱发癌变，使人类生存面临较大风险，甚至会威胁到胎儿正常发育、健康生长。最后，大气环境中，挥发性有机废气的产生会使气候条件产生异常，造成严重的大气污染，损伤臭氧层，引起酸雨，加剧全球变暖[2]。

3.挥发性有机废气治理技术的发展与实践

3.1 发展现状

随着挥发性有机废气危害性的凸显，其治理技术研发工作不断开展，目前，国内外挥发性有机废气治理技术的发展速度不断提升，而回收、分解是治理挥发性有机气体的主要方式。其中挥发性有机废气治理技术中的回收工艺，是基于挥发性有机物的物理反应，对化工产业所排放的VOCs进行过滤、净化、吸收，具体治理工艺包括吸附治理技术、冷凝治理技术。与此同时，挥发性有机废气在治理时，同样可在等离子体、催化燃烧、生物处理等治理技术实践中，将VOCs转化为无毒无害物质。

3.2 具体实践

（1）生物处理技术。挥发性有机污染物的生物处理中，具体可应用的治理工艺包括生物洗涤、膜生物、生物滴滤、活性污泥等方法[3]。在此期间，生物处理技术治理VOCs的主要原理是在挥发性有机物气体经过生物膜、气液穿进微生物悬液后，该物质会与氧气产生反应，随后分解为水、硫酸盐、二氧化碳、硝酸盐、菌体等物质，使原有的有机化合物的主要成分转变为无机物质，最终起到净化VOCs的作用。以生物滴滤治理技术为例，生物处理技术中，生物滴滤是将惰性物质作为过滤床层填料。相较于传统过滤工艺，惰性物质可有效减少床层对VOCs穿过的阻力，使带有VOCs的液体、气体进入填充层。同时在营养物质浓度、酸碱度等工艺参数的调整中，增加一定体积内挥发性有机废气过滤层的生物量，更为有效的净化高负荷VOCs废气。另外，生物滴滤治理技术可结合VOCs废气产酸特点，利用生物降解功能将废气中酸性代谢物清除。现阶段，适用于生物滴滤治理技术的VOCs废气有单环芳烃、烯烃、烷烃、酮、醇等有机污染物[4]。

（2）吸附治理技术。吸附治理技术在挥发性有机废气的处理中应用尤为广泛，常用吸附工艺有变压吸附、变温吸附两种。其一，变温吸附。治理VOCs废气时，变温吸附是基于吸附剂吸附量会与温度成反比关系的特点，将VOCs集中到常温条件下进行处理，使其在温度增高后与吸附剂共同吸热、脱附。活性炭是变温吸附工艺中常用的吸附剂，在治理VOCs废气时，活性炭会在升温后在热气体、水蒸气作用下脱附。通常情况下，活性炭脱附温度为110℃～220℃，脱附过程中活性炭会吸附VOCs废气，分别利用水蒸气和热气体脱附、回收废气中的芳香族有机物、碳氢化合物、其他污染物质[5]。其二，变压吸附。热源条件、恒温条件下，相关人员可在通过吸附系统压力的调整，使得吸附物质在压力作用下对VOCs废气进行循环脱附。具体操作过程中，吸附系统内压力超过1kPa后，设备内真空度会明显增加，从而保证吸附剂对VOCs废气的吸附效果。

（3）催化燃烧技术。催化燃烧技术是基于传统燃烧治理技术，应用带有催化剂的焚烧炉治理挥发性有机物。在处理VOCs过程中，相关人员会将具有分解性质的催化剂加入焚烧设备，使VOCs中的有机污染物质可以更为彻底的分解。化工生产中，催化燃烧法的关键在于降低各类挥发性有机污染物的燃点，使其在焚烧炉内快速分解为无机物质。现阶段，催化燃烧法是挥发性有机物废气治理技术中发展较为迅速的工艺之一，并且此种治理工艺可结合VOCs废气特点，灵活选用催化剂，使废气催化燃烧。比如在治理含有丙醇、乙烷、苯的挥发性有机废气时，可选择Au/TiOxNy、Pb/H- Beta等催化剂，提升催化焚烧设备对VOCs废气的催化效率。同时可在废气燃烧后，二次净化、回收有害气体，减少挥发性有机废气治理中的资源消耗。

（4）冷凝及等离子体技术。等离子体、冷凝治理技术，在挥发性有机废气的治理中有着不可忽视的实践价值。其中冷凝技术净化、回收、分解挥发性有机废气时，其基本原理是通过冷凝手段，使废气温度降低，使VOCs废气中各成分凝结后转化为液态，随后将分解后的各物质进行回收。对于高浓度、组分单一的VOCs废气废气，冷凝治理技术的应用有着尤为明显，回收效率为85%～90%。比如在治理浓度为5000ppm～800ppm的VOCs废气时，冷凝治理技术可有效分解挥发性有机物，并配合洗涤、吸附等基础性治理工艺，确保挥发性有机物的治理效果。等离子体治理技术是通过建立等离子体场，使离子、分子、激发态原子、电子、自由基等活性物种汇集，之后可将一定范围内的挥发性有机废气进行分解。在治理室内空气、低浓度挥发性有机气体时，等离子体治理技术实践价值明显，可低温去除VOCs废气，且治理过程中能耗低。

4.结语

为提升生态文明建设水平，实现工业文明健康发展的基本目标，挥发性有机废气的高效治理迫在眉睫。但由于挥发性有机废气类型多样、内部结构复杂，且各类废气浓度不一、性质特殊，整体治理难度较大。为此，在应用生物处理、臭氧氧化、吸附等治理技术时，还应通过更为具体的治理方案，完善挥发性有机废气处理流程，减少该类污染物质对大气环境造成的危害。