挥发性有机废气治理技术的现状与进展

安徽环境科技研究院股份有限公司 钟炜

挥发性有机废气是一种常见的大气污染物质，主要来自化工企业、交通行业，还有各种工业领域排除的有机溶剂，这种废气如果不进行处理会严重污染环境，危害人体健康，对此需要加强治理，积极研究先进的治理技术，以此强化治理效果。为了更好地应用废气治理技术，需要有关部门对其进行合理开发、应用，并根据各地区的具体情况科学设计、针对性地处理，有效缓解我国大气污染现状。

一、挥发性有机废气概述

在室内温度恒定下，饱和蒸汽压高于134.34MPa时，沸点在55°至265°时会产生挥发性有机气体，这种污染物质主要来源于各种化工制药企业、油漆企业、印刷企业排放的废气和有机溶剂中，这种不同生产性质的企业会不定时地向空气中排放挥发性有机废气。除了以上因素，还有自然因素，比如，森林火灾、植被破坏、湿地厌氧、动物粪便等也会排放挥发性有机废气[1]。

二、挥发性有机废气治理技术概述

（一）吸附处理技术

吸附处理技术具体包括直接吸附法、吸附回收法、催化燃烧法等，其中第一种可以直接通过不同类型的吸附剂吸附挥发性有机废气，该方法可以有效提高废气净化率，投资成本低、设备操作简便，但是也存在一些负面问题，比如，吸附材料来源单一，需要根据吸附要求不断更换材料，一般该方法主要用来处理浓度较低的挥发性有机废气。吸附回收法主要通过活性炭等多孔物质来吸附有机废气，一般当吸附剂内的吸附量达到饱和时，可以通过水蒸气来脱除活性炭内的污染物，以此循环利用吸附剂。利用水蒸气脱除时，需要通过冷却、分离等方法得到处理后的其他液体，用于生产，这种方法处理效率高、成本低，但是在具体操作中会耗费大量的水蒸气，回收操作复杂。吸附催化燃烧法也可以利用活性炭来处理废气，一般可以通过热空气脱除杂质，并将杂质输送至催化燃烧床内进行燃烧，在放出热能后可以再次加热空气，回收热能，该方法可以有效提高废气浓度，通过燃烧来净化有机废气。

（二）燃烧处理技术

燃烧处理技术具体包括蓄热燃烧法、催化燃烧法。蓄热燃烧法先要促存储蓄热体释放热量，将释放后的热量用来加入有机废气，当加热到700°以上时即可以产生已经分解后的有机废气。该方法易于操作，可以处理高浓度有机废气，但是对于可燃性差的废气需要加入助燃剂才可以持续燃烧。使用此方法时，当加热到200°以上时，废气会转化为二氧化碳和水，最终有效净化废气。在使用该方法时加入催化剂可以降低燃烧温度，有效节约能源，污染程度低、安全性能高，设备购买和维修费用低，可以有效治理中高浓度挥发性有机废气，该方法使用范围较广，但是在处理低浓度废气时成本较高，因此需要谨慎选择[2]。

（三）生物处理技术

生物处理技术指利用微生物和废气中的其他成分，在长时间代谢和降解中转换成为二氧化碳和单细胞物质、无机物等，相比传统的废水生物处理技术，废气生物处理技术无法保证有害物质的充分降解，对此需要根据具体降解情况加入降解剂，以此确保气态污染物质可以充分降解。该技术在我国的应用研究已经取得了一系列成效，但是相关理论和方法研究还不够成熟，对此还需要加大研究力度。生物处理技术可以处理相同活性纤维，一般将微生物成分和废气成分进行融合，可以打乱污染气体污染物组织，将其转化成为有机物质。一般在具体处理时，工作人员需要时刻注意化学反应情况，以此采取科学的微生物和废气进行实验。该方法易于操作，不需要使用多台设备，只需要根据需求增加技术即可，但是该方法最终的处理效果不尽相同，对此需要有专门的高技术人才[3]。

（四）微波催化氧化技术

微波催化氧化技术相较于空气净化技术治理效果更佳，用到的吸附材料功能更强，会将降解方法转变为微波解吸方法，有效避免各种浪费情况的出现，并缩短吸附和解吸时间，且该方法经济性强，可以促使吸附剂循环利用，有效提高吸附效果。从技术层面来看，微波催化氧化技术在应用时主要以理论为指导，只需要工作人员根据具体问题进行改进即可，此外，该技术实用性强，可以根据实际情况对挥发性有机废气进行氧化处理，以此提高治理水平。

（五）活性炭纤维技术

该技术科技含量高，优势显著，需要用到各种先进的活性炭和环保材料，活性炭纤维主要由具备吸附能力的碳原子组成，其可以在活性炭表面形成固体薄膜结构，以此发挥治理功能，这种纤维和传统的碳吸附材料有着本质的差别。活性炭纤维物理和化学结构显著，含碳量大、孔隙表面积大，可以在治理过程中有效发挥技术优势，应用价值显著。当前研究出的新活性炭纤维技术主要增加了碳纤维表面的空隙数量，可以有效治理废气，在遇到污染物质时会自动产生呼吸性毛孔，自动吸收有害物质，并通过碳原子来净化空气。总之，活性炭本身就具有一定的净化作用，因此也可以作为环保材料使用。

（六）冷却技术

冷却技术是将挥发性有机废气集中在一起，通过使用低温度原材料将废气凝结，因为不同废气物理温度差异大，在治理时需要进行分类处理，促使其可以自动分离，以此提高治理效率。当前人们已经研发出了大型罐装和桶装的冷却设备，只需要将工业生产产生的废气输入其中，通过调试设备温度就可以对废气集中冷却，促使废气中的颗粒物粘连在一起，自动分离，最终得出无害气体，以此实现循环利用。如果想要提高处理效率，需要根据需求降低温度，科学处理成本和技术之间的关系，并不断研发新的技术方法[4]。

（七）液体吸收技术

在进行挥发性有机废气治理时，需要合理选择液体吸收技术，该技术在处理气态污染物的同时，也可以回收有利物质，一般需要将挥发性低或者不挥发的液体转化为吸收剂，通过吸收装置回收废气中的有用成分，或者对有害成分进行溶解或进行化学反应处理，最终实现净化目的。在使用水溶剂时，人们可以直接通过机械处理回收有机溶剂，以此循环利用吸收剂，这种处理方法简单、成本低，可以有效提高处理效率。另外，该技术也可以处理气体流量大、浓度高的污染气体，因为其应用广泛。

（八）纳米材料治理技术

纳米材料治理技术是指利用纳米材料和催化剂的共同作用，对挥发性有机废气进行处理的一种技术方法，纳米材料是一种晶体类尺寸在纳米级的超细材料，其表面活性物质多、表面密度大、催化作用显著，在加入催化剂后可以提高纳米的反应速度，促使原来无法发生作用的分子也可以发生作用，随着科学技术的进步，当前纳米型号规格较多，其作为一种强功能、精细性强的无机产品，在治理挥发性有机废气时的作用和效果显著。另外，纳米还具有降解作用，可以在一定的光照作用下直接将废气中的部分成分转化为有机酸、水等，且纳米光催化剂也可以对室内空气进行净化，应用前景广阔。

（九）膜基吸收净化技术

该技术主要是针对传统的膜分离技术而言的，该技术中的吸收剂可以增强膜基吸收能力，促使膜基即使在低推动力下也可以不断吸收，促使不同的气体不断流动，以此保证净化过程的稳定性。膜基吸收净化技术在治理挥发性有机废气时常常会用到两种空纤维膜，一种可以对吸收剂进行脱吸的膜，需要进行真空或者加热处理才可以吸收有机物，另一种是对废气进行吸收，其通过吸收剂的溶解作用对空气中不溶解的成分进行溶解。一般在具体应用时，可以促使液体相压力不高于气体相压力，确保膜可以顺利吸收有机气体，以此实现净化治理目的[5]。

三、挥发性有机废气治理技术应用现状

挥发性有机废气在大气污染物中含量高，为了提高治理效果，人们需要对处理技术进行研究，并加强实践应用，当前经济性强的有机废气处理技术主要通过清洁生产的方式从源头控制废气排放量。但是在石油、化工等行业还没有出台相关技术生产标准和管理体系，且各企业还没有对设备进行升级、改造，在实际生产中常常会选择一种低成本、高效率的方法来治理挥发性有机废气，这种方式不仅无法发挥各种技术的治理优势，也难以管理，最终无法实现预期的治理效果。

当前，我国常用的治理技术主要有吸附技术、吸收技术、燃烧处理技术、冷却技术、燃烧处理技术、生物处理技术等，这些技术各有优缺点，部分技术只能处理低浓度、发挥性小的废气，对此还需要工作人员科学探讨、综合应用，不断升级和改造该技术。我国相关技术研发单位和企业也需要积极学习国外先进的技术经验，借鉴国外成熟的理论体系，根据自身实际情况创建挥发性废气治理技术管理体系，确保以上技术均可以发挥自身的治理优势和价值。一般情况下，化工企业或者传统工业企业在废气排放时，往往没有直接处理或者反复加工，严重污染环境，对人体健康也造成了一定的影响，对此各行业都需要加强重视，积极探寻新的、更加合理的废弃治理方法和策略。

另外，我国政府部门在不同时期均出台了政策和制度，比如《重点区域大气污染防治规划》，主要是针对我国重点行业挥发性有机废弃物治理而言的，此后多个省市纷纷出台了相关政策和法律法规、废气检测标准和方法、大气污染治理方案、排污收费方案等。我国在法律层面出台了《大气污染防治法》，并提出了大气污染区域联合防治策略，促使各区域协同治理大气污染，共同控制挥发性有机物的产生，并出台了相应的挥发性有机物产品质量合格指标，确保各企业更加规范地生产相关设备、研发技术。以上污染防治法中规定了企业不合理排放的处罚办法，明确了政府不科学监管生产、企业不合理营销的原材料等，要求各级政府部门根据具体情况灵活处理。为了督促各部门积极施行，环保部门、工信部门还需要积极出台相关文件，发布相关技术治理政策，挥发性有机废气物料生产、运输、存储、使用相关污染防治方法，国家财政部门还出台了相关废弃物排放收费办法，这些政策、办法都为治理挥发性有机废气指明了方向[6]。

四、挥发性有机废气治理技术的应用对策

（一）健全组织机构

为了更好地将挥发性有机废气治理技术和环境保护工作深度融合，需要建立一支专业能力强的组织机构，通过组建废气检测和治理工作小组、领导小组来督促各个地区对挥发性有机废气进行检测和治理，具体的检测内容需要根据具体需求科学选择，且工作小组需要合理安排工作内容，以此确保检测和治理工作目标的实现。

（二）制定废气治理制度

随着城市化的推进，大气污染问题日益严重，为了更好地净化空气、治理污染问题，需要加强对挥发性有机废气排放的控制，加强废气治理技术的研究，并不断推进研究进程，强化治理效果，以上目标和任务的实现必须依赖完善的大气检测制度和废气治理制度。废气治理工作是一项复杂、长期的工作，需要根据当地环境、大气污染情况、经济发展水平科学制定目标，采取治理手段，以此确保最终的治理效果[7]。

（三）优化大气检测程序

大气检测效果直接影响挥发性有机废气的治理效果，尤其是在工业区和农村治理工作中，更需要加强对大气的检测，重点对各种有害气体、污染物质进行监测，并对监测工作进行全过程管理，便于为政府部门、治理单位作出信息决策提供数据依据。在具体的大气检测之前，工作人员首先需要了解检测地区的具体情况，重点对地理地质条件、人文因素等进行了解，以此明确检测地点、方法、设备、次数等，最终提高检测数据的精准性和实效性。此外，检测机构还需要根据检测结果不断优化检测程序，科学应用检测技术，对最终的数据进行整合、分析，以此公布于众。

（四）完善规范体系

政府部门和相关单位需要根据各地区挥发性有机废气治理情况，不断调整和完善有机废气治理规范体系，根据我国《环境保护标准“十三五”发展规划》中的基本要求，对各行业大气污染物排放情况进行监管，促使他们严格根据相关标准对废气进行净化处理、加工处理、排污处理。国家还需要统一大气综合排放标准，制定最新的挥发性有机废气排放检测方法、管理方法、治理方法，以此为相关企业提供指导意见[8]。

（五）加强排污控制管理

政府部门需要安排专职人员定期或者不定期检查化工行业、部分工业领域中挥发性有机废气的排放情况、物料生产情况、相关产品生产和运输情况、废气治理设备生产和使用情况，从工业生产的全过程加强监管，且还需要从源头加强管控，通过废气收集和回收利用、工艺优化、治理技术升级、场所建设等措施有效控制挥发性有机废气的排放。

五、结束语

综上所述，当前我国面临着严重的大气污染问题，尤其是发展型城市，为了更好地实现保护环境、恢复生态系统的目标，我国需要加强挥发性有机废气治理技术的研究，需要在遵循国家相关政策、规范、文件要求的基础上完善理论和应用研究。此外，对于各种治理技术还需要相关部门不断创新和改进，不断优化治理程序，以此确保挥发性有机废气治理技术研究取得重大进展。