揮發性有機廢氣危害及處理技術探討

摘要：揮發性有機廢氣是一種有害氣體，我國作為制造業大國，揮發性有機廢氣的排放量高居世界首位，雖然政府不斷出臺相應解決對策，但處理成效仍然有待加強。本文在分析當前揮發性有機廢氣治理現狀及其危害的基礎上，對多種廢氣處理技術進行研究，以期提升對揮發性有機廢氣的治理成效。

關鍵詞：揮發性;有機廢氣;處理技術

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.058

Abstract： The volatile organic waste gas is a kind of harmful gas. As a manufacturing country， the emission of volatile organic waste gas is the first place in the world. On the basis of analyzing the present situation and the harm of the present volatile organic waste gas， this paper studied many kinds of waste gas treatment technology， with a view to improving the control effect on the volatile organic waste gas.

Key words： Volatility; Organic waste gas; Treatment technology

1 揮發性有機廢氣的治理現狀

空氣問題是近些年人們關注的焦點，特別是很多地區霧霾問題加劇，讓公眾對揮發性有機廢氣的了解相對加深。針對這一問題的治理一直存在難度，主要是受其自身降解難、污染量大等特征影響。相比較國外而言，我國針對這一問題的治理水平要相對滯后，很多環節都仍需進一步提升。就目前來說，我國的治理措施主要是依靠強制性的法令條例，而在技術領域的探索則有待加強，因此，想要全面高效的治理好揮發性有機廢氣問題，我國還需要嘗試更多。

2 揮發性有機廢氣的危害

揮發性有機廢氣的種類相對較多，其中包括烷烴類、醛類、烯烴類等，由于自身具有一定的揮發性，給人們的生活帶來了許多危害，通過對數據調查發現，揮發性有機廢氣主要具有以下幾方面危害。（1）影響人類健康，揮發性有機廢氣極易在空氣中氣化，尤其是苯類物質毒性較大，具有強烈的刺鼻味道，會對人類的嗅覺器官造成損害，如果人們常時間接觸這類物質，會給人類的健康帶來不良影響，甚至會引發基因突變、病變等問題。（2）產生二次污染物，在陽光充足的條件下，揮發性有機廢氣會與大氣中的碳氫化合物、碳氧化合物發生一系列的化學反應，會產生相應的二次污染物，例如空氣中的霧霾，這不僅限制了動植物的生長，還影響著人們的身體健康。（3）危害程度相對較深，苯類物質在空氣中揮發，會刺激人們的呼吸系統和視覺系統，而烴類物質一旦揮發，會對臭氧層造成破壞，進而影響生態平衡，加劇自然災害的發生。另外，由于揮發性有機廢氣擴散迅速，被各個地區認為是最具有危害性的物質。

3 揮發性有機廢氣的處理技術

3.1 吸附法

通常情況下，吸附技術是指從多種混合物中，選擇具有吸附能力的吸附劑，吸收有機污染物中相應成分，吸附劑類型以多孔結構固體為主，如活性炭等。在選擇和使用吸附劑時，應該考慮揮發性有機廢氣自身性質，不同污染物的性質對吸附劑的使用有著很大的影響，嚴重時會大大降低吸附效果，另外，物理性質、耐高溫情況、空氣阻力情況等，都是選擇吸附劑時所需要考慮的重要因素，選擇合適的吸附劑類型，才能大大提高吸附能力和效果。到目前為止，在應用吸附技術處理揮發性有機廢氣時，活性炭是使用最為廣泛的吸附劑，當廢氣濃度高達1000×10-6時，吸附效率可以高達95%，具有良好的吸附能力，見表1所示為不同類型活性炭的性質，能夠看到，活性炭纖維的吸附性能更強，主要是由于活性炭纖維表面均勻，氣體在表面擴散的距離相對較短，所以吸附性能力最強。

3.2 燃燒法

對于濃度較低的揮發性有機廢氣而言，燃燒技術最具有實效性，這種方法操作流程簡便，同時去除效率較高。近幾年來，有關學者對這項技術不斷進行深層次研究，根據燃燒技術的不同，將其分為了直接燃燒法、熱力燃燒法、催化燃燒法三種類型。（1）直接燃燒法是指不添加任何的物質，直接對揮發性有機廢氣進行燃燒，一般情況下，燃燒的溫度需要控制在1000℃左右。盡管這種操作方法較為簡單，但卻容易產生二次污染物，對環境造成一定的破壞和影響。（2）熱力燃燒法則需要以一些助燃物質作為輔助，這種處理方式具有以下幾點優勢：其一，燃燒溫度相對較低，只需要控制在850℃左右，就能有效處理揮發性有機廢氣。其二，燃燒產生的廢氣能夠作為助燃物質，極大的節省了助燃物質所需的開支。（3）催化燃燒法是一種無火焰燃燒方式，與其他燃燒方法相比具有很多優點，不需要使用火焰進行燃燒，安全性較高，同時也存在著一些缺陷，如使用的催化劑中含有稀有的金屬成分，價格相對較高。

3.3 光催化氧化法

光催化氧化法是廢氣處理中一種最為常見的方法，主要借助了太陽光照，在使用催化劑后，激發并產生電子空穴對，其具有一定的催化性，能夠與催化劑表面的氧氣和水充分接觸，產生相應的活性粒子，再與揮發性有機廢氣發生化學反應，將其有效分解為小分子物質，一般情況下，最常使用的光催化劑是二氧化鈦。

對于光催化氧化法而言，需要考慮光的波長、強度等因素，只有吸收了固定波長范圍內以及一定的光照強度，才能使光催化劑發揮出實際的作用，產生足夠量的電子空穴對。通過對數據調查發現，對于二氧化鈦而言，在紫外光照范圍內產生電子空穴對效果最佳，光照強度越強，催化劑的活性越強，只有切實改變催化劑的活性，才能提高去除揮發性有機廢氣效率。除此以外，要想提高二氧化鈦活性，不僅可以擴大接觸面積，釋放更多的活性粒子，也可以加入一些金屬粒子，改變自身光照強度，有助于加強相應的化學反應。

3.4 納米空氣凈化法

現如今，納米空氣凈化法被廣泛應用，是目前最為先進的廢氣處理工藝，這種納米材料能夠電解水蒸氣，并產生具有較強氧化性的羥基負離子，與其他強氧化劑相對比，羥基負離子的還原電位較高，可以氧化空氣中存在的有機污染物。新型納米空氣凈化法納米電極產生的能量場，會在短時間內破壞污染物的分子結構，處理污染物的效率較高，對苯類物質、烷烴類等揮發性有機廢氣具有明顯的去除效果，在對揮發性有機廢氣處理的過程中，只要保證設備能夠正常運行，則后期設備的維護工作將會大大減輕。與此同時，納米空氣凈化法所使用的材料無毒無害，不會產生二次污染。綜合來看，納米空氣凈化法適用于處理氣體濃度低于100mg/m3，具有以下幾方面優勢：其一，材料屬于天然有機原料，不容易引起火災等風險。其二，凈過床阻力相對較小，電能使用量也較低，可以為企業節省一定的經濟支出。

3.5 低溫等離子體法

低溫等離子體處理法是一種先進的處理技術，對揮發性有機廢氣有著良好的去除效果。當外加電壓達到固定的著火電壓時，氣體就會被瞬間擊穿，然后產生多種離子的混合體，盡管在放電的過程中，電子溫度相對較高，但重粒子的溫度卻較低，在反應時就會呈現低溫狀態，所以被稱之為低溫等離子體處理法。其主要是利用這些活性粒子，與污染物發生相應反應，以此達到分解揮發性有機廢氣的目的。從低溫等離子體處理法的操作流程來看，要想發揮出實際的作用，就需要考慮操作現場情況，由于該項技術涉及到了高壓放電，尤其在易燃易爆的場所內，應格外注重該方法的使用，避免引起人員傷亡事件的發生。低溫等離子體處理法適用于生態環境保護、家電生產、電子產品制造、計算機設備制造、生物材料制造、醫療器皿生產、高溫殺菌殺毒、天然氣管道、航空工程、紡織技術等各行各業中，究其原因，主要是由于其具有以下幾方面的優勢：其一，該方法操作流程簡便，在應用低溫等離子體處理法時，可以節省大量的資源，減少企業的成本支出。其二，設備結構簡單，便于工作人員進行實時監督，從而保證設備的正常運行。其三，具有一定的安全性，不易產生二次污染物，所以設備的使用壽命相對較長。

4 結語

通過以上分析能夠看到，揮發性有機廢氣的種類較多、性質各異，處理不當不僅會危害人身健康，更會影響我國經濟發展。因此相關部門必須要提高重視力度，結合揮發性有機廢氣的性質采取最科學有效的處理方法，只有這樣才能保障處理質量。

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收稿日期：2019-04-25

作者簡介：蔡曉聰（1985-），男，漢族，本科，工程師，研究方向為環境工程。