揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

濮曄 徐敏強(qiáng)（湖州市南潯區(qū)環(huán)境應(yīng)急與事故調(diào)查中心，浙江湖州313000）

0 引言

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速與工業(yè)廢氣治理理念的落后而形成的差距，造成了我國(guó)現(xiàn)階段出現(xiàn)了空氣污染嚴(yán)重的問(wèn)題。工業(yè)建設(shè)中的揮發(fā)性有機(jī)廢氣排放給環(huán)境污染治理帶來(lái)了極大的壓力，尤其是近年來(lái)隨著各種惡劣天氣的出現(xiàn)，如霧霾、揚(yáng)塵天氣等，加重了大氣環(huán)境污染的程度。而根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在空氣污染中以揮發(fā)性有機(jī)廢氣最為嚴(yán)重，污染物含量占比最大，如果要治理空氣污染問(wèn)題，首先就需要治理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣問(wèn)題。黨的十九大以來(lái)，我國(guó)進(jìn)一步加大環(huán)境治理的力度，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的國(guó)策和方針，堅(jiān)持習(xí)近平主席提出的“青山綠水就是金山銀山”的理念，注重經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù)的均衡發(fā)展。那種以人類健康為代價(jià)、以自然環(huán)境為代價(jià)的粗放式的發(fā)展道路行不通，這不僅不符合我國(guó)發(fā)展理念，也不利于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)步，更不利于子孫后代的繁衍生息。因此，我們必須提高對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理工作，注重治理方式運(yùn)用和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。

1 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的基本情況

廢氣產(chǎn)生源頭主要來(lái)源于石油、化工等行業(yè)排除的酚類、酮、醚、烴、醇、酯、胺、芳香烴、羧酸等各種有機(jī)化合物相關(guān)的污染物質(zhì)，這類污染物質(zhì)極具揮發(fā)性，治理難度相較于其他穩(wěn)定的污染物質(zhì)而言會(huì)比較難以處理。且由于這些揮發(fā)性有機(jī)廢氣成分種類多且復(fù)雜，在空氣容易混合消散，以當(dāng)前的治理水平還不能完全根除污染物質(zhì)存在。

揮發(fā)性有機(jī)廢氣帶來(lái)的污染一方面是妨害植物生長(zhǎng)。如工業(yè)廢氣中的光化學(xué)煙霧和二氧化硫、氟化物等有機(jī)化合物，會(huì)使植物枯黃落葉甚至中毒死亡，從而導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)等情況發(fā)生，有些有機(jī)廢氣還會(huì)阻礙植物光合作用，影響植物的凈化空氣能力，使霧霾不容易消散。

一方面，揮發(fā)性有機(jī)廢氣會(huì)對(duì)人健康帶來(lái)危害。廢氣中有機(jī)化合物（VOCs）在陽(yáng)光照射條件下，可與氮離子或其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧可轉(zhuǎn)化為光化學(xué)煙霧，刺激人體的眼睛或者呼吸系統(tǒng)等部位；同時(shí)廢氣有機(jī)物中的硫化物等也是誘發(fā)人體癌變的幫兇，威脅人類生命健康；研究還發(fā)現(xiàn)，這些污染物質(zhì)也會(huì)對(duì)胎兒造成危害，影響幼兒健康生長(zhǎng)。

另一方面，揮發(fā)性有機(jī)廢氣還會(huì)帶來(lái)全球性氣候環(huán)境危害，如廢大氣污染、破壞臭氧層、導(dǎo)致酸雨、腐蝕建筑物、全球氣候變暖和冰川融化等等。

2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的來(lái)源及治理方法

日常經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中，很多化工業(yè)生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)廢氣，比如生產(chǎn)和使用涂料、塑料、醫(yī)藥、合成橡膠、光敏材料、化纖、焦化和石化物質(zhì)時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致大量有機(jī)廢氣的產(chǎn)生。根據(jù)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的生產(chǎn)來(lái)源、傳播過(guò)程、污染末端的不同特征，進(jìn)行治理，現(xiàn)階段，我國(guó)采用的治理方法有有吸附處理技術(shù)、燃燒處理技術(shù)、生物處理技術(shù)、等離子處理技術(shù)這幾大方面。

3 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的具體治理技術(shù)

3.1 吸附處理技術(shù)

直接吸附技術(shù)。利用有效的吸附劑對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附凈化，可以實(shí)現(xiàn)90%以上的凈化程度，而且該項(xiàng)技術(shù)擁有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資成本低的優(yōu)勢(shì)，而得到一定應(yīng)用。但是直接吸附技術(shù)中已飽和的吸附材料不能再生，必須進(jìn)行定期更換吸附材料才能保證凈化效果，因此需要一定的管理制度跟進(jìn)和人工成本，所以更適用于極低濃度廢氣的污染處理工作。

吸附回收技術(shù)。運(yùn)用多孔物質(zhì)進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)廢氣的吸附作業(yè)，比如活性炭等材料，當(dāng)多孔物質(zhì)吸附飽和后，可以通過(guò)蒸汽技術(shù)，進(jìn)行凈化，從而實(shí)現(xiàn)多孔物質(zhì)循環(huán)利用。然而，蒸汽凈化技術(shù)會(huì)重新吹出有機(jī)廢氣，必須經(jīng)過(guò)冷凝等手段，將氣體轉(zhuǎn)換成液體進(jìn)行重新處理。吸附回收技術(shù)手段有著凈化效率較高的優(yōu)勢(shì)，但操作過(guò)程中能源消耗較大，后期處理工藝復(fù)雜，對(duì)于多孔物質(zhì)提純度不高，對(duì)于日后直接生產(chǎn)難以滿足。

吸附催化燃燒技術(shù)。同樣需要使用多孔物質(zhì)進(jìn)行吸附功能，只是飽和后利用熱空氣取代蒸汽進(jìn)行脫附作業(yè)，然后在催化燃燒床燃燒脫附下來(lái)的氣體，并利用燃燒所得高溫能量實(shí)現(xiàn)二次加熱空氣，回收熱量。吸附催化燃燒技術(shù)可以達(dá)到將低濃度污染氣體濃縮成高濃度廢氣，最后實(shí)現(xiàn)高效率、省能源的統(tǒng)一凈化。

3.2 燃燒處理技術(shù)

蓄熱燃燒技術(shù)。利用蓄熱體將燃燒放出的熱能將污染氣體加熱到700 至800 ℃，并保持至0.5 秒左右，逼迫揮發(fā)性有機(jī)廢氣中的可燃物質(zhì)在高溫作用下裂解成無(wú)害物質(zhì)。蓄熱燃燒技術(shù)由于需要廢氣污染氣體濃度較高，且易燃燒，因此對(duì)于中低濃度、不易燃燒的有機(jī)廢氣治理不建議使用。

催化燃燒技術(shù)。該技術(shù)是將廢氣迅速加熱到300℃左右，在催化床上進(jìn)行催化燃燒，將揮發(fā)性有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)化成無(wú)害的水和二氧化碳，從而實(shí)現(xiàn)凈化目的。催化燃燒技術(shù)由于起燃點(diǎn)低，能夠極大的節(jié)省能源，而且凈化效率較好，不會(huì)產(chǎn)生二次污染物質(zhì)，可以適用于中高濃度的有機(jī)廢氣凈化工作。現(xiàn)在催化燃燒技術(shù)是國(guó)內(nèi)外一致認(rèn)可的治理有機(jī)廢氣最有效的技術(shù)之一。

3.3 生物處理技術(shù)

利用生物處理技術(shù)參與到污染治理工作，是現(xiàn)階段的一種比較新穎的方式。最開(kāi)始運(yùn)用生物技術(shù)是對(duì)污水進(jìn)行治理，因?yàn)槲鬯廴境Ｓ杏袡C(jī)物質(zhì)存在，因此生物治理往往更有針對(duì)性，且能帶來(lái)意想不到的效果。因此借鑒污水治理經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理，也可以利用有機(jī)物的特點(diǎn)，使用生物處理技術(shù)。生物處理技術(shù)相較于其它凈化、處理方式，能夠在能源消耗更低的前提下，實(shí)現(xiàn)有效利用，而且目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟，國(guó)外可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)較多。但是另一方面，我們?cè)趯?shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，生物處理技術(shù)中，由于生物降解、處理時(shí)間較長(zhǎng)，具有周期性效果影響——因?yàn)槲⑸镉袎勖鼧O限以及處理污染物極限，因此要對(duì)處理系統(tǒng)定期進(jìn)行周期性清理和控制。此外，生物處理技術(shù)所需要的培養(yǎng)、處理設(shè)備巨大，會(huì)影響一定的成本花銷。

3.4 等離子處理技術(shù)

等離子是指大量的以每秒300 至3000 萬(wàn)次的速度運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，由于帶電粒子的告訴運(yùn)動(dòng)，能夠反復(fù)轟擊揮發(fā)性有機(jī)污染氣體內(nèi)的分子，使其中的有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)產(chǎn)生電離和裂解作用，有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。但是等離子技術(shù)容易導(dǎo)致小分子有機(jī)物出現(xiàn)，然而導(dǎo)致二次污染。

4 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的危害、來(lái)源、特點(diǎn)進(jìn)行分析，并羅列了詳細(xì)的現(xiàn)代治理技術(shù)，希望能夠給廣大從業(yè)人員一些借鑒。但是我們?cè)趯?shí)際操作中也發(fā)現(xiàn)，由于揮發(fā)性有機(jī)廢氣內(nèi)部成分復(fù)雜、存在活性、易產(chǎn)生變化等特點(diǎn)，僅靠單一凈化處理技術(shù)，很多時(shí)候難以達(dá)到污染治理的要求，因此我們應(yīng)該開(kāi)拓思維，積極探討出融合各種技能優(yōu)勢(shì)的綜合性技術(shù)，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行系統(tǒng)的、全面的、徹底的治理，從而達(dá)到最佳的污染治理成績(jī)。