揮發性有機廢氣治理技術的研究現狀及進展

濮曄 徐敏強（湖州市南潯區環境應急與事故調查中心，浙江湖州313000）

0 引言

由于經濟發展迅速與工業廢氣治理理念的落后而形成的差距，造成了我國現階段出現了空氣污染嚴重的問題。工業建設中的揮發性有機廢氣排放給環境污染治理帶來了極大的壓力，尤其是近年來隨著各種惡劣天氣的出現，如霧霾、揚塵天氣等，加重了大氣環境污染的程度。而根據調查發現，在空氣污染中以揮發性有機廢氣最為嚴重，污染物含量占比最大，如果要治理空氣污染問題，首先就需要治理揮發性有機廢氣問題。黨的十九大以來，我國進一步加大環境治理的力度，堅持可持續發展的國策和方針，堅持習近平主席提出的“青山綠水就是金山銀山”的理念，注重經濟效益與環境保護的均衡發展。那種以人類健康為代價、以自然環境為代價的粗放式的發展道路行不通，這不僅不符合我國發展理念，也不利于企業可持續發展進步，更不利于子孫后代的繁衍生息。因此，我們必須提高對于揮發性有機廢氣的治理工作，注重治理方式運用和相關技術的進步。

1 揮發性有機廢氣的基本情況

廢氣產生源頭主要來源于石油、化工等行業排除的酚類、酮、醚、烴、醇、酯、胺、芳香烴、羧酸等各種有機化合物相關的污染物質，這類污染物質極具揮發性，治理難度相較于其他穩定的污染物質而言會比較難以處理。且由于這些揮發性有機廢氣成分種類多且復雜，在空氣容易混合消散，以當前的治理水平還不能完全根除污染物質存在。

揮發性有機廢氣帶來的污染一方面是妨害植物生長。如工業廢氣中的光化學煙霧和二氧化硫、氟化物等有機化合物，會使植物枯黃落葉甚至中毒死亡，從而導致農作物減產等情況發生，有些有機廢氣還會阻礙植物光合作用，影響植物的凈化空氣能力，使霧霾不容易消散。

一方面，揮發性有機廢氣會對人健康帶來危害。廢氣中有機化合物（VOCs）在陽光照射條件下，可與氮離子或其他物質發生化學反應，生成臭氧可轉化為光化學煙霧，刺激人體的眼睛或者呼吸系統等部位；同時廢氣有機物中的硫化物等也是誘發人體癌變的幫兇，威脅人類生命健康；研究還發現，這些污染物質也會對胎兒造成危害，影響幼兒健康生長。

另一方面，揮發性有機廢氣還會帶來全球性氣候環境危害，如廢大氣污染、破壞臭氧層、導致酸雨、腐蝕建筑物、全球氣候變暖和冰川融化等等。

2 揮發性有機廢氣的來源及治理方法

日常經濟生產中，很多化工業生產都會產生揮發性有機廢氣，比如生產和使用涂料、塑料、醫藥、合成橡膠、光敏材料、化纖、焦化和石化物質時，都會導致大量有機廢氣的產生。根據揮發性有機廢氣的生產來源、傳播過程、污染末端的不同特征，進行治理，現階段，我國采用的治理方法有有吸附處理技術、燃燒處理技術、生物處理技術、等離子處理技術這幾大方面。

3 揮發性有機廢氣的具體治理技術

3.1 吸附處理技術

直接吸附技術。利用有效的吸附劑對揮發性有機廢氣進行吸附凈化，可以實現90%以上的凈化程度，而且該項技術擁有設備簡單、投資成本低的優勢，而得到一定應用。但是直接吸附技術中已飽和的吸附材料不能再生，必須進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。運用多孔物質進行揮發性有機廢氣的吸附作業，比如活性炭等材料，當多孔物質吸附飽和后，可以通過蒸汽技術，進行凈化，從而實現多孔物質循環利用。然而，蒸汽凈化技術會重新吹出有機廢氣，必須經過冷凝等手段，將氣體轉換成液體進行重新處理。吸附回收技術手段有著凈化效率較高的優勢，但操作過程中能源消耗較大，后期處理工藝復雜，對于多孔物質提純度不高，對于日后直接生產難以滿足。

吸附催化燃燒技術。同樣需要使用多孔物質進行吸附功能，只是飽和后利用熱空氣取代蒸汽進行脫附作業，然后在催化燃燒床燃燒脫附下來的氣體，并利用燃燒所得高溫能量實現二次加熱空氣，回收熱量。吸附催化燃燒技術可以達到將低濃度污染氣體濃縮成高濃度廢氣，最后實現高效率、省能源的統一凈化。

3.2 燃燒處理技術

蓄熱燃燒技術。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，逼迫揮發性有機廢氣中的可燃物質在高溫作用下裂解成無害物質。蓄熱燃燒技術由于需要廢氣污染氣體濃度較高，且易燃燒，因此對于中低濃度、不易燃燒的有機廢氣治理不建議使用。

催化燃燒技術。該技術是將廢氣迅速加熱到300℃左右，在催化床上進行催化燃燒，將揮發性有機廢氣轉化成無害的水和二氧化碳，從而實現凈化目的。催化燃燒技術由于起燃點低，能夠極大的節省能源，而且凈化效率較好，不會產生二次污染物質，可以適用于中高濃度的有機廢氣凈化工作。現在催化燃燒技術是國內外一致認可的治理有機廢氣最有效的技術之一。

3.3 生物處理技術

利用生物處理技術參與到污染治理工作，是現階段的一種比較新穎的方式。最開始運用生物技術是對污水進行治理，因為污水污染常有有機物質存在，因此生物治理往往更有針對性，且能帶來意想不到的效果。因此借鑒污水治理經驗，針對揮發性有機廢氣的治理，也可以利用有機物的特點，使用生物處理技術。生物處理技術相較于其它凈化、處理方式，能夠在能源消耗更低的前提下，實現有效利用，而且目前技術已經比較成熟，國外可以借鑒的經驗較多。但是另一方面，我們在實踐應用中發現，生物處理技術中，由于生物降解、處理時間較長，具有周期性效果影響——因為微生物有壽命極限以及處理污染物極限，因此要對處理系統定期進行周期性清理和控制。此外，生物處理技術所需要的培養、處理設備巨大，會影響一定的成本花銷。

3.4 等離子處理技術

等離子是指大量的以每秒300 至3000 萬次的速度運動的帶電粒子，由于帶電粒子的告訴運動，能夠反復轟擊揮發性有機污染氣體內的分子，使其中的有機物質和有毒物質產生電離和裂解作用，有害物質轉化為無害物質。但是等離子技術容易導致小分子有機物出現，然而導致二次污染。

4 結語

文章通過對揮發性有機廢氣的危害、來源、特點進行分析，并羅列了詳細的現代治理技術，希望能夠給廣大從業人員一些借鑒。但是我們在實際操作中也發現，由于揮發性有機廢氣內部成分復雜、存在活性、易產生變化等特點，僅靠單一凈化處理技術，很多時候難以達到污染治理的要求，因此我們應該開拓思維，積極探討出融合各種技能優勢的綜合性技術，對揮發性有機廢氣進行系統的、全面的、徹底的治理，從而達到最佳的污染治理成績。