有機廢氣控制治理技術及其研究進展

王 靜

(海南中特環境監測技術有限公司，海南 海口 571100)

隨著國家工業化的快速發展，近年來人們對大氣環境質量越來越關注，以揮發性有機廢氣污染物為代表的大氣環境污染日趨嚴重，它不僅涉及到工業、農業、交通、輕工、手工業等部門，特別是與溶劑的生產、使用及生產加工部門有關，而且已經涉及到日常生活的許多領域。由于有機廢氣存在易揮發、成分復雜、揮發性不同等特點，所以難以去除。同時由于有機廢氣對人類健康和環境造成的嚴重危害，因此，對VOC污染的控制已刻不容緩。本文介紹了VOC污染控制及治理技術，對其進行了相關優缺點的分析，提出了科學性的控制治理技術，以期找到一種適合中國國情的有機廢氣的控制及治理技術，促進人與自然環境的可持續發展。

1 有機廢氣的危害

化工企業排放出來的有機廢氣會對自然環境以及人的身體健康造成嚴重的危害，其主要危害包括以下三個方面：第一，大部分有機氣體具有一定的毒性以及刺激性異味，會刺激人的呼吸系統，人們如果長時間生活在這樣的環境下，就會使神經系統受損，嚴重的甚至會致人死亡。部分有機廢氣已經被認定為是致癌物，比如說甲醛、芳香胺等，如果人們長時間吸入這樣的廢氣，就會增加患上癌癥的風險。第二，部分有機廢氣具有光化學反應性，這些廢氣在陽光直射下，其中的化學成分就會與大氣中的碳氫化合物等物體形成光化學煙霧，這些化學煙霧中還含有醛類、臭氧等物質，這樣就會造成空氣的二次污染，對大自然和人體造成二次傷害；第三，有機廢氣進入到高空中，在紫外線的照射下，會破壞掉臭氧層，從而削弱臭氧層對紫外線的屏蔽作用。常見的工業廢氣見表1。

表1 幾種常見的工業廢氣

2 常用的治理技術及研究進展

2.1 活性炭纖維治理技術

在對有機廢氣進行治理的過程中，活性炭纖維治理技術應用十分廣泛，因為該技術具有極強的吸附能力，活性炭纖維治理技術的原理如下：由于活性炭纖維內外都存在很多碳原子，這些碳原子具備很強的吸附能力，會形成一個完整的表面結構，該技術就是利用表面結構很強的吸附能力進行有機廢氣治理。將傳統的碳吸附技術和現在的活性炭纖維技術進行對比，可以得出活性碳纖維具備比較獨特的物理結構以及化學性能，此外，還具備其他的優勢，比如說吸附的容量比較大、微孔多、再生比較容易等優勢。所以，在對有機廢氣進行治理的過程中，這種技術具備十分好的效果，是值得進行推廣的[1]。

2.2 氧化法處理技術

在對有機廢氣進行處理的過程中，利用氧化法進行處理也是一種主要的方式。氧化法的主要原理是，使氧氣和廢氣發生反應生成水和二氧化碳。為了進一步地促進氧化反應，可以采用以下這兩種方式：第一，催化氧化，這種方法需要在常溫并且壓力一定的情況下，以Pt、Pd、Ni等金屬材料作為主要的催化劑，并以氧氣作為氧化劑，廢氣中的有機成分在這樣的條件下就會發生氧化反應，這一方法的重點就是使用高效氧化劑。第二，對工業廢氣進行加熱，使廢氣中的VOCs達到一定的溫度，這種方式也被稱之為熱氧化法。最近幾年，整體式的催化劑是研究的重點內容，這是因為相較于粒狀催化劑，這種整體式的催化劑具備更好的傳熱性能。在催化劑中，Cu、Pb、Pt是比較常見的活性成分，在使用催化劑時，可以合理地添加阻催化劑，最大程度地提高催化劑的耐熱性能，并延長催化劑的使用壽命[2]。

2.3 生物處理技術

生物處理技術是一種應用十分廣泛的技術，具體指的是利用廢氣中的污染物底物作為能源供應以維持活動，控制適合微生物生長的各類環境條件（如溫度、負荷等），培養并馴化出特定的微生物群落，將廢氣中污染物徹底轉化為無機物，從而達到凈化的目。在此過程中，廢氣中的有機污染物首先要通過氣相傳質到固/液相，然后在固/液相中被微生物固定，從而進行利用和降解。

2.4 催化燃燒法

現階段的工業廢氣污染治理過程中，使用得最多的就是催化燃燒法，這一方法的化學原理就是通過添加適當的催化劑，使工業廢氣在點火之后發生燃燒反應，再經過之后的化學反應，形成不會對大自然造成污染的二氧化碳和水。比如，通過氧氣和二氧化硫的燃燒反應將對大自然污染比較嚴重的二氧化硫轉化為污染比較小的三氧化硫，再對三氧化硫進一步處理形成硫酸，這樣可最大程度地減輕對大自然的污染。在一般情況下，由于工業廢氣中存在著很多有害物質，這些有害物質還會對其他排放出來的廢氣造成影響，因此在實際廢氣治理過程中會也會對空氣質量造成一定的影響。

2.5 過濾凈化法

由于合成纖維過濾材料的性能并不是很穩定，容易隨著環境的變化而變化，所以，在二十世紀八十年代，玻璃纖維制成的HEPA（highefficiencyparticulateair）過濾材料是當時應用十分廣泛的新型材料，這種新型的材料具備很多優勢，可以對0.3 μm以上的顆粒物進行有效收集，煙霧、細菌以及灰塵等也能達到有效吸收。這種方法在氣流阻力、過濾效率等方面有比較大的改進，此外還能防水、防腐蝕。這種技術還采用了性能比較高的無隔板式過濾器，不僅增加了過濾面積，還有效地升了過濾效率，在環境保護領域具有重要地位。

圖1 常見蓄熱燃燒法有機廢氣治理系統工藝流程圖

2.6 納米材料凈化技術

納米材料具有比較大的表面積，屬于超細材料，因此吸附能力很強。在工業廢氣的進一步處理過程中，納米材料凈化技術還具有一定的催化性能，可以有效提升廢氣中有機物的分解效率，使廢氣處理效率得到提升。納米材料凈化技術還能分解有機物中無法分解的物質，這在一定程度上提升了廢氣中有機物的處理效率。具體的處理方式如下：將納米材料激活，激活過的材料和廢氣中的有機物接觸之后就會分解為二氧化碳、水以及有機酸等成分，這些物質直接排放在空氣中，不會對空氣造成危害。此外，這種納米材料凈化技術還具備凈化大自然空氣的功能，對于提升人們的生活質量來說有著積極深遠的意義[3]。

3 結論

綜上所述，對我國化工企業產生的工業廢氣進行治理是非常重要的工作，只只有結合實際情況不斷研發治理技術，才能有效提升企業的環境保護效果。化工企業在實際生產過程中需要肩負起保護環境的責任，要履行保護環境的義務。與此同時，廣大的人民群眾也要對破壞環境的行為進行監督，為保護大自然貢獻自己的一份力量，這樣才能促進化工企業的可持續發展，并創造出和諧美好的社會。