大氣環境中揮發性有機廢氣治理技術研究

馮焯鋒

（中山市黃圃鎮生態環境保護局 廣東中山 528429）

引言

根據當前研究顯示，大氣環境中揮發性有機廢氣的形成主要與各行各業的生產制造及國民群眾日常生活息息相關，例如人們常用的酒精用品、汽車汽油、建筑材料等，其中尤其以工業企業在各項生產活動中所產生的有機廢氣最具代表性。隨著近些年來人們對環保知識的深入了解，已知揮發性有機廢氣對人體的健康將會產生巨大的威脅，是當前世界各國在環保事業中所重點強調的治理項目之一。而在工業發展過程中，帶有揮發性廢氣的排放量逐年增加。在我國經濟發展的初期，由于大部分單位和工作人員缺乏對環境的有效認知，難以全面加強大氣環境治理等相關工作，使得大氣環境廢氣排放量超出核定標準，對人們的生活帶來了一定影響，同時還出現了大氣污染現象。

1 產生大量揮發性有機廢氣的關鍵來源概述

（1）企業生產環節的揮發性有機廢氣來源。在新時期發展背景下，各行各業的發展前景十分可觀，但也對大氣環境的平衡性帶來極大的威脅，尤其是以工業企業各項生產活動中所產生的大量揮發性有機廢氣最具代表性，包括天然氣的開采作業，煤炭加工環節、制藥環節、印刷環節等都是制造大量揮發性有機廢氣的核心部分，主要是因為這些工業作業涉及許多含有大量揮發性有機化合原料的使用，在生產活動中導致這些揮發性有機廢氣被排放到大氣環境中。（2）交通運輸環節的揮發性有機廢氣來源。在目前的經濟體制下，我國社會經濟的不斷增長帶動了交通運輸行業的高速發展，汽車的年投入使用量不斷遞增，而汽車以及各種交通運輸工具在行駛過程中所排放出來的尾氣也是揮發性有機廢氣的核心來源之一，其在提升大氣環境中的揮發性有機廢氣以及PM2.5 等有害氣體的整體含量中扮演著極其重要的角色，并且也造成了不同程度的光化學污染問題。特別是在造成光化學污染的過程中產生大量的光化學煙霧，這種氣體毒性相對較高，對各種農作物的正常生長產生極大的威脅。

2 新時期針對揮發性有機廢氣治理技術的應用

（1）蓄熱式熱力氧化爐的應用。在目前的發展階段中，在針對揮發性有機廢氣的治理過程中，蓄熱式熱力氧化爐RTO（Regenerative Thermal Oxidizer）得到了廣泛的應用，作為新時期發展背景下我國處理有機廢氣方面的常見手段，該技術原理主要體現在利用高溫環境條件來成為基礎，在化學反應的條件下，把當中具有可燃性的廢氣順利轉化成等量的氧化物和水,最終達到凈化廢氣的目標。利用RTO 技術將這些揮發性有機廢氣進行治理的過程中，所釋放出來的熱量通過RTO 技術的全面吸收，不僅降低了技術運行資源的損耗，同時也在一定程度上提升了RTO 的有機廢氣的整體分解效率[1]。在一般條件下，RTO 的整體熱量回收率已經能夠高達95%，當中有機廢氣的整體分解效率將直接高達99%以上。在目前我國所使用的蓄熱式熱力氧化爐的結構一般都有切換閥、燃燒室、陶瓷填料等組成，而以切換閥最具代表性，切換閥的關鍵功能主要體現在提升了RTO 的整體靈活性，可靈活按照客戶的不同需求來選擇最適用的熱回收方式。

（2）吸附法的應用。將吸附法應用于大氣環境中揮發性有機廢氣的治理，其技術原理主要體現在通過借助吸附劑的微孔結構來將目標吸附在表面上，令主體和目標產生分離的作用，從操作層面上來看，由工作人員利用風機設施將揮發性有機廢氣流入吸附塔1 中來完成吸附。當吸附塔1 中的吸附飽和度滿足技術要求時，氣體自動切換至吸附塔2 中開展第二輪吸附，與此同時吸附塔1 將自動進入脫附和再生等流程中。通過不斷循環，就能夠很好地揮發性有機廢氣實現連續處理。在進行該項技術工藝的過程中，主要采用的吸附劑為沸石分子篩、活性炭等[2]。將吸附法應用于揮發性有機廢氣的治理優勢主要包括低消耗、技術工藝成熟、有機廢氣去除效率高、推廣難度低等，但這種技術措施也存在設備體積較大、工藝流程極具復雜性等缺陷，而且有機廢氣中含有膠粒物質就會影響吸附劑的效果，因此需要結合項目的實際情況來優化處理工藝的選擇，吸附法應用于揮發性有機廢氣治理中的工藝流程如圖1 所見。

圖1 吸附法工藝流程示意圖

（3）生物處理技術的應用。在大氣環境中揮發性有機廢氣的治理工作中，生物處理技術得到了廣泛的應用，生物處理技術的技術原理主要表現在充分利用微生物的分解和代謝特性來高效處理揮發性有機廢氣中的有機物質，從而降低揮發性有機廢氣中有機物質的實際含量。在該技術工藝流程中，微生物獲得正常繁殖的營養主要是依靠這些有機物質，在經過分解與轉化環節之后，產生水資源與二氧化碳物質，最終在促進轉化和二次利用的條件上大幅度減小了這些有機物對大氣環境所造成的污染程度[3]。生物處理技術在處理有機廢氣時，為保障整體的處理質量，令有機廢氣順利轉化成水資源與二氧化碳，還需要相關工作人員將生物處理系統的各項參數控制在科學合理的范圍內，如表1 所見。

表1 生物處理系統參數控制表

（4）燃燒處理技術的應用。在大氣環境中揮發性有機廢氣治理方案中引入催化燃燒處理技術的應用，該技術指征是通過在高溫狀態下借助催化劑來對這些揮發性有機污染物起到氧化的作用。燃燒處理技術目前已經在噴漆、涂料等制造企業中得到了廣泛的應用，該項技術主要涉及催化燃燒、預熱、廢熱回收、電加熱等技術設施。另一方面，燃燒處理技術還能夠對已經完成吸附處理并滿足飽和要求的活性炭實施后續的處理工作。工藝流程包括：當活性炭滿足飽和標準的過程中，停止凈化裝置內的吸附功能，然后充分利用熱氣流令這些揮發性有機物在活性炭中順利脫出，再經過后續的脫附流程后，這些揮發性有機物的體積將對大幅度縮小，然后把這些揮發性有機物送至燃燒室中，通過催化處理轉化為水資源與二氧化碳物質，在這種工藝流程中，令揮發性有機廢氣得到了高效處理，并在這種條件下，實現了活性炭的循環利用。在實施燃燒處理技術工藝流程的過程中[4]。需要注意的是，由于整個流程需要把有機廢氣混合在高溫空氣中，存在一定的爆炸風險隱患，這就要求工作人員在進行催化燃燒處理流程的過程中，對各項技術參數進行合理控制，如表2 所見。

表2 使用燃燒處理技術的參數控制表

（5）冷凝處理技術的應用。在大氣環境中揮發性有機廢氣的治理過程中使用冷凝處理技術，效果十分理想，該項技術是通過充分利用不同溫度條件下各種不同性質揮發性有機廢氣之間的飽和度區別，采用降溫的措施令其中蒸汽形態的揮發性有機廢氣起到凝結的作用，最后形成液體的形態，令大氣環境中揮發性有機廢氣能夠以一種液體的形態被成功分離。而在應用冷凝處理技術工藝流程的過程中，要注意嚴格根據揮發性有機廢氣的整體處理需求，并落實好三個部分的工作：①工作人員若發現溶劑實際回收量進一步減少，冷凝效果出現一定程度的影響，此時的回收量變化率波動較大，就代表著處理設施的穩定運行存在風險，在此時就需要合理調整冷凝器、冷卻器等參數。②若發現出口的實際溫度與冷卻介質進口的溫度差值進一步減低，代表設備的冷卻效果不夠理想，要進行適當調整。③若發現冷卻介質的流量與壓力明顯減低，則充分反映了冷卻和冷凝效果有所降低，同樣要進行適當調整。

3 加強揮發性有機廢氣污染防治的策略

（1）加強有機廢氣源頭控制。在工業生產活動開展過程中，會產生許多有機廢氣，從而對大氣環境帶來嚴重的污染，同時還會對人們的日常生活帶來許多負面的影響。為了給人們構建一個良好的生存環境，要全面加強揮發性有機廢氣污染防治等相關工作。在現代工業生產活動中，工業生產企業要充分認識到加強生產技術研發的重要作用和現實意義，并且能夠綜合當前工業生產的實際狀況，加強清潔性能源的使用，加強對可能生產揮發性氣體企業的定期檢查。而在實際生產活動中，則需要加強對設備運行狀況的檢查和維護，保障設備能夠正常運轉，有效減少揮發性有機廢氣的生成。而通過提高原材料的轉化率，避免在運輸及生產過程中出現廢氣泄漏的現象，全面加強揮發性有機廢氣的污染防治工作。（2）加強有機廢氣監測。在目前的揮發性有機廢氣污染防治活動開展過程中，還需要相應的工作人員和部門能夠充分發揮自身作用，全面加強有機廢氣監測工作，使得揮發性有機廢氣的排放量能夠在安全標準之內，有效減輕對環境的污染。有關環保部門要充分發揮自身作用，采取積極有效的措施，加大對揮發性有機廢氣管控力度，加強排放管理，有效提升有機廢氣排放管控的整體水平。而在實際管控活動開展過程中，還需要加大對工業企業的號召力，使得相應的企業能夠充分認識到加強揮發性有機廢氣科學檢測的重要作用和積極影響，并且能夠在實際的生產活動中采取積極有效措施，加強對揮發有機廢氣的凈化處理工作。為了提升整體的工作質量和水平，在實際的工作中，還需要相關的部門和人員能夠做好日常檢查和監督工作，綜合實際工作中潛在的不規范行為，要采取積極有效的措施，全面加強揮發性有機廢氣監測工作，并且能夠根據實際的生產情況完善相應的保護制度。（3）優化生產技術。作為工業生產大國，在我國工業生產活動中，會產生許多工業廢氣，會對大氣環境帶來嚴重的影響。而在我國社會經濟發展過程中，我國的人口密度逐漸增加，大氣污染現象已經嚴重威脅到人們的身體健康。對于國家來說，要采取積極有效的防控措施，加強對污染企業的管控工作，進一步減少大氣污染物的生成，有效保護大氣環境的安全穩定。通過對企業提出相應的要求，使得企業在實際生產活動中能夠加強清潔生產技術的有效應用，不斷優化生產線和生產設備，在提升整體生產效率和質量的同時，全面加強對大氣環境的保護工作。而在實際生產活動中，通過使用科學技術手段，加強清潔性原材料及環保設備的研發工作，在加強污染物排放控制的同時，加強空氣凈化。

4 展望

在新時期發展背景下，大氣環境中揮發性有機廢氣的種類及其性質十分多樣化，這種廢氣對生態環境與人體健康帶來極大的威脅，因此，除了要不斷在技術工藝流程上作出創新改革之外，也需要根據技術參數和治理需求來落實對應的技術措施。近些年來，我國科學水平的提升有了質一般的飛躍，對提升大氣環境中的揮發性有機廢氣的處理水平起到了重要的現實意義，結合現代化智能互聯網技術、大數據技術等，相信在未來的發展階段中我國在大氣環境中的有機廢氣污染監測和處理等環節都能夠取得重大的成就。

結語

總而言之，生態環境的平衡性正面臨著各行各業的發展而帶來一定的威脅，以大氣環境中的有機廢氣治理作為代表的各項環保事業也被相關部門提上日程，為了從根本上提高我國大氣環境中揮發性有機廢氣的治理成效，還需要從技術領域不斷完成升級與改造，積極采用技術措施來降低揮發性有機廢氣對生態環境與人體健康的影響，令生態環境與社會經濟朝著協調的方向發展。