揮發性有機廢氣治理技術的研究

大連中嶄環保技術有限公司 王志遠

隨著工業發展進程的加快，帶有揮發性質的有機廢氣大量排放，由于經濟發展初期階段對環境認知不清，大氣環境治理相關措施不夠完善，致使大氣環境相關廢氣排放量多項超出核定指標，嚴重影響了人們的正常生活。

一、揮發性有機廢氣的危害

（一）室內危害

人們長時間處于揮發性有機廢氣的室內環境中，容易出現頭暈、惡心、乏力等明顯感知癥狀，長時間會大腦供氧不足導致記憶力衰退，更為嚴重的是損害人體臟器和神經系統。

（二）室外危害

首先，揮發性有機廢氣對人體的侵害是巨大的，因為人們生產、生活離不開空氣，揮發的有機氣體會導致空氣中顆粒狀污染物增多，形成霧霾天氣，隨著呼吸進入肺部，久而久之形成病變。在室外環境中，這種污染物在紫外線的作用下會產生化學反應，人們長時間處于這種環境下，代謝不掉會沉積在體內形成潛在病原體，影響人類健康生存。其次，揮發性有機廢氣可發生反應產生高濃度的硫化物和氟化物，嚴重抑制植物的生長發育，甚至枯竭死亡，在濃度較低的大氣污染區域，植物也會發生慢性病變，影響植物的坐果和收成。最后，揮發性有機廢氣顆粒直徑較大，濃度較大時通過肉眼可以發現空氣變得混濁，陽光被空氣中的微塵所遮擋，植物長時間無法進行光合作用會影響生長，物理因素導致微塵在水汽凝結核作用下形成降雨，影響氣候。

二、關于揮發性有機廢氣的概述

（一）揮發性有機廢氣的定義和概況

一般而言，在室溫條件下，飽和氣壓為133Pa，沸點在50℃～260℃的具備揮發特性的有機物產生的氣體，我們稱之為揮發性有機廢氣。這種揮發性有機廢氣主要由氨、硫化物、烴類、醛類等物質構成。在所有組成揮發性有機廢氣的物質中，甲醛是最為人熟知的一種。依照世界衛生組織的標準來對其進行定義的話，大多數揮發性廢氣都相對較易溶于有機溶劑，同時不溶于水。但在這些有機廢氣中還存在一個例外情況，即甲醛，甲醛極易溶于水。因此，在大部分情況下空氣中的揮發性有機廢氣的濃度都不是很高。然而因為其共同存在時具備難以掌控的聯合作用，所以對其治理工作的開展并不順利。

（二）揮發性有機廢氣產生的各種危害

當前環境下，多種復合形成的揮發性有機廢氣由汽車尾氣、工業化工生產、企業家具制造等多種方式產生。依據科學統計，城市的揮發性有機廢氣濃度往往在傍晚或清晨達到頂峰，假若在氣溫較低的冬季，其消退時間將會大大延長。其中的有害物質對于習慣早晚鍛煉或散步的行人將會造成嚴重危害。短時間接觸可能沒有不良癥狀或出現胸悶、氣短等輕微癥狀。長時間吸收揮發性有機廢氣極易引發肺部炎癥和呼吸道感染等。而對于原本就有肺部障礙的人員來說極有可能加劇病癥，嚴重情況下可能危及個人生命。揮發性有機廢氣會對人們生活環境造成巨大影響，極大地威脅著人們的生命健康，需要采取相關措施進行處理。

三、揮發性有機廢氣治理技術分類

（一）生物處理技術

生物處理是最接近自然的處理方式，該種治理技術旨在通過微生物作用的方式降解廢棄物，進而將其轉變為二氧化氮、水等常見無毒物質，起到凈化環境、處理廢氣的作用。生物處理技術常被應用于廢水處理，效果較為理想，然而揮發性有機廢氣與廢水相比存在不穩定性，微生物與廢水互相作用時可保持液體狀態，但與廢氣互相作用時就可能發生反應，嚴重影響廢氣的處理。在采用生物處理技術治理廢氣時，最需要注意的就是保證廢氣在降解過程中始終處于液化狀態，確定有毒有害物質在吸附狀態下進行降解，避免更多的危害物質產生。目前中國在生物處理技術的研究方面取得了較大的進步，但研究者尚未明確該種技術應該如何應用在實踐之中，所以能充分借助生物處理技術實現廢氣處理的企業極少。如今，生物處理技術的研究方向除了實踐應用外，還包含技術的優化，即通過生物作用的方式將揮發性有機廢氣分解為可為人們所利用的有機物質，為此研究者需要更深一步地發掘適合應用在廢氣處理方面的微生物，并觀察微生物作用時的化學反應，確保生成的物質無毒無害。

（二）活性炭纖維應用技術

活性炭纖維技術對選材的要求較高，需要應用到各種環保材料，對企業存在一定的專業性考驗。活性炭纖維的作用原理在于表面吸附能力，此種材料表面積大，延展性好，可以起到良好的空氣凈化作用，實踐推廣價值較高。目前活性炭纖維技術研究的重難點在于污染物的處理，當活性碳纖維遇到揮發性有機廢氣時，其表面毛孔會張大，在吸收廢氣的同時釋放凈化空氣的碳原子，研究者應當保證物理反應過程的高效、標準，全面利用活性碳纖維自帶的環保性能，起到良好的治理作用。

（三）微波催化氧化技術

微波催化氧化是更為經濟實用的一種處理技術，該種技術可以極大地縮短廢氣處理的時間，減少對資源的消耗，從而實現節約資源的目的。微波催化氧化技術可以應用吸附劑數十次以上，且依然存在極強的吸附性。目前學術界應當加大對微波催化氧化技術的研究程度，探究如何將該技術充分應用在實踐中，使部分企業在追求經濟效益的同時完成保護環境的任務，減少中國政府在環境治理方面的成本支出。

（四）冷卻技術

冷卻技術可以在短時間內凝結廢棄物，實踐中常用大型冷卻設備進行揮發性有機廢氣的處理，憑借不同物質具有不同溫度敏感性的原理將廢氣中的物質凝結在一起，實現廢氣顆粒的自動分離。在分離之后，工作人員可將其中能夠循環利用的物質直接取用，并將有毒有害物質進行后續處理，提升資源的可持續性利用能力。目前冷卻技術的發展方向為技術的優化革新，因為冷卻技術需要較高的專業操作能力，且成本較高，所以政府應當積極地引進國外技術，降低國內冷卻技術的應用成本，從而實現冷卻技術的廣泛應用。

（五）吸附技術

吸附技術是最為常用的廢氣處理技術，該種技術存在應用便捷等顯著優勢，且中國的吸附技術相對來說發展較好，企業可購買吸附設備來進行廢氣處理，實現廢氣治理的目的。不僅如此，吸附技術應用在中高污染環境中可以獲得更為理想的效果，所以政府應當結合吸附技術的實際特點進行推廣，將其重點應用在高污染區域，實現揮發性有機廢氣治理的目的。

（六）燃燒處理法

1.蓄熱式催化燃燒技術（RCO）

同樣作為比較常用的揮發性有機廢氣處理辦法，催化燃燒處理法（RCO）是在溫度比較低的情況下，利用含有催化作用的催化劑，對揮發性有機廢氣中存在的部分可以燃燒的成分進行催化燃燒，然后使得這一部分廢氣氧化分解，進而降低揮發性有機廢氣的排放量。這種催化燃燒處理技術的優勢在于，其自身具有相當高的安全性，同時還可以顯著減少有害氣體及其生成。然而這種方法也存在其自身的局限性，即對于催化劑的選擇有著十分苛刻嚴格的要求，在揮發性有機廢氣中，部分廢氣會對催化劑的使用產生不同程度的負面影響。所以，在選擇這種催化燃燒處理辦法對揮發性有機廢氣進行處理之前，應當對廢氣進行一次前期的預處理，這種預處理可以使用更為安全的吸附處理技術進行，在完成吸附處理之后，即可使用催化燃燒技術進行進一步處理。

2.蓄熱式熱力焚燒技術（RTO）

除此之外，還有另一種常見的燃燒法，即蓄熱式熱力焚燒技術（RTO），這項技術是將有機廢氣先利用蓄熱室預熱，再投入氧化室之中，逐漸將溫度提升至800℃左右，使得有機廢氣中的VOCs氧化分解生成水以及二氧化碳。再經由另外一個蓄熱室將氧化后的高溫氣體進行處理，最終將其排出RTO系統。整個過程構成有效循環，所有的蓄熱室都在排出和輸入有機廢氣雙模式下轉換，按實際需要進行時間的切換。吸附濃縮催化燃燒處理技術充分結合了吸附和催化燃燒兩種技術手段的優勢，利用活性炭對揮發污染物進行吸附，當活性炭吸附能力飽和時可停止凈化裝置，通過先進技術手段，在設備熱氣流的作用下將揮發污染物從活性炭中降解出來，活性炭可進行重復吸附，減少吸附性成本的投入。當吸附的揮發性有機廢氣被熱氣流脫附到原來濃度的幾十倍時，可導入催化燃燒裝置達到凈化目的，揮發性的有機廢氣在催化燃燒的作用下形成二氧化碳和水被釋放。在揮發性污染物質濃度較高時，利用技術手段可作用于催化裝置上引燃，引燃后的熱氣被吸附于催化床，使其成為再生熱能，這種熱能一部分被排放空氣中，另一部分可轉化為熱能，被重復利用。催化燃燒處理裝置的主要組成部件為凈化機、引風裝置和控制器，其技術穩定、操作安全、維保便捷、凈化效果優良，在對揮發性有機廢氣處理中，運營成本較低、運行效率高、適用性較強。

四、結語

綜上所述，揮發性有機廢氣對于自然生態環境的危害是顯而易見的，同時在我們生產生活的環境中埋下了隱患。如今，距離人們意識到揮發性有機廢氣的危害已經過了很多年，對于揮發性有機廢氣的治理技術也有了許多突破和進展，治理技術正在不斷完善，但依然有許多需要改進的地方。所以，為了實現人類社會高效、健康、持續地發展，揮發性有機廢氣的處理工作和環境治理工作需要不斷加強，建設更加美好的人類生存環境。