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【中國環(huán)保在線 技術(shù)前沿】針對揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的發(fā)展問題，首先介紹了揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)，主要包括利用燃燒法處理揮發(fā)性有機廢氣，如利用直接燃燒法、催化燃燒法處理揮發(fā)性有機廢氣、生物法處理揮發(fā)性有機廢氣和吸附法處理揮發(fā)性有機廢氣，探討了揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)進展以及應用，主要探討了微波催化氧化技術(shù)、活性炭纖維治理技術(shù)和生物治理技術(shù)，并介紹了在揮發(fā)性有機廢氣治理中的應用、納米材料凈化技術(shù)的應用和膜基吸收凈化技術(shù)在揮發(fā)性有機廢氣治理的應用。
前言
揮發(fā)性有機廢氣(以下簡稱VOCs)是一種有害氣體，它的沸點接近水的沸點，有的VOCs沸點是在較高的溫度下，此時這些有機廢氣的飽和蒸汽壓都會高于133.3Pa，在這樣的條件下，它們就可能成為揮發(fā)有機化合物，這種有機揮發(fā)化合物會污染空氣，影響人類的健康。這些揮發(fā)性的有機化合物主要成分包括：硫烴、含氧烴、氮烴、鹵代烴、烴類等多環(huán)芳香烴，由于它們的性質(zhì)相似，它們很容易混合在一起，就會污染環(huán)境，這些VOCs同時能夠威脅人類的身體健康，在人們的呼吸中，進入人體，對人的器官造成傷害。因此，在科技時代，必須對揮發(fā)性有機廢氣進行治理，使有機廢氣控制在一定的濃度。
1揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的分析
在高科技時代，許多高科技產(chǎn)品的表面，都會利用涂漆、塑料、化工以及其它化工原料，都會使用許多有機物來進行處理，在利用這些有機物時，就會使它們形成許多揮發(fā)性的有機廢氣，它們不僅對工人帶來身體的傷害，而且，如果這些氣體不經(jīng)過處理就隨意的排放到空氣中，就會污染環(huán)境，對人類的健康帶來嚴重的危害，對于常用的VOCs治理技術(shù)有以下幾種。
1.1利用燃燒法處理揮發(fā)性有機廢氣
燃燒法是利用VOCs的可燃性，由于它們自身可以燃燒，如果將這些有機物，在一定的溫度下，將它們通人到焚燒爐中，就可以使這些有機物燃燒，當這些有機物生成CO和HO，就可以將它們排放到空氣中。這種燃燒法的處理機理，主要根據(jù)燃燒溫度和燃燒方式的不同，一般可以將它們分成直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法三種形式。
1.1.1利用直接燃燒法處理揮發(fā)性有機廢氣
直接燃燒法，就是使VOCs直接燃燒，其方法就是將VOCs直接通人到焚燒爐中，就可以使VOCs在高溫中燃燒。如果VOCs的濃度高，它們在爐中就可以很好的燃燒，生成CO2和H2O，當VOCs濃度低時，此時的燃燒由于不充分，就需要采取一定的措施，如加入輔助燃料，也會使VOCs燃燒完全，終使VOCs完全生成CO2和H2O，這些CO2和H2O就可以排人空氣。這種方法的優(yōu)勢是：由于它們的投資費用低，制備的設備比較簡單，在操作方面也比較方便，但是，利用這種燃燒的方法需要維持高溫燃燒(>1100~C)的條件，同時，在這種高溫條件下，就容易使產(chǎn)物生成NOx化合物，這種化合物使燃燒結(jié)果產(chǎn)生二次污染物。
1.1.2利用催化燃燒法處理揮發(fā)性有機廢氣
催化燃燒法是在反應系統(tǒng)加入某種催化劑，在催化劑的作用下，使VOCs能夠完全反應，生成CO2和H2O，然后將它們排人到空氣中的方法。這種催化劑的作用機理，主要是可以降低VOCs的燃點。目前使用的這種催化劑的類型較多，這些催化劑主要是貴金屬催化劑(如Pt、Pd)和非貴金屬催化劑(女口V、Ti、Fe、Cu等)。女口Pt/H—Beta和PdO/H—
Beta等催化劑，它們在與VOCs接觸時，對氯化烴類的有機物具有很強的選擇性，這樣Pt/H—Beta和PdO/H—Beta等催化劑，就容易使它們發(fā)生催化分解作用]。而M.A.Centeno_3等人通過研究表明，利用催化燃燒的方法，可以使Au/TiOxNy催化劑對已烷、苯和丙醇等有機物發(fā)生很高的催化作用，在這種催化作用下，使VOCs得到完全燃燒。如果將催化燃燒法與熱力燃燒法進行比較，它們各自具有不同的優(yōu)勢，但催化燃燒法所需的燃燒溫度更低(200℃～400qC)，這是它的優(yōu)勢。由于它們可以在較低溫度下燃燒，就可以避免NO二次污染物生成，使環(huán)境得到保護。但是，現(xiàn)在使用的催化劑，由于它們的性能不穩(wěn)定，在某些條件下容易被含s、P、As等物質(zhì)破壞，一旦催化劑的活性破壞，就使催化劑失去活性，如果一旦催化劑失去活性，為了保證反應進行，就需要更換催化劑，這一過程，也需要付出昂貴的費用。
1.1.3利用生物法處理揮發(fā)性有機廢氣
生物過濾法處理VOCs，這種有機廢氣，主要是工業(yè)生產(chǎn)、市政污水、污泥處理的主要來源。為了治理惡臭氣體，提出了生物過濾法這種技術(shù)，近年來，隨著科學的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)這種處理方法對處理VOCs也有較好的效果。這種生物過濾法，可以處理較低濃度的VOCs，核心處理設備是生物濾床的作用(如圖1所示)，VOCs可以在生物濾床中得到處理，使VOCs生成CO：和HO，這主要是由于在濾床內(nèi)，已經(jīng)裝有能形成生物膜的填料，這些填料可以使VOCs在濾床里被生物膜上的生物經(jīng)過吸附作用，將VOCs分解成CO2和H2O，使它們排放到空氣中得到凈化。
圖1生物過濾法工藝的流程圖
這種生物過濾法決定它的處理效率的優(yōu)劣，主要是對這種生物過濾操作條件的控制，因此，在利用這種方法時，只要把操作條件控制好，就可以得到較好的結(jié)果。這種方法如控制得當對不同有機物的處理結(jié)果，可以達到40%一98%。生物過濾法的運行成本很低，這有利于企業(yè)的應用，但是由于這種方法的設備龐大，而且，它對于處理VOCs還具有選擇性，這就減弱了這種方法的使用范圍。
