挥发性有机废气治理技术的现状和进展

甘雪慧

摘 要：挥发性有机废气传播范围广，污染来源多，危害性极大，给人们的生产和生活带来极大的危害，因此，越来越受到关注，处理技术的选择和应用需要重视其时效性，文章对挥发性有机废气治理技术的现状和进展进行探讨，希望给相关的工作人员提供借鉴。

关键词：挥发性有机废气；治理技术；现状；进展

前言

挥发性有机废气（简称 VOCs）属于有害气体中的一种，它的沸点十分高，已经接近水的沸点了，还有的VOCs 沸点在较高的温度下，这时有机废气的饱和蒸汽压高于133.3Pa，达到这样的条件就会可能产生挥发性的有机化合物，这种能挥发的有机化合物，会影响空气质量，造成对人类身体健康的伤害。所以，在科技发达的今天，对挥发性有机废气的治理刻不容缓，必须严格控制有机废气的浓度。

1、国内现状

在国内工业中，一些生产制造企业比如钢铁行业、石油化工等，在生产的过程中都会产生一些废气，这些废气在没有经过二次加工就排放在大气中，不但给环保工作带来诸多不便，同时还给人们的身体带来很多疾病。因为它给大气和人们带来的负面影响太大，所以对它治理的方法已经是当前各界讨论最深的话题。为了有效治理，世界各国都出台了对它的限制令，并且把它设定成重点工程。在当前，国内对它的治理主要采取一些比较老套的处理技术，对其创新效果并不是太显著。这些老套的技术在实际中受到了很多方面的制约。对一些污染比较严重的地域会起到一定的作用，但是在一些浓度比较低的地域效果并不是十分理想。所以，它不仅是一个全球话题，也是我国所面临的一项严峻的挑战。结合我国已有的技术水平和基本国情要求，加入国外的先进高新技术，探讨出一套具有中国特色的治理方案，不但能够使环保工作更便利、更有效，还可以使人们的身体健康成长，并且符合走可持续发展的环境理念。

2、挥发性有机废气治理技术的分析

2.1 利用直接燃烧法处理挥发性有机废气

利用直接燃烧法处理挥发性有机废气就是将VOCs直接连接到能焚烧的锅炉中，当我们接入的VOCs的浓度高时，就能在炉内充分的燃烧，通过燃烧化学反应生成CO2和H2O，如果接入锅炉中的VOCs浓度较低时，则不会充分燃烧，需要我们加入辅助燃料，这样能够使VOCs燃烧完全，最终也会生成CO2和H2O，这样就能把生产的CO2和H2O直接排入空气中。这种直接燃烧的方法具有投入费用低，需要设备简单等优势。但是这种直接燃烧的做法需要保持很高的燃烧温度，并且在这样持续的高温下还会产生NOx化合物，造成对空气的第二次污染。

2.2 利用催化燃烧法处理挥发性有机废气

利用催化燃烧法处理挥发性有机废气，是在废气燃烧的时候加入某种催化剂，使用催化剂的用意就是降低VOCs的燃点，使 VOCs 能够得到充分的燃烧，这样能将 VOCs 燃烧反应生成CO2和H2O，可以排入空气中。目前市场上所使用的催化剂种类很多，主要分为贵金属（如Pt、Pd）与非贵金属（如Ti、Fe、Cu等）催化剂两大类。贵金属催化剂在与 VOCs 接触时反应时，与氯化烃类的有机物有很强的融合性，这样能够使贵金属催化剂与VOCs容易发生催化分解作用。如果我们将催化燃烧与直接的热力燃烧进行对比可以看出，他们各自的优势不同，催化燃烧方法的燃烧温度只需要保持在200℃～400℃就可以，并且催化燃烧是在较低温度下进行的燃烧，避免了NOx二次污染物的产生，更加环保。但是目前我们使用的催化剂自身的稳定性不高，容易在一些特定的条件下被含有S、P、As等物质破坏。一旦这些催化剂的活性遭到破坏，就会导致催化性能降低，为了能够进行充分的化学反应就需要更换新的催化剂，导致了更高的处理费用产生。

2.3 利用生物法处理挥发性有机废气

利用生物法处理挥发性有机废气，就是通过生物过滤法处理VOCs，这种方法处理的有机废气主要是来源于工业生产、市政污水、污泥处理等。生物过滤法能够处理较低浓度的VOCs，通过核心生物滤床的处理作用，VOCs通过生物滤床中的生物膜填料被反应，这样能够使 VOCs 在滤床里被生物膜上的生物经过吸附作用反应生产CO2和H2O，这样就能够将产生的CO2和H2O直接排放在空气中。

2.4 利用吸附法处理挥发性有机废气

利用吸附法处理挥发性有机废气，是利用具有微孔结构的吸附剂，将挥发性有害气体的有毒物质吸附在吸附剂表面上，这样使有机物从主体分离。需要指出的是，我国在治理 VOCs 的处理上与发达国家存在很大的差距，上述的处理方法，只能适应中、高浓度的 VOCs治理中，对于低浓度的 VOCs 处理效果不明显。所以对于我国VOCs 的治理技术的创新研究，科技工作者需要积极的开发新的技术，这样才能对人类的健康带来益处，避免VOCs对人类造成伤害。

3、挥发性有机废气治理技术进展

3.1 微波催化氧化技术

微波氧化技术综合了填料吸附技术、空气净化技术及解吸技术等的有点，成功的将传统的治理技术转化为现代的微波氧化技术。使用微波氧化技术治理有机废气的时候能够有效降低解吸及吸附所需要的时间，减少能源成本的消耗，避免造成不必要的浪费。此外，微波氧化技术另外一个优点，就是所用成本较低，也就是經济性好，及时在反复连续使用 20 多次以后，仍然具有较好的吸附效果。在技术层面上，类似于对污水的治理技术原理，只是稍加修改就能够提高对挥发性有机废气的治理效果。

3.2 活性炭纤维

不同于常用的碳吸附技术，活性炭纤维技术，具有新颖性，并且吸附效果更好。运用在活性炭纤维治理技术上的原理有：活性炭具有吸附性强的特点，并且不对周围的环境造成危害，其内外表面都布满了具有吸附性的碳原子，碳原子又组成吸附性好的表面性结构，对挥发性有机废气治理的各项要求都能满足。优越于传统的碳吸附材料，活性炭的化学和物力结构都比较特殊，在吸附速度、吸附容量及含碳量方面都略胜一筹，并且能够反复使用，活性炭纤维技术的优势使其在治理挥发性有机废气方面取得了很好的效果，值得被大范围推广使用。

3.3 生物治理技术

使用生物治理技术实际上就是李永乐挥发性有机废气中的微生物的可降解性，然后将有机废气中微生物以新陈代谢的方式转化为无机物。但是生物治理技术这种降解方式不可避免可能会重新产生难以预料的有害物质，这一点，不同于生物处理技术在废水中的运用，但是可以借助其在废水中的运用特性，将挥发性的有机废气液态化，在液态的情况下对其中的污染物进行吸附，降解，相比于气相状态下，效果更好，能够尽可能避免有害物质的产生，但是生物治理挥发性有机废气的技术仍然需要深入研究，以形成整体的体系。

3.4 纳米材料净化技术

纳米材料是一种超级细的材料，晶粒尺寸通常为纳米级，纳米粒子表面积很大，而且活性中心也比一般的材料多，在治理挥发性有机废气的时候能够有较高的转化速度，此外，纳米催化剂能够将原本不具备反应能力的物质转化为具有反应能力的物质。特别是纳米 TiO2粒径很小在 1nm- 100nm 之间，在废气治理方面效果显著。TiO2能够在光照条件好的情况下将废气中的有机物质转化为水、二氧化碳等无机物质，在室内空寂净化等方面优势更加突出，应用前景不可限量。

4、结语

总之，经济发展不能以环境为代价，挥发性有机废气成为环境污染的一大顽疾，在国内甚至国际上都受到重视，也都有相应的政策支持，相关的研究人员也投入了很大的精力，上述介绍的几种挥发性有机废气治理技术也都取得了很好的运用效果。此外，在石油、化工行业的生产发展中，特别要注意对挥发性有机原材料的使用，适当加以限制，尽可能避免后期对环境造成的污染，即使排放也要符合国家的标准。

参考文献：

[1]陈哲铭，夏友超，邵小林.挥发性有机废气治理技术进展分析[J].资源节约与环保，2015

[2]汪涵，郭桂悦，周玉莹，梁忠越.挥发性有机废气治理技术的现状与进展[J].化工进展，2009