挥发性有机废气治理技术发展研究

我国环保部门于2017年开展了第七轮次城市大气污染防治强化督查工作，督查结果表明，挥发性有机废气污染，已经成为了最为严重的大气污染问题，尤其是工业生产会排放出大量的VOCs.这种气体属于一种有毒气体，并且还能与其它污染气体进行融合，继而造成复合污染。因此，对挥发性有机废气治理技术发展进行研究，具有十分重要的意义。

1  挥发性有机废气概述 

挥发性有机废气的英文缩写为VOCs，主要是指在正常气压下，任何沸点不小于260℃的有机物，以气态分子形态排入至大气中的有机化合物，统称为挥发性有机废气。这种污染物的来源十分广泛，其性质较为复杂，工业生产是这种气体的主要来源，挥发性有机废气污染如果得不到及时治理，将会造成严重的后果，究其原因，主要是这种污染气体属于毒性气体，且燃点较低，很容易发生自燃和爆炸，气体恶臭，会对人们的正常生活造成影响。同时，这类气体在太阳光的照射下，会衍生光化学烟雾污染。因此，站在保护环境和保护人类身体健康的视角下，对这类污染气体进行治理，其意义十分重大。

2  挥发性有机废气治理技术分析

2.1  直接燃烧法治理有机废气

燃烧法治理挥发性有机废气的方式较为简单，其原理为将经过浓缩和干燥处理过后的有机废气送入至焚烧炉中，然后利用辅助性燃料进行燃烧处理即可，在废气燃烧过程中，应确保燃烧温度处于680-760℃之间，因为在这个温度区间内，挥发性有机废气会被充分氧化，并被分解转化为无机物质，例如：水、二氧化碳。应用直接燃烧法的主要目的就在于让废气在合理的温度区间内，发生氧化反应，但是氧化反应的效果也会受到一些因素的影响，在一般情况下，氧化反应完全的占比为70%左右，此时生成的物质是二氧化碳和水，如果氧化反应不完全，则会生成一氧化碳。而导致氧化反应不完全的主要原因有以下几方面：一是挥发性有机废气浓度较低；二是燃烧不充分。为了保证燃烧的充分性，工作人员可以利用一些辅助性的燃料，例如：燃气、燃油等，以确保燃烧的充分性。这类治理方法较为简单，且投资费用较少，在处理浓度较高、且风量较小的有机废气时尤为适用，但却对安全性和操作性提出了严格的要求，必须要确保焚烧炉的温度，如果温度不达标，很容易生成其他污染物质。

2.2  催化燃烧法治理挥发性有机废气

催化燃烧法是指将有机废气进行加热，当加热温度大于150度，小于300度时，在催化剂的作用下进行无火焰燃烧法，加热废气，通过催化燃烧的方式，将有机废气转化为无污染的水和二氧化碳等无机物质。这种方法比较适用于起燃温度较低的焚烧炉，并且这种治理方式，不会产生其他污染物质，环保性较强。但是使用成本相对较高，且前期需要大量的投资。

3  挥发性有机废气治理技术发展研究

3.1  活性碳纤维治理技术

活性碳纤维是科学技术发展的产物，这项技术相较于传统吸附治理技术而言，治理效果十分显著，其治理方法为吸附和浓缩挥发性有机废气，碳纤维处理技术的吸附能力较强，将其应用于挥发性有机废气治理技术中优势明显。该技术的治理原理是先通过活性碳纤维对挥发性有机废气进行处理，当吸附和浓缩达到一定程度时，启动催化设备，同时利用高温，对热活性碳吸附床进行加热，以强化吸附床的吸附性能，并使有机废气在吸附床内部发生氧化反应，继而实现对挥发性有机废气的高效处理。但是，活性炭的吸附效果会随着再生次数的增加而衰减。简言之，活性碳纤维治理技术就是对传统吸附技术的强化。究其原因，主要是活性纤维具有较强的吸附性能，将其应用于传统吸附技术中，会提升有机废气的吸附效果，继而为燃烧治理技术的应用，创造有利的条件。目前，这项技术是最为常用的挥发性有机废气处理技术，并且该技术在处理苯类废气时的效果特别突出，但活性碳纤维治理技术也存在一些不足。例如：活性碳纤维无法有效吸附烃类废气，且使用成本较高，对于环境要求较为严格，如果环境过于潮湿，则会的处理效果造成影响。

3.2  生物治理技术

生物治理技术属于一种治理挥发性有机废气的新技术，这种技术对微生物的降解能力进行了充分利用，促使有机废气被降解后变为无机物，例如：水、二氧化碳等，继而达到有效治理有机废气的目的。但是，这种治理技术的治理过程十分繁琐，在使用这项技术治理挥发性有机废气时，无法保证有机废气是否会在气相中生成其他污染物质，这在一定程度上使生物处理技术的应用效果受到了限制，为强化技术应用效果，在使用该技术治理有机废气时，应该重点关注液化气态污染物这一治理环节，在将废气转化为液态后，应继续采用吸附治理技术，强化废气转化的效果。生物处理技术在目前尚未确立明确的使用方法，想要让这项技术发挥出应有的效果，科研人员需要继续对其进行研究和完善。

3.3  蓄热式热力氧化技术

截止到目前，蓄热式热力氧化技术依然是治理效果最好的挥发性有机废气治理技术。相较于燃烧治理技术，这项技术可以收集焚烧中产生的热量，并将其转化为电力能源，从而产生良好的经济效益。这种技术在国外应用范围十分广泛，只要适当添加燃料即可实现废气自动化加热治理。挥发性有机废气，其浓度大约为6g/m³，与蓄热式热力氧化技术完美契合。利用热力氧化技术治理有机废气，废气净化率无限趋近于100%，由此可以看出，蓄热式热力氧化技术在治理挥发性有机废气中的优势。但是，这项技术也存在着一些局限，具体表现在以下方面：首先，使用该技术之前，需要投资大量的成本，运行费用相对较高。其次，在处理有机废气的过程中，可能会导致碳氧化合物的产生，继而对大气造成二次污染。

3.4  微波催化氧化技术

微波催化氧化技术与活性碳纤维吸附技术类似，都是科学技术发展衍生出的全新治理技术，这种技术具有非常强的适用性和灵活性，既可单独使用，也可以与其他治理技术结合使用，例如：填料吸附技术等，通过两种技术的有效结合，使挥发和吸附治理性能得到强化，这种方法的使用，可以将传统解吸治理方法转变为微波解吸，继而提高处理挥发性有机废气的性能。在进行VOCs治理时，运用这项技术，不仅可以缩短吸附和解吸的时间，还能减少资源的浪费和损失，继而降低处理废气的成本。目前，微波催化氧化技术中的吸附剂，其运用有效次数可达20次以上，并且吸附剂使用效果非常稳定，能够对有机废气进行根治。

4  结语

综上所述，由于挥发性有机废气具有多样化的种类、性质和特点，再加上有机废气的浓度也存在差别。因此，在治理挥发性有机废气时，应根据废气的种类、性质和特点，并参考不同治理技术的优势和使用范围，选择合适的治理技术，从而在确保有机废气治理效果的同时，避免造成资源和成本的浪费。