挥发性有机化合物

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挥发性有机化合物(Volatile Organic Cornpounds,VOCs)

　　挥发性有机化合物是指室温下饱和蒸气压超过70.91 Pa或沸点小于260℃的有机物，如芳香烃、脂肪烃、卤代烃、含氧烃等，是石油化工、制药、印刷、建材、喷涂等行业排放的最常见的污染物。目前已鉴别出300余种，在EPA所列的优先控制污染物名单中有50多种是VOCs 。

　　VOCs的控制技术基本分为两大类：

　　第一类：以改进工艺技术、更换设备、防止泄漏乃至消除VOCs排放为主的预防性措施；

　　第二类：以末端治理为主的控制性措施。

　　第一类方法是人们所期望的，但是由于目前生产技术水平的限制，向环境中排放和泄露不同浓度的有机废气是不可避免的，这时就必须采用第二类方法。末端控制技术包含两类，第一类是非破坏性方法，即采用物理方法将VOCs回收；第二类是通过生化反应将VOCs氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法。

　　1.冷凝法

　　冷凝法是利用气态污染物在不同温度及压力下具有不同饱和蒸汽压。在降低温度或增加大气力条件下，使某些污染物凝结出来，以达到净化或回收的目的。所需设备和操作条件比较简单，回收物质纯度高，但净化程度不高，耗能较高，对低浓度废气的净化更是如此。冷凝法适用于处理高浓度有机废气，特别是组分单纯的气体的回收。作为吸附净化或燃烧的预处理，可以减轻后续处理的负担

　　2.吸收、吸附法

　　目前，很少采用吸收法治理废气，主要原因是无合适的吸收剂的可以选择。对于低浓度的有回收价值的有机废气。多采刚吸附法。冈为此种方法可以实现有机废气的资源化。吸附法在VOCs的处理过程中应用极为广泛，主要用于低浓度、高流量有机废气(如含碳氢化合物废气)的净化。该方法去除率高，无二次污染，操作方便．且能实现自动控制。不足之处是由于吸附容量受限．不适于处理高浓度有机气体。当废气中有胶植物质或其它杂质时，吸附剂易失效，同时吸附剂需要再生。吸附法的关键是吸附剂的选择，吸附剂要具有密集的细孔结构，内表面积大，吸附性能好，化学性质稳定，耐酸碱、耐水、耐高温、耐高压，不易破碎，对空气阻力小。常用的吸附剂主要有活性炭(颗粒状和纤维状)、活性氧化铝、硅胶等。当有机废气浓度较高时，或净化复合性有机废气或含有粉尘、气溶胶杂质时，必须对气体进行预处理。预处理方式可根据具体情况采用水洗、酸洗和碱洗等。含粉尘量大的气体要除尘；高温有机废气需先经冷却过滤降温处理。

　　3.燃烧法

　　(1)当废气中可燃有害组分浓度较高或该组分燃烧热值较高时，可采用直接燃烧法。只有燃烧放出的热量能够补偿散向环境中的热量时。才能维持燃烧。直接燃烧的设备包括燃烧炉、窑，或通过某种装置将废气导入锅炉作为燃料气进行燃烧。

　　(2)当废气中可燃有机组分的含量较低，本身不能维持燃烧时，可采用热力燃烧。在进行热力燃烧时。通过辅助燃料的燃烧，把温度提高到燃烧所需的温度．使其中的气体污染物进行氧化。燃烧方式有离焰燃烧系统和配焰燃烧系统两种。

　　(3)催化燃烧的流程为：含有机组分的气体经过预处理除去粉尘、液滴后，由风机送人预热器预热至起燃温度，再进入催化床反应器进行催化燃烧。

　　4.生物净化技术

　　生物法净化有机废气是在微生物处理废水的基础上发展起来的。与废水生物处理的区别在于废气中的有机物首先要经过由气相到液相的传质过程。生物法净化有机废气的实质是把废气从气相转移到液相或固相表面的液膜中，然后利用微生物降解液相或固相表面的液膜中的有机污染物。其净化原理可依据传统的气体吸收双膜理论提出的生物膜理论来解释生物反应器处理废气一般经历3个阶段。一是废气中的有机污染物首先同水接触并溶解于水中；二是溶解于液膜中的有机污染物在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，被其中的微生物捕获并吸收；三是进入微生物体内的有机污染物在其自身的代谢过程中被作为能源和营养物质分解，最终转化为简单的无机物(CO₂、水等)及细胞组成物质。

　　5.低温等离子体处理技术

　　低温等离子体技术又称非平衡等离子体技术。是在外加电场的作用下。通过介质放电产生大量高能粒子，高能粒子与有机污染物分子发生一系列复杂的化学反应，从而将有机污染物降解为无毒无害物质的过程。低温等离子体技术主要有电子束照射法、介质阻挡放电法、沿面放电法和电晕放电法等。该方法不会导致二次污染，具有能耗低等优点。可在室温下与催化剂反应，极大地节约了能源。设计时可以根据风量变化以及现场条件进行调节，尤其适于处理有气味及低浓度大风量的气体。