揮發性有機化合物

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揮發性有機化合物(Volatile Organic Cornpounds,VOCs)

　　揮發性有機化合物是指室溫下飽和蒸氣壓超過70.91 Pa或沸點小於260℃的有機物，如芳香烴、脂肪烴、滷代烴、含氧烴等，是石油化工、製藥、印刷、建材、噴塗等行業排放的最常見的污染物。目前已鑒別出300餘種，在EPA所列的優先控制污染物名單中有50多種是VOCs 。

　　VOCs的控制技術基本分為兩大類：

　　第一類：以改進工藝技術、更換設備、防止泄漏乃至消除VOCs排放為主的預防性措施；

　　第二類：以末端治理為主的控制性措施。

　　第一類方法是人們所期望的，但是由於目前生產技術水平的限制，向環境中排放和泄露不同濃度的有機廢氣是不可避免的，這時就必須採用第二類方法。末端控制技術包含兩類，第一類是非破壞性方法，即採用物理方法將VOCs回收；第二類是通過生化反應將VOCs氧化分解為無毒或低毒物質的破壞性方法。

　　1.冷凝法

　　冷凝法是利用氣態污染物在不同溫度及壓力下具有不同飽和蒸汽壓。在降低溫度或增加大氣力條件下，使某些污染物凝結出來，以達到凈化或回收的目的。所需設備和操作條件比較簡單，回收物質純度高，但凈化程度不高，耗能較高，對低濃度廢氣的凈化更是如此。冷凝法適用於處理高濃度有機廢氣，特別是組分單純的氣體的回收。作為吸附凈化或燃燒的預處理，可以減輕後續處理的負擔

　　2.吸收、吸附法

　　目前，很少採用吸收法治理廢氣，主要原因是無合適的吸收劑的可以選擇。對於低濃度的有回收價值的有機廢氣。多採剛吸附法。岡為此種方法可以實現有機廢氣的資源化。吸附法在VOCs的處理過程中應用極為廣泛，主要用於低濃度、高流量有機廢氣(如含碳氫化合物廢氣)的凈化。該方法去除率高，無二次污染，操作方便．且能實現自動控制。不足之處是由於吸附容量受限．不適於處理高濃度有機氣體。當廢氣中有膠植物質或其它雜質時，吸附劑易失效，同時吸附劑需要再生。吸附法的關鍵是吸附劑的選擇，吸附劑要具有密集的細孔結構，內錶面積大，吸附性能好，化學性質穩定，耐酸鹼、耐水、耐高溫、耐高壓，不易破碎，對空氣阻力小。常用的吸附劑主要有活性炭(顆粒狀和纖維狀)、活性氧化鋁、硅膠等。當有機廢氣濃度較高時，或凈化複合性有機廢氣或含有粉塵、氣溶膠雜質時，必須對氣體進行預處理。預處理方式可根據具體情況採用水洗、酸洗和鹼洗等。含粉塵量大的氣體要除塵；高溫有機廢氣需先經冷卻過濾降溫處理。

　　3.燃燒法

　　(1)當廢氣中可燃有害組分濃度較高或該組分燃燒熱值較高時，可採用直接燃燒法。只有燃燒放出的熱量能夠補償散向環境中的熱量時。才能維持燃燒。直接燃燒的設備包括燃燒爐、窯，或通過某種裝置將廢氣導入鍋爐作為燃料氣進行燃燒。

　　(2)當廢氣中可燃有機組分的含量較低，本身不能維持燃燒時，可採用熱力燃燒。在進行熱力燃燒時。通過輔助燃料的燃燒，把溫度提高到燃燒所需的溫度．使其中的氣體污染物進行氧化。燃燒方式有離焰燃燒系統和配焰燃燒系統兩種。

　　(3)催化燃燒的流程為：含有機組分的氣體經過預處理除去粉塵、液滴後，由風機送人預熱器預熱至起燃溫度，再進入催化床反應器進行催化燃燒。

　　4.生物凈化技術

　　生物法凈化有機廢氣是在微生物處理廢水的基礎上發展起來的。與廢水生物處理的區別在於廢氣中的有機物首先要經過由氣相到液相的傳質過程。生物法凈化有機廢氣的實質是把廢氣從氣相轉移到液相或固相錶面的液膜中，然後利用微生物降解液相或固相錶面的液膜中的有機污染物。其凈化原理可依據傳統的氣體吸收雙膜理論提出的生物膜理論來解釋生物反應器處理廢氣一般經歷3個階段。一是廢氣中的有機污染物首先同水接觸並溶解於水中；二是溶解於液膜中的有機污染物在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜，被其中的微生物捕獲並吸收；三是進入微生物體內的有機污染物在其自身的代謝過程中被作為能源和營養物質分解，最終轉化為簡單的無機物(CO₂、水等)及細胞組成物質。

　　5.低溫等離子體處理技術

　　低溫等離子體技術又稱非平衡等離子體技術。是在外加電場的作用下。通過介質放電產生大量高能粒子，高能粒子與有機污染物分子發生一系列複雜的化學反應，從而將有機污染物降解為無毒無害物質的過程。低溫等離子體技術主要有電子束照射法、介質阻擋放電法、沿面放電法和電暈放電法等。該方法不會導致二次污染，具有能耗低等優點。可在室溫下與催化劑反應，極大地節約了能源。設計時可以根據風量變化以及現場條件進行調節，尤其適於處理有氣味及低濃度大風量的氣體。