针对挥发性有机废气治理技术的发展问题,首先介绍了挥发性有机废气治理技术,主要包括利用燃烧法处理挥发性有机废气,如利用直接燃烧法、催化燃烧法处理挥发性有机废气、生物法处理挥发性有机废气和吸附法处理挥发性有机废气,探讨了挥发性有机废气治理技术进展以及应用,主要探讨了微波催化氧化技术、活性炭纤维治理技术和生物治理技术,并介绍了在挥发性有机废气治理中的应用、纳米材料净化技术的应用和膜基吸收净化技术在挥发性有机废气治理的应用。
生物过滤法处理VOCs,这种有机废气,主要是工业生产、市政污水、污泥处理的主要来源。为了治理恶臭气体,提出了生物过滤法这种技术,近年来,随着科学的发展,发现这种处理方法对处理VOCs也有较好的效果。这种生物过滤法,可以处理较低浓度的VOCs,核心处理设备是生物滤床的作用(如图1所示),VOCs可以在生物滤床中得到处理,使VOCs生成CO:和HO,这主要是由于在滤床内,已经装有能形成生物膜的填料,这些填料可以使VOCs在滤床里被生物膜上的生物经过吸附作用,将VOCs分解成CO2和H2O,使它们排放到空气中得到净化。、
1.1.4利用吸附法处理挥发性有机废气
吸附法是利用具有微孔结构的吸附剂,它的方法是利用这种吸附剂,可以将空气中的吸附质吸附在吸附剂的表面上,通过吸附剂的吸附将有机物从主体中分离,这样就可以处理有机废气。吸附法工艺流程如图2所示,当VOCs通过风机的作用,使它输送到吸附塔1,当吸附塔1中达到吸附饱和后,就可关闭阀门,再将VOCs气体切换到吸附塔2进行吸附,由于VOCs是分别在塔1和塔2进行脱附,它们是相互交替操作,因此,只要设计合理,就可以达到连续处理的结果,使VOCs得到净化。目前常用的吸附剂:由于活性炭的性能较好,这主要是活性炭具有较大的比表面积,这就使活性炭具有较高的吸附容量,使VOCs得到较大的;另一种方法就是沸石分子筛,这种吸附剂它具有均匀的微孔结构,就可以使这种微型结构具有较强的选择性。就可以使它们具有较大的优势,在吸附VOCs的过程中,它们都具有较高的去除效率,就可以使它们达到吸附VOCs的作用,同时由于它们的能耗低,工艺成熟,因此,这种方法在一般的企业都易于推广实用,来处理VOCs使其净化。
需要指出,中国对于VOCs的处理还存在差距,上述的处理方法,只适合应用在高、中浓度的VOCs治理中,但这些方法对于低浓度的VOCs处理,其效果相对微弱。在这样的环境中,就会影响到人的呼吸系统,使人的鼻、眼、心、肝、肺等器官受到有害气体的伤害,长时间在这种有机废气中生活,就会导致人体的器官出现变态反应,人类吸人有机废气的时间一长;就会导致吸人者致残和致癌,给人类带来难以补救的伤害。因此,针对中国VOCs治理技术的研究以及创新,目前,科技工作者正在积极引入或开发新的技术方法,这样才能够保证中国的环境优良,才能避免VOCs对人类的健康带来伤害。
2.1微波催化氧化技术及其在挥发性有机废气治理中的应用
微波催化氧化技术是高科技的处理技术,随着科学的发展,这种技术已经得到高速的发展,它可以有效集合传统的填料吸附技术,来提高处理VOCs治理的能力,这种方法的实现,改变了传统解吸治理方式向微波解吸治理方式的转变,极大地提高了治理效果。在治理VOCs过程中,使用微波催化氧化技术,它不仅能够缩短废气的解吸和吸附时间,而且
还可以利用这种技术,降低各种能源的消耗和浪费,减少处理费用,提高VOCs的治理能力。现在采用的吸附剂可以连续使用二十次,而且这些吸附剂,在反复使用的过程中,都能够达到非常好的吸附效果,使VOCs得到彻底的处理。
2.2活性炭纤维治理技术及其在挥发性有机废气治理中的应用
活性炭纤维治理技术是高科技时代的创新,这种技术与传统的碳吸附技术相比,在使用性能上,它的吸附效果更好。这种VOCs治理技术的原理为:由于它通过活性炭纤维的加入,使它具有高效吸附性,由于它的高效吸附性,主要是由于具有环保材料的活性炭纤维,这样就使它的内表面和外表面分布了许多碳原子,由于这些碳原子的作用,使这些碳原子组成了具有吸附能力很强的表面性结构。这种活性碳纤维的表面性结构,具有很强的优势。为了比较两者的效能,即对活性炭纤维和传统的碳吸附材料的吸附性能进行比较,通过实验结果证实,由于这种活性炭纤维的特殊结构,使它的吸附结果更具有优势,这样它可以使活性炭纤维具有比较优异的性能,具有吸附速度快、吸附容量大、再生容易、表面积大、微孔丰富、含碳量高等众多优点,这些众多的优点,就可以使它们在治理VOCs的过程中,充分发挥吸附VOCs的作用,可以显示活性炭纤维非常好的用效果,因此,活性炭纤维治理技术已经具有很大的优势。非常适宜广泛的推广和应用在VOCs的治理中,使环境更加清新。
2.3生物治理技术及其在挥发性有机废气治理中的应用
生物治理技术在VOCs的治理中,这是一个较新的方法,主要应用原理:是通过生物治理技术的发展,将微生物的降解过程利用起来,就可以将这些VOCs有机物得到处理,使它们转化成水、二氧化碳等无机物,这样就把污染环境的有机废气处理掉。但是,由于生物治理技术对VOCs治理的过程比较复杂,在生物治理技术中,很难保证在气相中不产生
害物质,这样就会影响生物治理技术的结果,因此在实际应用中,应该注意保证气态污染物的液化,气态VOCs污染物液化后,需要通过各种污染物的生物吸附、新陈代谢以及降解的液化过程。但是,这种处理方法至今还未形成完善的理论,在实际应用中还没有找到合适的方法,因此,要利用生物技术处理VOCs,还需要许多科技工作者继续努力,做进一步的深入研究。
2.4纳米材料净化技术及其在挥发性有机废气治理中的应用
纳米材料净化技术是近年来处理VOCs的新技术。纳米材料指的是超细材料,这种超细材料的纳米粒子,由于它的表面积大,吸附能力非常强,因此,在反应过程中,可以显现纳米材料具有非常好的催化作用,这些纳米粒子的加入,在处理VOCs的过程中,就能够由于纳米粒子的加入,就可以有效的提高VOCs分解的反应速率,这对于挥发性有机废气的处理具有很大的优势,甚至能够将原来不能反应的物质,也能使它们完全进行。显然,纳米TiO在气态有机污染物治理方面具有优势。这些优势主要是它们表现在光照条件下,就能够激活纳米材料,可以使纳米TiO:把有机物质转化成有机酸、水、二氧化碳等小分子,这样就把污染有机物处理掉了,显然,纳米TiO:的光催化剂,在处理VOCs方面具有很大的发占优势,它可以在降解处理VOCs方面具有很大的优势,在净化空气方面具有很大的能力,因此,它可以使纳米TiO:具有非常广泛的应用前景。为了更好的分析比较,利用表1给出了上述几种VOCs处理工艺特点的分析对比结果,就可以清楚的进行比较。